СПОСОБ УСТАНОВКИ АНКЕРА Российский патент 1996 года по МПК E21D20/00 

Изобретение относится к угольной и горнорудной промышленности и может быть использовано при креплении подземных горных выработок.

Известен способ установки анкера, включающий бурение шпура, увлажнение вяжущей смеси в ампулах путем подачи в нее под давлением порции воды, введение в шпур ампул с вяжущей смесью, а затем вращающегося стержневого анкера с головкой в виде "ласточкина хвоста", разрушение головкой ампул, перемешивание смеси и закрепление анкера в вяжущем.

Недостатками такого способа установки анкера являются необходимость наличия в забое бурильных машин вращательного действия, потери вяжущего при установке анкеров в восходящих шпурах, снижение прочности связи анкера с вяжущим вследствие его нецентрального расположения относительно стенок шпура и неравномерного смачивания вяжущего водой.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ установки анкера, включающий введение в шпур ампул, заполненных сухой смесью на основе фосфогипсового вяжущего, предварительное увлажнение сухой смеси в ампулах путем их перфорации и погружения в воду, уплотнение ампул с вяжущим в шпуре, введение в шпур анкерного стержня и закрепление стержня в шпуре.

Недостатком известного способа является низкая безопасность работ, связанная с повышенной опасностью выпадания анкера при установке в восстающие шпуры, высокая трудоемкость работ, недостаточная прочность закрепления анкера в вяжущем.

Цель изобретения повышение безопасности и снижение трудоемкости процесса установки стержневого анкера в восстающие шпуры, а также увеличения несущей способности анкера.

Цель достигается тем, что способ установки стержневого анкера включает введение в шпур оболочек, заполненных сухой быстротвердеющей смесью, предварительное увлажнение сухой смеси в оболочках путем погружения их в воду, уплотнение оболочек с вяжущим в шпуре, введение в шпур анкерного стержня заостренным концом и закрепление стержня в шпуре.

Новым является то, что оболочки, заполненные быстротвердеющей смесью, выполняют из влагопроницаемого материала, например бумаги, а сухую быстротвердеющую смесь в оболочках смачивают водой до полного ее насыщения, которое фиксируют по окончании выделения пузырьков воздуха из воды, затем оболочки с вяжущим помещают в шпур и уплотняют путем внешнего силового воздействия, после чего заостренным концом в шпур вводят анкер, снабженный на участке закрепления, как минимум одним распорным упругим элементом, закрепленным у заостренного конца анкера, и поджимающим и уплотняющим вяжущее упорным кольцом, жестко закрепленным на удаленном от дна шпура конце закрепляемой части анкера, причем длина закрепляемой части анкера больше длины от заостренного конца анкера до упорного кольца.

На фиг. 1 показан процесс введения в шпур оболочек, заполненных быстротвердеющей смесью, предварительно увлажненной в оболочках, и их положение после уплотнения; на фиг. 2 процесс установки стержневого анкера в шпур после введения в него оболочек с вяжущим и их уплотнения в шпуре; на фиг. 3 анкер после помещения в шпур и закрепления его в вяжущем.

Для осуществления способа используется крепь, содержащая анкер 1, гайку 2, плитку 3 и оболочки 4, заполненные вяжущим 5. Материал оболочки является проницаемым для воды, одновременно это не исключает, что на поверхности оболочки для ускорения смачивания вяжущего могут быть проделаны отверстия. В качестве вяжущего может быть использован гипс на основе фосфогипса, время начала схватывания которого, составляет 6-7 мин и окончание схватывания 21-25 мин, или другой аналогичный быстродействующий состав.

Технология способа заключается в следующем.

В горной выработке бурят шпур 6, который очищают от буровой мелочи и воды. В шпур вводят оболочки 4, заполненные быстротвердеющим вяжущим 5, предварительно увлажненные водой. Оболочки выполняют из влагопроницаемого материала, например бумаги, материал должен обладать достаточной прочностью для совершения необходимых действий, связанных со смачиванием вяжущего в оболочках и помещения их в шпур. Оболочки с вяжущим погружают в емкость с водой и выдерживают в ней до полного насыщения вяжущего водой, которое фиксируют по окончании выделения пузырьков воздуха, затем оболочки 4 с вяжущим 5 помещают в шпур 6 и уплотняют путем их внешнего силового воздействия, после этого заостренным концом 7 в шпур 6 вводят анкер 1, снабженный на участке закрепления 8, распорным упругим элементом 9, закрепленным у заостренного конца 7 анкера 1, поджимающим и уплотняющим вяжущее упорным кольцом 10 жесткозакрепленным на удаленном от дна шпура конце 11 закрепляемого участка 8 анкера 1. После окончания схватывания вяжущего 5 устанавливают опорную плитку 3 и затягивают гайку 2. Число распорных и упругих элементов не является постоянным и зависит от длины анкера. Примерно на каждые 1,5 м длины анкера принимается один распорный упругий элемент. Они могут располагаться в любом месте на закрепляемом участке анкера, но один, обеспечивающий центрирование анкера, должен быть расположен у его острого конца, тогда исключаются перекосы анкера и он располагается на оси шпура.

Длина закрепляемой части анкера больше длины от заостренного конца анкера до упорного кольца выбирается из условия, что упорное кольцо при погружении анкера в шпур должно поджать и уплотнить уже уплотненное вяжущее. При этом некоторое количество вяжущего в пространстве между стенкой шпура и упорным кольцом должно быть продавлено как через фильеру. Только в этом случае достигается максимальный контакт вяжущего со стенками шпура.

Повышение безопасности и снижение трудоемкости работ в предлагаемом способе по сравнению с известным достигается за счет применения распорного упругого элемента, использование которого позволяет исключить возможность выпадания стержня анкера из восстающего шпура. Указанный элемент одновременно позволяет работы по креплению кровли выполнять одним рабочим, вместо двух, так как в момент погружения стержня анкера ударами перфоратора в шпур, анкер сам удерживается в шпуре в любом положении, что исключает необходимость подсобного рабочего, поддерживающего анкер в шпуре.

Увеличение несущей способности анкера достигается за счет центрирования анкера в шпуре распорным упругим элементом, использования для оболочек влагопроницаемого материала, например бумаги, последнее позволяет обеспечить более равномерное смачивание водой вяжущего в оболочках, одновременно влагопроницаемый материал менее прочен и легче разрывается, обеспечивая лучший доступ вяжущего к стенкам шпура; наличие упорного кольца, жестко закрепленного на удаленном от дна шпура конце закрепляемой части анкера, которое при строго заданном расположении обеспечивает высокую плотность поджатия вяжущего в шпуре, а значит и более высокую несущую способность анкера.

Опытное выдергивание анкера, закрепляемого по новой и известной технологии показывает, что несущая способность анкера, закрепляемого по новой технологии, больше на 8-12% чем в известной.

Таким образом, предлагаемый способ установки анкера по сравнению со способом, принятым в качестве прототипа, позволяет повысить безопасность работ, снизить их трудоемкость, а также увеличить несущую способность крепи.

Изобретение относится к угольной и горнорудной промышленности, может быть использовано при креплении подземных горных выработок. Изобретение позволяет снизить трудоемкость работ, повысить их безопасность и несущую способность анкерной крепи. Сущность изобретения: оболочки, заполненные быстротвердеющим вяжущим и выполненные из влагопроницаемого материала, погружают в емкость с водой и выдерживают до полного насыщения, которое фиксируют по окончании выделения пузырьков воздуха. Затем оболочки извлекают из емкости с водой и вводят в ранее пробуренный шпур, уплотняя каждую оболочку под действием внешнего силового воздействия. Затем в шпур вводят заостренным концом анкер, снабженный на участке закрепления распорным упругим элементом, закрепленным у заостренного конца, и поджимающим и уплотняющим быстродействующим вяжущим упорным кольцом, жестко закрепленным на удаленном от дна шпура конце участка закрепленного анкера. Длина больше длины от заостренного конца до упорного кольца. После окончания схватывания быстродействующего вяжущего на выступающий конец анкера устанавливают опорную плитку и затягивают гайку. 3 ил.

СПОСОБ УСТАНОВКИ АНКЕРА, включающий заполнение оболочек сухой быстротвердеющей смесью, придание этой смеси вяжущих свойств за счет смачивания путем погружения их в воду, введение оболочек в шпур и уплотнение их путем внешнего силового воздействия и введения в шпур анкера, отличающийся тем, что оболочки выполняют из влагопроницаемого материала, например бумаги, а сухую быстротвердеющую смесь в оболочках смачивают до полного насыщения, которое определяют по окончанию выделения пузырьков воздуха из воды, а фиксацию анкера в шпуре осуществляют распорными упругими элементами.