Разрушаемый патрон для закрепления анкера в отверстии

Изобретение относится к горному делу, в частности к патронам с закрепляющим составом для анкерной крепи. Изобретение может быть использовано при креплении подземных горных выработок и в строительстве. Техническим результатом является обеспечение равномерного смешивания компонентов при любом расположении выполняемого отверстия, повышение прочности анкерного крепления, предотвращение преждевременного вытекания затворяющей жидкости. Разрушаемый патрон содержит сухую минеральную вяжущую смесь, разрушаемый корпус и расположенную внутри него разрушаемую капсулу, заполненную водным компонентом для смешивания с минеральной вяжущей смесью при разрушении корпуса и ампулы анкерной штангой в процессе закрепления анкера в отверстии. Капсула заполнена эластичным высокопористым полимерным материалом с высокой водоудерживающей способностью и высокой водоотдачей при механическом воздействии, пропитанным затворяющей жидкостью на водной основе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к патронам с закрепляющим составом для анкерной крепи. Изобретение может быть использовано при креплении подземных горных выработок и в строительстве.

Известна ампула для закрепления комбинированных анкеров (заявка РФ №2001123119, МПК E21D 20/02, опубл. 27.06.03, аналог), содержащая внутри внешней оболочки минеральную композицию и загерметизированную по концам внутреннюю оболочку с отвердителем, разделенную на отделы, которые отделены друг от друга скруткой поверхности оболочки.

Недостатком известной ампулы является сложность изготовления секционированной внутренней оболочки с отвердителем способом скрутки.

Известен также патрон для закрепления анкера в скважине, включающий обособленные оболочки, содержащие вяжущее, жидкий отвердитель и арматурные элементы, выполненные в виде волокон из гигроскопического минерального, органического или синтетического материала и помещенные в оболочку с жидким отвердителем (А.с. СССР №1506131, МКИ 4 E21D 21/00, опубл. 07.09.89, бюл. №33).

Волокнистые арматурные элементы обладают недостаточной водоудерживающей способностью, что приводит к (преждевременному) вытеканию жидкости во время разрушения ампулы при потолочном креплении анкера.

Известен также анкер, включающий полый стержень, снабженный размещенным в полости стержня герметичным пакетом, заполненным пропитанным водой поролоном (а.с. СССР №1578355, МКИ 4 E21D 21/00, опубл. 15.07.90, бюл. №26).

Известное устройство имеет другое функциональное назначение, устройство имеет неразрушаемую ампулу, в устройстве не используется свойство материала - высокая водоотдача при механическом воздействии (деформации), используется только водоудерживающая способность.

Известен также разрушаемый патрон для закрепления анкера в отверстии, содержащий заполненный сухой минеральной вяжущей смесью разрушаемый корпус и расположенную внутри него разрушаемую капсулу, заполненную водным компонентом для смешивания с минеральной вяжущей смесью при разрушении корпуса и ампулы анкерной штангой в процессе закрепления анкера в отверстии (заявка РФ №93051544, МПК 6 F16B 13/14, опубл. 20.10.1996, прототип).

Недостатком известного технического решения является то, что он не обеспечивает равномерное смешивание минерального связующего с водным компонентом из-за его повышенной вязкости, по сравнению с исходным, путем введения тикситропного средства, в результате чего увеличивается время затвердевания и понижается прочность анкерного крепления.

Задачей изобретения является повышение несущей способности анкерной крепи путем повышения прочности отвердевшей минеральной смеси за счет более равномерного смешивания сухой минеральной вяжущей смеси с затворяющей жидкостью на водной основе, предотвращение преждевременного вытекания затворяющей жидкости.

Технический результат заявляемого технического решения обеспечение равномерного смешивания компонентов при любом расположении выполняемого отверстия, повышение прочности анкерного крепления, предотвращение преждевременного вытекания затворяющей жидкости.

Указанные задачи достигаются тем, что в разрушаемом патроне для закрепления анкера в отверстии, содержащем заполненный сухой минеральной вяжущей смесью разрушаемый корпус и расположенную внутри него разрушаемую капсулу, заполненную водным компонентом для смешивания с минеральной вяжущей смесью при разрушении корпуса и ампулы анкерной штангой в процессе закрепления анкера в отверстии, согласно изобретению капсула заполнена эластичным высокопористым полимерным материалом с высокой водоудерживающей способностью и высокой водоотдачей при механическом воздействии, пропитанным затворяющей жидкостью на водной основе.

Указанная задача достигается также тем, что в качестве эластичного высокопористого материала с высокой водоудерживающей способностью и высокой водоотдачей при механическом воздействии использован поролон.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором показана конструкция разрушаемого патрона для закрепления анкера в отверстии.

Разрушаемый патрон для закрепления анкера в отверстии (далее - патрон) содержит разрушаемый корпус 1, заполненный сухой минеральной вяжущей смесью 2 и расположенную внутри корпуса 1 разрушаемую капсулу 3. Для удержания затворяющей жидкости в вертикальном положении разрушаемая капсула 3 заполнена эластичным высокопористым полимерным материалом 4 с высокой водоудерживающей способностью и высокой водоотдачей при механическом воздействии, пропитанным затворяющей жидкостью на водной основе для смешивания с минеральной вяжущей смесью при разрушении корпуса и капсулы анкерной штангой в процессе закрепления анкера в отверстии. Эластичный высокопористый полимерный материал с высокой водоудерживающей способностью препятствует продольному перемещению воды в разрушаемой капсуле при ее разрушении, а высокая водоотдача эластичного высокопористого полимерного материала при механическом воздействии позволяет высвобождать воду по мере разрушения капсулы, за счет чего достигается равномерное перемешивание сухой минеральной вяжущей смеси с затворяющей жидкостью на водной основе. Длина внутренней капсулы соответствует длине полости корпуса, для того чтобы в процессе разрушения патрона затворяющая жидкость на водной основе перемешивалась с сухой минеральной вяжущей смесью постепенно, по мере разрушения патрона. Если жидкость вытекает преждевременно, то нарушается необходимое соотношение между затворяющей жидкостью и сухой минеральной смесью, что приводит к снижению прочностных характеристик и закрепляющих свойств разрушаемого патрона для закрепления анкера в отверстии с анкером. Эластичный высокопористый полимерный материал 4 обладает высокой водоудерживающей способностью в покое и высокой водоотдачей при механическом воздействии (деформации, разрушении). Такое исполнение обеспечивает равномерное смешивание связующей смеси с затворяющей жидкостью при любом расположении отверстия.

Разрушаемый патрон для закрепления анкера в отверстии работает следующим образом. Патрон помещают в отверстие, пробуренное в породе (или, например, в строительном элементе); затем анкер ввинчивается в отверстие и заостренным концом разрушает корпус патрона 1 и разрушаемой капсулы 3 и перемешивает минеральную вяжущую композицию 2 с затворяющей жидкостью на водной основе. При этом происходит поперечное относительно оси отверстия перемешивание. Высвобождение затворяющей жидкости на водной основе происходит по мере разрушения капсулы 3, что приводит к равномерному перемешиванию компонентов.

Заявляемое техническое решение позволяет достичь равномерного смачивания всего объема смеси, равномерного перемешивания вяжущей композиции с затворяющей жидкостью, предотвратить преждевременное вытекание затворяющей жидкости, повысить несущую способность анкерной крепи.

1. Разрушаемый патрон для закрепления анкера в отверстии, содержащий заполненный сухой минеральной вяжущей смесью разрушаемый корпус и расположенную внутри него разрушаемую капсулу, заполненную водным компонентом для смешивания с сухой минеральной вяжущей смесью при разрушении корпуса и ампулы анкерной штангой в процессе закрепления анкера в отверстии, отличающийся тем, что разрушаемая капсула заполнена эластичным высокопористым полимерным материалом с высокой водоудерживающей способностью и высокой водоотдачей при механическом воздействии, пропитанным затворяющей жидкостью на водной основе.

2. Разрушаемый патрон для закрепления анкера в отверстии по п.1, отличающийся тем, что в качестве эластичного высокопористого полимерного материала с высокой водоудерживающей способностью и высокой водоотдачей при механическом воздействии использован поролон.