Анкер для угольных шахт

Авторы патента:

E21D21/00 - Анкерные болты для крепления кровли, для крепления подошвы выработки или для защиты крепи шахтных стволов (дюбели, нагели и другие устройства, укрепляемые в отверстиях стен F16B 13/00)

Владельцы патента RU 2611778:

Курлов Юрий Яковлевич (RU)

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к области упрочнения бортов выработок и груди забоев в монтажных камерах в период монтажа очистного механизированного комплекса с механическими исполнительными органами выемочных машин. Технический результат - удешевление стоимости анкеров, упрощение процесса их изготовления, а также повышение качества угля, отбиваемого механическими органами выемочных машин. Анкер для угольных шахт включает стержень в виде твердого тела цилиндрической формы с острым концом. Твердое тело стержня изготовлено из материала, содержащего мелкий уголь – штыб - в объеме 74,8 массовых долей, скрепленного фенолоформальдегидной смолой холодного отверждения СФЖ-3032 в количестве 20,6 массовых долей, отвердителем в виде 70%-ного водного раствора технической бензосульфокислоты в объеме 4,6 массовых долей. Противоположный конец стержня анкера относительно острого конца выполнен конусообразным с диаметром основания, как минимум, равным диаметру шпура. 1 ил.

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к области упрочнения бортов горных выработок и груди забоев в монтажных камерах в период монтажа очистного механизированного комплекса с механическими исполнительными органами выемочных машин.

Известен стеклопластиковый анкер (Бийский завод стеклопластиков - информационный листок прилагается), принятый нами за прототип, включающий винтовой стержень, клинораспорный замок, опорную шайбу и гайку, изготовленные из стеклопластика и полиамида.

К недостатком стеклопластикового анкера следует отнести: отсутствие единой монолитной структуры анкера в связи с наличием у него деталей (четыре позиции), которые требуют их самостоятельного изготовления и последующей сборки в единую структуру, что предопределяет высокую стоимость анкера (от 220 до 360,00) рублей за один анкер. Отметим, что при разрушении анкеров рабочими органами выемочных машин угольная масса будет засорена стеклопластиковым балластом, что станет одним из препятствий для его отправки на экспорт, а также при подготовке водоугольных суспензий для сжигания на тепловых станциях.

Целью изобретения является удешевление стоимости анкеров, упрощение процесса их изготовления, повышение степени чистоты добываемой угольной массы, а также утилизации мелкого угля (штыба), возникающего при механическом способе добычи угля.

Указанная цель достигается тем, что анкер выполнен в виде единой монолитной структуры из материала, содержащего мелкий уголь (штыб) в объеме 74,8 массовых долей, скрепленного фенолоформальдегидной смолой холодного отверждения СФЖ-3032 в количестве 20,6 массовых долей, отвердителем в виде 70%-ного водного раствора технической бензосульфокислоты в объеме 4,6 массовых долей. С целью упрощения конструкции хвостовой части анкера, противоположный конец стержня, относительно острого, выполнен конусообразным с диаметром основания, как минимум, равным диаметру шпура.

Предлагаемое техническое решение позволяет исключить использование стеклопластика и других типов полимерных материалов для изготовления стержней и комплектующих изделий, значительно упростить процесс изготовления угольных анкеров, ибо появляется возможность использовать штамповочное оборудование, организовав непрерывное высокопроизводительное поточное производство. Сырьевая база для производства угольных анкеров практически неограниченна, ибо объемы мелкого угля (штыба) на обогатительных фабриках Кузбасса огромны. Кроме того, разрушенные рабочими органами комбайнов куски угольных анкеров, попадая в уголь, не будут засорять его как балласт, а напротив будут повышать его качество и сортность, поскольку в составе анкеров содержание мелкого угля достигает 74,8 массовых долей, скрепленного фенолоформальдегидной смолой холодного отверждения СФЖ-3032 (20,6 массовых долей) и отвердителем в виде 70%-ного водного раствора технической бензосульфокислоты в объеме 4,6 массовых долей (см. В.В. Васильев и др. Полимерные композиционные материалы в горном деле. М.: Недра, 1988, с. 187-189).

Отметим, что анкер имеет следующие физико-механические характеристики: плотность 1,15-1,20 г/см³, предел прочности на сжатие 25-40 МПа, при растяжении 4 МПа, изгибе 5,8 МПа. Расчеты показывают, что стержень анкера диаметром 45 мм способен воспринять разрывное усилие, равное 6000 Н, что вполне достаточно для удержания груди очистного забоя и бортов выработок от обрушения, при этом количество анкеров определяется либо расчетом, либо путем эмпирических исследований в конкретных условиях.

На фиг. 1 показан внешний вид анкера для угольных шахт. Анкер (Фиг. 1) содержит стержень 1 цилиндрической формы, один конец которого имеет острый срез (острый конец) 2 под углом 25-30 градусов для лучшего перемешивания химического состава, а другой срезан под углом 90 градусов к оси анкера. Для предотвращения подтекания химического состава в момент установки анкера противоположный, относительно острого среза, конец 3 выполнен конусообразным с диаметром, как минимум, равным диаметру шпура, что значительно конструктивно упрощает его хвостовую часть.

Анкеры устанавливают следующим образом. В пробуренный в груди очистного забоя или борту выработки шпур вставляют ампулу (ампулы) с химическим составом и досылают их до дна шпура стержневым досылателем. Количество ампул определяют исходя из длины анкера и трещиноватости массива и т.д. Затем в шпур вводят анкер острым концом и с помощью электро- или гидросверла, оснащенного специальным наконечником, анкеру придают вращательное движение с одновременной подачей его вглубь шпура, в результате чего ампулы разрушаются, при этом происходит перемешивание химических компонентов и их полимеризация по всей длине шпура.

Возможна другая технология установки анкера, сущность которой заключается в нагнетании полимерного состава в шпуры и последующей установке в них анкеров. Нагнетание производится под давлением 10-15 МПа с использованием соответствующих устройств (герметизаторов) для предотвращения вытекания полимерного состава из устья шпура. Отметим, что в обоих случаях закрепление анкера происходит по всей его длине.

Предлагаемый анкер позволяет отказаться от использования дорогостоящих стеклопластиковых, базальто-пластиковых анкеров и их модификаций для крепления груди забоя и бортов выработок, погашаемых с помощью механических органов добычных машин. Отметим, что материальные затраты на производство 1 кг материала из угольного штыба марки «Д» составляют 7,15 рублей, а стоимость анкера длиной 1800 мм и диаметром 45 мм не превышает 25 рублей. Кроме того, значительно упрощается процесс изготовления анкеров в результате использования высокопроизводительного штамповочного оборудования. Изготовление анкера из мелкого угля позволит утилизировать значительные объемы накопленного в Кузбассе шлама на обогатительных фабриках.

Использование анкеров позволит значительно снизить стоимость крепления горных выработок угольных шахт, а также повысить степень чистоты добываемого угля.

Анкер для угольных шахт, включающий стержень в виде твердого тела цилиндрической формы с острым концом, отличающийся тем, что твердое тело стержня изготовлено из материала, содержащего мелкий уголь – штыб - в объеме 74,8 массовых долей, скрепленного фенолоформальдегидной смолой холодного отверждения СФЖ-3032 в количестве 20,6 массовых долей, отвердителем в виде 70%-ного водного раствора технической бензосульфокислоты в объеме 4,6 массовых долей, при этом противоположный конец стержня анкера, относительно острого, выполнен конусообразным с диаметром основания, как минимум, равным диаметру шпура.

Группа изобретений относится к области установки анкерных болтов штанговой крепи в грунт/слои горной породы. Технический результат - повышение эффективности установки крепи за счет использования самонарезающегося анкерного болта на смоле с одностадийной установкой.

Способ изготовления головной части канатного анкера // 2597911

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для производства элементов горной крепи для шахт, а именно канатных анкеров. Технический результат - возможность технологичного производства головной части канатных анкеров с любыми заданными параметрами длин шага фиксации.

Композитный шахтный анкер // 2593665

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и, в частности, к анкерным крепям, и может найти применение для крепления контуров горных выработок. Технический результат - придание грузонесущему стержню дополнительного свойства с повышением его механической прочности.

Расширяемый анкерный болт // 2592083

Группа изобретений относится к расширяемым трубчатым анкерам. Технический результат - повышение устойчивости анкера к действующим на него силам и коррозии.

Анкер (варианты) // 2558573

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления горных выработок. Техническим результатом является повышение надежности установки анкера и снижение трудоемкости его подготовки к установке в скважине.

Податливая анкерная крепь // 2542067

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проходке выработок в породном массиве, склонном к повышенным смещениям контура. Техническим результатом изобретения является обеспечение податливости анкерной крепи с относительно постоянным сопротивлением.

Анкер для крепления горных выработок // 2540708

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению горных выработок. Техническим результатом являются повышение надежности анкерного крепления мерзлых горных пород и исключение зависимости несущей способности анкерной крепи от температурного режима горной выработки.

Фрикционный болт // 2533389

Изобретение относится к креплению горных выработок анкерными фрикционными болтами. Техническим результатом является повышение надежности работы фрикционного болта.

Композитный анкер // 2532553

Изобретение относится к области строительства, является крепежным средством и может быть применено при монтаже и установке элементов большого веса или элементов, подвергающихся высокой нагрузке для их фиксации относительно вертикальных или горизонтальных, предпочтительно бетонных, опор, таких как стены, потолочные перекрытиях или пол, в том числе для монтажа ограждений на объектах городской и пригородной инфраструктуры.

Крепь анкерная канатная высокой несущей способности // 2505678

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к анкерному креплению горных выработок глубокого заложения, и может использоваться при креплении контура выработок, когда необходимая длина анкера превосходит высоту выработки.

Смесь ускорителей для отверждаемых пероксидами смесей смол, смесь смол, содержащая смесь ускорителей, строительный раствор реакционноспособных смол и двухкомпонентная система строительного раствора, содержащая строительный раствор реакционноспособных смол, а также ее применение // 2612502

Настоящее изобретение относится к смеси ускорителей для отверждаемых пероксидами смесей смол, которая содержит основной ускоритель (I) и соускоритель (II), причем основным ускорителем (I) является соединение формулы (I): а соускорителем (II) - соединение формулы (II-1) или (II-2): в которых R1 и R2 соответственно независимо друг от друга означают алкильную группу с одним или двумя атомами углерода, гидроксиалкильную группу с 1-3 атомами углерода или однократно или многократно этоксилированную или пропоксилированную гидроксиалкильную группу с 1-3 атомами углерода. Молярное отношение (I):(II) составляет от 1:1 до 5:1. Указанная смесь ускорителей применяется в качестве ускорителя для отвердителей на основе органических пероксидов для использования в двухкомпонентных системах строительного раствора. Использование данного ускорителя позволяет продлить время желатинизации без негативного влияния на свойства системы, в особенности, такие как умеренное отверждение при низких температурах и низкие показатели нагрузки полностью отвержденных веществ при высоких температурах, что позволяет сохранить свойства системы во всем диапазоне температур от -10°С до +40°С. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.

Канатный анкер // 2626478

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для крепления контура подземных горных выработок. Технический результат - повышение технологичности изготовления и установки, а также конструктивной надежности канатного анкера и эффективности его закрепления в шпуре. В качестве головки канатного анкера на расстоянии l=5-10 мм от конца каната установлен конический шнек. Диаметр его основания dшн определен из выражения dшн=0,8dшп, где dшп - диаметр шпура. Муфта на внешней поверхности имеет резьбу и гайку для натягивания каната. На конце муфта имеет шестигранную поверхность с цилиндрическим хвостовиком шириной l1=5-10 мм и радиусом, вписанным в правильный шестиугольник. Внутри муфта имеет канал для пропуска и крепления каната, повторяющий форму защемляющего клина, в котором находится деформационная щель и канал для пропуска прядей несущей части каната, имеющий коническую форму, переходящую в цилиндрическую. Для прочного закрепления защемляющего клина его длина Lкл принята в зависимости от диаметра защемленной несущей части каната dзп и рассчитана по формуле Lкл=(11÷13)dзп. Длина конической части клина Lкк принята из выражения Lкк=(0,5÷0,7)Lкл. Угол наклона конической поверхности находится в диапазоне α=2,5÷3,5°. Ширина деформационной щели lш зависит от диаметра защемленной несущей части каната и находится в диапазоне lш=1,3÷2,0 мм. 2 ил.

Способ анкерного крепления горных выработок // 2639008

Изобретение относится к горной промышленности и, в частности, к анкерному креплению горных пород в криолитозоне, а также может быть использовано в строительстве и, в частности, при сооружении тоннелей различного назначения, в том числе проходимых в предварительно замороженных дисперсных грунтах или породах. Технический результат - увеличение несущей способности анкерной крепи в аварийных ситуациях, например, при возникновении подземного пожара в горных выработках, пройденных в дисперсных мерзлых породах. По способу осуществляют бурение шпура. Устанавливают металлический анкер с несущим замком и опорной плитой с натяжным элементом. При креплении горных выработок в условиях вечномерзлых горных пород часть пространства между анкером и поверхностью шпура от поверхности выработки заполняют теплопроводным материалом, имеющим коэффициент теплопроводности, примерно равный коэффициенту теплопроводности материала анкера. Натяжной элемент и опорную плиту покрывают огнезащитным материалом, например, биопиреном, имеющим возможность изменения своего термического сопротивления при повышении температуры воздуха в выработке. 2 ил.

Канатный анкер // 2640610

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для крепления контура подземных горных выработок. Технический результат - повышение надежности закрепления анкера в шпуре и концов каната. Канатный анкер с ампулой закрепляющей смеси в шпуре включает головку канатного анкера. Она выполнена в виде щекового клина, который имеет собственно клин, распирающую щеку и пружинные кольца для удержания щеки. Канат анкера выполнен из скрученных прядей, состоящих из множества проволок. Имеются в составе устройства также ограничители перемещения, опорная шайба, муфта с натяжной гайкой, защемляющий клин. Головка на забойном конце канатного анкера выполнена в виде конического шнека с самонарезной резьбой. Головка имеет зазор с распирающей щекой и клин, удерживаемый на распирающей щеке пружинными кольцами. Распирающая щека имеет цилиндрическую форму со скосом и снизу осевое отверстие для крепления каната. Муфта на внешней поверхности имеет резьбу и гайку для натягивания каната, а также в конце - отверстия (пазы) для выпуска концов прядей, не несущих основной нагрузки каната. Муфта внутри имеет канал для пропуска и крепления каната, повторяющий форму защемляющего клина, в котором находится деформационная щель по всей длине, а на обеих сторонах конической части вторую деформационную щель, нарезанную перпендикулярно первой. В канал пропущен канат. Несущие части каната пропущены в отверстие защемляющего клина, имеющего коническую форму, переходящую в цилиндрическую. Для надежного закрепления защемляющего клина внутри конца муфты имеется резьба, по которой обеспечена возможность подпирания болтом защемляющего клина после натяжения каната. 1 ил.

Полимерный состав для изоляции и укрепления горных пород // 2641553

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при изоляции горных выработок от притоков воды и газа и инъекционном химическом укреплении горных пород и грунтов. Полимерный состав содержит раздельно нагнетаемые в породный массив в объемном соотношении 1:1 преполимер с короткими полимерными цепями, образующийся при смешивании растворителя 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутират, гидроксилсодержащего компонента полипропиленгликоль и полиизоцианата марки «Wannate PM-200», взятого в двойном избытке. При этом нагнетание осуществляют при следующем соотношении компонент в преполимере, мас.%: полиизоцианат – 73-75, полипропиленгликоль – 11-12, растворитель – 14-15 и гидроксилсодержащий пластификатор, образующийся при смешивании растворителя 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутират и полипропиленгликоля с добавкой регулятора полимеризации «АМИН А33» при следующем соотношении компонент в пластификаторе, мас.%: растворитель – 84-87, полипропиленгликоль – 11-13, регулятор полимеризации – 0.1-4.5. Техническим результатом является повышение глубины проникновения и эффективности нагнетания полимерного состава в породный массив за счет снижения вязкости рабочих жидкостей при сохранении низкой сжимаемости состава под действием давления и малом содержании в нем остаточного изоцианата. 1 ил.

Анкер // 2648386

Изобретение относится к области горных работ и строительству тоннелей и других подземных сооружений в скальных породах, где необходимо укреплять кровлю и боковые стенки с помощью анкеров для предотвращения их обрушения или оползания. Технический результат – повышение надежности работы анкера. Анкер содержит по меньшей мере один удлиненный корпус. На одном его конце имеется по меньшей мере одна первая наружная коническая часть (16), проходящая через по меньшей мере одно отверстие по меньшей мере в одном цилиндрическом расширяемом корпусе. Отверстие в осевом направлении содержит по меньшей мере одну внутреннюю коническую часть, предназначенную для взаимодействия с наружной конической частью. Расширяемый корпус содержит по меньшей мере одну первую подсекцию и по меньшей мере одну вторую подсекцию. Эти подсекции разделяют поперечное сечение расширяемого корпуса на подсегменты. Эти подсегменты при относительном осевом перемещении наружной конической части удлиненного корпуса и внутренней конической части в отверстии оказывают влияние на их положения по отношению друг к другу в радиальном направлении расширяемого корпуса. Относительное осевое перемещение между удлиненным корпусом и расширяемым корпусом обеспечено по меньшей мере одним натяжным устройством. При этом анкер дополнительно содержит по меньшей мере одно клиновое устройство. Оно содержит по меньшей мере одну клиновидную часть, которая при вставке анкера в отверстие ударяется о дно скважины и оказывается размещенной между подсекциями расширяемого корпуса с обеспечением расширения корпуса. Кроме того, анкер содержит по меньшей мере один соединительный элемент, который удерживает вместе подсекции расширяемого корпуса в отверстии и имеет возможность разрыва при расширении корпуса. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.