ТРУБЧАТЫЙ АНКЕР Российский патент 1997 года по МПК E21D21/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к трубчатой анкерной крепи, предназначенной для крепления горных выработок.

Известен анкер, включающий трубчатую анкерную штангу с аксиальной продольной складкой, размещенной внутри полости с возможностью распрямления под давлением жидкости. Выступающий конец данного анкера выполнен с аксиальным отверстием, а внутренний загерметизирован посредством торцового сварного шва по контуру складки [1]
Однако, в условиях эксплуатации, при распрямлении складки в зоне сварного шва возможно его разрушение, т.е. разгерметизация внутренней полости анкера, что приводит к утечкам жидкости, а следовательно и к снижению надежности установки анкерной крепи.

Известен трубчатый анкер, включающий трубу, профилированную продольной складкой на участке короче ее длины с возможностью распрямления под воздействием давления жидкости в полости трубы, опорную плитку, надетую на выступающий из шпура хвостовик и опирающуюся на опорный выступ, выполненный заодно целое с трубой, герметичную заглушку, установленную на головном конце трубы. Выполненную вогнутой внутрь трубы заглушку вваривают в головной конец анкера перед формированием в трубе продольной впадины. Со стороны хвостовика полость трубчатого анкера открыта. Но при установке анкера в шпур перед подачей в полость жидкости ее герметизируют с помощью установочного патрона.

Указанная конструкция трубчатого анкера обладает существенным недостатком. При выполнении продольной складки сварочный шов, соединяющий заглушку с трубой, подвергается деформации и нередко разрушается, что приводит к разгерметизации внутренней полости трубы и утечкам жидкости. Кроме того, наличие опорного выступа под опорную плитку, выполненного на трубе анкера путем перехода с большего диаметра трубы исходного размера на меньший при выполнении складки создает опасное сечение в рабочем состоянии анкера. Так при осуществлении распрямления анкера в шпуре путем подачи внутрь его давления, стенки трубы анкера взаимодействует с гранями отверстия в плитке со значительным усилием. Необходимо учесть также, что после установки анкера, вся нагрузка по держанию кровли передается именно через эту поверхность контакта трубы с отверстием плитки и в этом месте случаются разрушения анкера (отрыв хвостовой части).

Наиболее близким по числу общих существенных признаков к заявленному изобретению является трубчатый анкер, включающий загерметизированную с обоих концов трубу, профилированную продольной складной, выполненной с возможностью распределения под действием давления, опорный элемент с наружным диаметром большим наружного диаметра трубы и отверстие, выполненное в стенке трубы с выходом в ее полость [2]
Недостатком данного технического решения является трудность его исполнения и небольшая надежность.

Задача настоящего предложения повысить надежность анкерного крепления.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в трубчатом анкере, включающем загерметизированную с обоих концов трубу, профилированную продольной складкой, выполненной с возможностью распрямления под действием давления, опорный элемент с наружным диаметром большим наружного диаметра трубы и отверстие, выполненное в стенке трубы с выходом в его полость, согласно изобретению, опорный элемент выполнен в виде бурта, образованного стенкой трубы, а концы трубы загерметизированы заглушками.

Заглушки выполнены в виде геометрических тел, имеющих в поперечном сечении форму круга, и установлены в трубе на ее концах. Диаметр заглушки в месте ее установки больше внутреннего диаметра трубы, а диаметр опорного выступа больше диаметра трубы анкера.

Заглушка может быть и утоплена в полость трубы настолько, что концы трубы выступают за поверхность торца заглушки.

Для повышения степени закрепления и, соответственно, герметизации выступающие за торцевую поверхность заглушки концы трубы анкера могут быть загнуты таким образом, что диаметр окружности, образованной их внутренней поверхностью, будет меньше диаметра заглушки.

Выполнение заглушки в виде геометрических тел, имеющих в поперечном сечении форму круга, предусматривает несколько форм и видов ее изготовления. Наиболее простой является цилиндрическая форма заглушки, которая с минимальными затратами позволяет производить как саму форму цилиндра, так и выточки на его поверхности.

На фиг. 1 изображен трубчатый анкер, общий вид; на фиг. 2 продольный разрез хвостового конца анкера; на фиг. 3 продольный разрез анкера в месте формирования опорного выступа; на фиг. 4 изображено поперечное сечение анкера в месте сформированной продольной складки; на фиг. 5 продольный разрез головного конца анкера; на фиг. 6 вариант выполнения и установки заглушки; на фиг. 7 вариант выполнения заглушки с двумя выемками; на фиг. 8 вариант выполнения и установки заглушки заподлицо с торцевой поверхностью анкера.

Трубчатый анкер состоит из трубы 1 с продольной складкой 2, длина которой меньше длины трубы 1, опорного выступа 3, предназначенного для упора анкера при введении его в скважину (шпур) и в дальнейшем для опоры на него породного массива кровли выработки, в том числе и через опорную плитку (на чертеже не показана). Хвостовой 4 и головной 5 концы анкера выполнены в виде полых цилиндрических участков в полости которых размещены заглушки 6. Концы анкера 4 и 5 соединяются с профилированной частью трубы 1 посредством конусных участков 7 и 8 в случае, когда диаметры хвостовых и профилированных частей трубы 1 разнятся. На хвостовом конце 4 выполнено отверстие 9, предназначенное для подвода рабочей среды в полость трубы. Отверстие 9, исходя из технологических требований, может быть выполнено, радиальным, либо под углом к продольной оси анкера. Заглушки 6 могут быть выполнены цилиндрическими с гладкой поверхностью, либо с выполненной на ней выемкой, либо выемками.

Установку анкера производят следующим образом.

Бурят скважину и вводят в нее анкер головным концом 5 до упора опорного выступа 3 в породу либо непосредственно, либо через опорную плитку. Через отверстие 9 в хвостовом конце 4 анкера в полость трубы подают под давлением рабочую среду. Под воздействием давления происходит распрямление продольной складки 2 и труба 1 прочно расклинивается в шпуре.

Таким образом, за счет устранения возможности деформирования головного конца трубы в заявляемом трубчатом анкере как при формовке продольной складки, так и при распрямлении последней под воздействием давления, создаваемого до внутренней полости трубы, устранено разрушение трубы в зоне опорного выступа, гарантирована ее герметичность, а следовательно, улучшено качество анкера и повышена его надежность закрепления в шпуре, что, в конечном итоге, ведет к повышению безопасности работы в горных и шахтных выработках.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для крепления горных выработок. Устройство включает трубу, профилированную продольной складкой, выполненной на участке, короче ее длины. В трубе на ее концах установлены заглушки, диаметр которых больше внутреннего диаметра трубы. На хвостовом конце трубы имеется радиальное отверстие и опорный выступ, выполненный за одно целое с трубой и диаметром, большим диаметра трубы анкера. Под воздействием давления складка выпрямляется и закрепляет трубу в горной породе. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Трубчатый анкер, включающий загерметизированную с обеих концов трубу, профилированную продольной складкой, выполненной с возможностью распрямления под действием давления, опорный элемент с наружным диаметром, большим наружного диаметра трубы, и отверстие, выполненное в стенке трубы с выходом в ее полость, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен в виде бурта, образованного стенкой трубы, а концы трубы загерметизированы заглушками. 2. Анкер по п.1, отличающийся тем, что на внешней поверхности заглушки выполнена по крайней мере одна выемка. 3. Анкер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что торец заглушки, обращенный к концу трубы, расположен в одной плоскости с торцом трубы. 4. Анкер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что по крайней мере одна заглушка установлена таким образом, что концы трубы выступают за поверхность торца заглушки. 5. Анкер по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что диаметр окружности, образованной внутренней поверхностью концов трубы, меньше диаметра заглушки. 6. Анкер по п.1, отличающийся тем, что заглушки выполнены в виде цилиндров. 7. Анкер по п.1, отличающийся тем, что отверстие выполнено радиальным.