АНКЕРНАЯ КРЕПЬ Российский патент 1997 года по МПК E21D21/00 

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.

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.

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.