Анкерная крепь

 

Изобретение относится к горному делу, в особенности к креплению шахтных выработок, в частности, к анкерной крепи для крепления кровли выработок, блоков и подошвы, или защиты крепи шахтных стволов. Сущность изобретения состоит в том, что анкерная крепь беззамкового типа состоит из пустотелого анкерного стержня, имеющего продольную щель по длине, а в нижней части выступ для удержания опорной плиты снаружи и внутренний бурт для удержания пробки, помещенной в пустотелом анкерном стержне. Внутренняя полость заполняется веществом, увеличивающим свой объем при кристаллизации. После установки анкерного стержня в скважину начинается кристаллизация, помещенного в пустотелом анкерном стержне состава. Это приводит к увеличению объема состава и деформация анкерного стержня в скважине по оси и замоноличивание его в скважине выходящим из щели составом. Применение предлагаемого анкерного стержня позволяет снизить расходы при установке крепи. Помимо этого конструкция анкерной крепи проста и не требует для своего изготовления обработки металла резанием, применения резьбовых соединений и специального дополнительного оборудования. 1 с.п.ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, в особенности к шахтным выработкам и их креплению, в частности к анкерной крепи для крепления кровли выработок, для крепления боков и подошвы выработок или для защиты крепи шахтных стволов.

Известная анкерная крепь представляет собой систему стержней-анкеров, вставляемых в пробуренные по периметру выработки скважины и закрепляемых различными способами в толщине пород. К анкерам подвешиваются опорные плиты, верхняя с затяжками или металлические сетки. Анкеры, работая на растяжение, удерживают анкеруемые породы от расслоения, сдвижения и обрушения. В породах со слоистой структурой слои неустойчивой непосредственной кровли либо прикрепляются (подшиваются) анкерами к устойчивой основной кровле, либо отдельные слои пород анкерами скрепляются (сшиваются) в одну монолитную плиту, которая способна воспринимать нагрузку от вышележащих горных пород, то есть анкерные крепи по характеру закрепления разделяются на анкерную крепь с закреплением в донной части (замковые анкеры) и анкерную крепь с закреплением по всей длине скважины или значительной ее части (железобетонные, армополимерные, винтовые). Последний тип анкерной крепи более предпочтителен. (смотри, например, книгу Справочник. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. Авторы В. Н. Каретников, В. Б. Клейменов, А. Г. Нуждихин, Москва, НЕДРА, 1989 г. с. 77 86).

Предлагаемая анкерная крепь относится к беззамковой анкерной крепи. Известная беззамковая анкерная крепь для своего воздействия требует предварительного заполнения скважины (шпура) раствором вяжущего, после чего в заполненную скважину (шпур) помещается (погружением в заполняющий ее раствор) армирующего элемента, одевания опорного элемента и закрепления его на армирующем элементе и последующего твердения раствора с последующей подтяжкой после затвердения раствора (смотри там же, рис. 3.17 а-д).

Недостаток, связанный со сложностью удержания в скважине раствора вяжущего, устранен в техническом решении, приведенном там же на рис. 2.17,е. Заполнение скважины в этом случае раствором производится путем инъецирования в процессе установки армирующего элемента. Для достижения указанной цели используется специальное оборудование соединители, спецшланги, насос для подачи вяжущего раствора, устройство для герметизации устья скважины. Необходимость в применении специального оборудования при установке анкерной крепи приводит к усложнению процесса установки, появляется необходимость в выполнении дополнительных работ, связанных с обслуживанием специального оборудования его промывки после использования и т. д. Все сказанное приводит к увеличению времени установки анкерной крепи и к удорожанию процесса крепления и повышения стоимости проходки горной выработки в целом.

Недостатком существующей беззамковой анкерной крепи является сравнительная сложность конструкции анкерных болтов, а также большой объем работ и затрат времени на ее установку при креплении.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является анкер, включающий пустотелый анкерный стержень с продольной щелью, выступом для поддержания опорной плиты, опорную плиту и размещенное в анкерном стержне вещество, способное увеличить свой объем при кристаллизации (см. а. с. СССР N 1578355, Е 21 D 21/00, 1990).

Недостатком такого анкера является сложность конструкции и большие экономические затраты.

Цель изобретения упрощение конструкции анкеров для анкерной крепи, позволяющее сократить объем работ и время на ее установку при креплении.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что предлагаемая крепь состоит из гильзы цилиндрической формы, выполненной из металла и имеющей на образующей продольный разрез, а в нижней части замковый элемент с расширением и сужением для удержания опорной плиты и пробки (заглушки) и внутреннюю полость, заполненную составом, имеющим свойство увеличивать свой объем при кристаллизации, например, после смачивания.

Изобретение поясняется чертежом.

Анкерная крепь состоит из гильзы 1, помещенной в скважину (шпур) 2 и имеющая на кнопке в нижней части деформированный край 3, позволяющий с внешней стороны удерживать опорную плиту 4 и пробку 5 с внутренней стороны, предотвращающую выход наружу состава 6, помещенного во внутренней полости гильзы 1. С внешней стороны гильза 1 временно может быть подперта упором 7, а на своей образующей имеет продольную щель 8.

Установка анкерной крепи производится следующим образом.

В начале перед установкой производится бурение скважины (шпура) 2 в месте, где намечается установка анкера в соответствии с паспортом крепления выработки и производится затем очистка скважины от буровой мелочи, например, при помощи сжатого воздуха или иным образом.

После этого во внутреннюю полость гильзы 1 помещают раствор (состав), увеличивающий свой объем при кристаллизации, например, НВС-1, разработанное во ВНИИстроме (смотри, например, ж.Изобретатель и рационализатор N 7, 1984 г. стр. 8-9), затем на гильзу 1 одевают необходимого размера опорную плиту 4 и вводят в скважину 2 гильзу 1 до упора опорной плиты 4 в устье скважины 2 и подпирают снаружи упором 7, с целью временной фиксации гильзы 1 (это может быть осуществлено и другим способом). Через некоторое время, определяемое типом примененного состава, происходит увеличение объема содержимого 6 и раздвижка краев гильзы начиная от щелочи до соприкосновения со стенками скваижны 2 и заполнение оставшегося свободного объема между стенками скважины и стенками гильзы 1. При этом происходит замоноличивание стенок гильзы 1 в сважине, после окончания которого можно убрать упор 7. На этом постановка анкера и сооружение анкерной крепи оканчивается.

Состав 6, которым заполнена внутренняя полость гильзы 1 может готовиться путем разведения его водой на месте установки и последующей заливкой в гильзу. В других случаях, при применении других составов, внутренняя полость гильзы 1 может быть заранее заполнена на поверхности. На месте установки гильза, "заряженная" сухим составом смачивается водой путем окунания его в емкость с водой и выдержкой в ней некоторое время для увлажнения и пропитки. После этого установка анкера производится описанным выше способом. Это позволяет снизить трудозатраты на месте установки анкеров и снизить расходы.

Аналогичным образом предлагаемая анкерная крепь может быть использована и с другими типами поддерживающих элементов шайб, плит различной формы, а также подхватов, изготовленных из полосы, швеллеров, шахтного профиля и из круглых стержней.

Применение предлагаемой анкерной крепи позволяет снизить стоимость самой крепи, уменьшить объем работ и время на установку крепи. Отсутствуют расходы на вспомогательное оборудование для установки крепи, не требуется высокой квалификации работников, занятых на установке анкерной крепи предлагаемой конструкции.

Формула изобретения

Анкерная крепь беззамкового типа, включающая пустотелый анкерный стержень с продольной щелью, выступом для поддержания опорной плиты, опорную плиту и размещенное в анкерном стержне вещество, способное увеличивать свой объем при кристаллизации, отличающаяся тем, что она снабжена пробкой и буртиком для ее удержания, выполненным на устьевом конце стержня, а вещество, способное увеличивать свой объем при кристаллизации, состоит из сыпучего и жидкого компонентов, причем анкерный стержень заполнен сыпучим компонентом с возможностью его пропитки жидким компонентом непосредственно перед установкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1