УСТАНОВКА ЗАКРЕПЛЕНИЯ АНКЕРА Российский патент 2000 года по МПК E21D20/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению горных выработок.

Известна установка для закрепления анкера полимербетонной смесью, содержащая воздухоподающий шланг, емкость под смолу и наполнитель, бак для отвердителя, смеситель, соединенный шлангами с емкостью и баком, и трубку для подачи твердеющего состава в скважину [1].

Недостатком установки является невозможность заполнения скважины по ее высоте несколькими материалами, разными по составу и свойствам, за один прием.

Известна также установка, включающая рабочую камеру со шнеком, валом-побудителем, смесителем, пневматический двигатель, подводящий воздух шланг с вентилем, выдающий шланг для транспортирования смеси сыпучего материала к соплу со смесительной камерой, емкость с водой и шлангом, подсоединенным к смесительной камере сопла, пульт управления, размещенный на общей раме установки [2].

Недостаток установки состоит в том, что она не приспособлена для заполнения скважин смесью, отличающейся по длине скважины составом наполнителя.

Другим важным недостатком установки являются большие трудозатраты вследствие необходимости обслуживания двумя специалистами (сопловщик и оператор), а также значительные затраты времени на установку анкера, обусловленные последовательностью операций установки анкера, введения сопла в скважину.

Кроме того, продувку шланга осуществляют с пульта управления, установленного на общей раме установки, что требует возвращения сопловщика от объекта к пульту или присутствия у пульта еще одного человека (оператора).

Наиболее близким аналогом по технической сущности является установка закрепления анкера, включающая емкости с минеральным заполнителем и жидкостью с выдающими магистралями на выходе и воздухоподающие магистрали на центральном входе от блока управления, соединенного воздушными магистралями с пультом управления, который так же, как и блок управления, запитан от воздухоподводящей магистрали [3].

Недостаток установки [3] состоит в ненадежности устройства запирания выхода емкости с внешней стороны, т.к. поступление сухого минерального заполнителя к выходу не управляется и не дозируется.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы установки для закрепления анкера.

Указанная цель достигается тем, что в установке для закрепления анкера, включающей емкости с минеральным заполнителем и жидкостью с выдающими магистралями на выходе и воздухоподающие магистрали на центральном входе от блока управления, соединенного воздушными магистралями с пультом управления, который так же, как и блок управления, запитан от воздухоподводящей магистрали, емкость с минеральным заполнителем имеет дополнительный вход, а на центральном входе снабжена пневмопатроном, цилиндр которого закреплен на емкости, а поршень на трубке, пропущенной в емкость через центральный вход, нижний конец которой размещен между направляющими ребрами выходного отверстия емкости, а другой соединен с воздухоподающей магистралью, идущей от блока управления, который дополнительно соединен воздушной магистралью с поршневой полостью пневмопатрона, причем воздушная магистраль, соединяющая блок управления с трубкой, имеет отвод, соединенный с дополнительным входом емкости.

Пневмопатрон с трубкой является дистанционно управляемым приводом включения и отключения дозированной выдачи минерального заполнителя из емкости. В нижнем положении поршня трубка перекрывает выходное отверстие емкости. При подаче воздуха от блока управления в трубку воздух устремляется по ней и попадает в выдающую магистраль. Идет продувка. В верхнем положении поршня нижний конец трубки приподнят на такую же высоту, выходное отверстие емкости открыто и в него устремляется сухой минеральный заполнитель вместе с воздухом, который устремляется из трубки к выходному отверстию, увлекая минеральный заполнитель. Таким образом, ход поршня регулирует кольцевой зазор между выходным отверстием емкости и торцом трубки, через который поступает минеральный заполнитель, т. е. производительность и эффективность эжекции. Введение дополнительной подачи воздуха в емкость от блока управления необходимо для увеличения подвижности минерального заполнителя в емкости и увеличения эффективности эжекции за счет увеличения разности давления в окрестности выходного отверстия емкости. Признак дополнительного входа в емкость и подачи через него сжатого воздуха предотвращает слеживание материала в емкости. Таким образом, введенные признаки увеличивают эффективность эжекции материала из емкости и повышают надежность работы установки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема установки закрепления анкеров (УЗА).

Установка закрепления анкеров (УЗА) состоит из емкостей 1 и 2 с сухим минеральным заполнителем и емкости 3 с жидкостью, например водой, блока управления 4, пульта управления 5, выдающих магистралей 6 и 7 и иглы-сопла 8. Емкости 1, 2, и 3 имеют центральный осевой вход 9 и выход 10. На емкостях 1 и 2 смонтированы пневмопатроны. Цилиндр 11 пневмопатрона закреплен на корпусе емкости, а поршень 12 на трубке 13, пропущенной через центральный осевой вход 9 емкости. Нижний конец трубки при нижнем положении поршня перекрывает выход 10, а в верхнем положении открывает. Верхний конец трубки 13 соединен с воздухоподающей магистралью 14, идущей от блока управления 4. Для перемещения поршня 12 вверх поршневая полость соединена воздухоподающей магистралью 15 с блоком управления 4. Для перемещения поршня 12 вниз в зазоре между торцом цилиндра 11 и поршнем 12 предусмотрена пружина 16. Пульт 5 соединен с блоком управления 4 воздушными магистралями 17. Пульт 5 и блок управления 4 подсоединены к воздушной магистрали 18 от компрессора. Игла-сопло 8 введена в скважину 19 вместе с анкером 20. Анкер 20 закрепляется в скважине 19 минеральным заполнителем 21 при работе установки закрепления анкеров.

Для повышения подвижности минерального заполнителя емкости 1 и 2 имеют дополнительные входы 22, подсоединенные к магистралям 14.

Установка закрепления анкера работает следующим образом.

В исходном положении емкости 1, 2, 3 и блок управления 4, соединенные между собой воздухоподающими магистралями 14, размещены на энергопоезде в горной выработке на удалении от места закрепления анкера в 6-8 м. Блок управления подсоединен к воздушной магистрали 18 от компрессора.

В месте закрепления анкера 20 в скважине 19 находится оператор с анкером и иглой-соплом 8. Игла-сопло 8 подсоединена посредством шланга 6 к емкостям 1 и 2 с минеральным заполнителем и шланга 7 к емкости с водой. У оператора на поясе находится пульт управления 5, соединенный с воздушной магистралью 18 от компрессора и с блоком управления 4 воздушными шлангами 17. Перед закреплением анкера 20 оператор присоединяет к нему иглу-сопло 8 и включает кнопкой пульта управления установку. При этом воздух от магистрали 18 через каналы пульта по соответствующим магистралям 17 устремляется к блоку управления 4. Далее в блоке управления 4 посредством соответствующих золотников открываются соответствующие каналы, через которые направляется воздух от компрессора в воздушные магистрали 14 и 15. По воздушным магистралям 14 воздух подается к трубке 13 емкости 1 (или 2), а также попадает на вход и в емкость 3 с водой. Воздух по трубке 13 устремляется к выходному отверстию емкости 1 (или 2) и по шлангам 6 устремляется к игле-соплу 8. Шланги таким образом продуваются. Одновременно по шлангу 16 воздух от блока управления 4 поступает в поршневую полость пневмопатрона, поднимает поршень 12 вверх, сжимая пружину 15. При этом нижний конец трубки поднимается и образуется кольцевой зазор между торцом трубки и выходным отверстием емкости 1 (или 2). В кольцевом зазоре при продувке возникает эжекция и минеральный заполнитель из емкости 1 (или 2) ссыпаясь увлекается воздухом в транспортную магистраль 6 и по ней доставляется в скважину 19 под головку анкера 20. Одновременно с подачей минерального заполнителя в транспортную магистраль 6 воздухом из емкости 3 выдавливается жидкость в транспортную магистраль 7. В игле-сопле 8 минеральный заполнитель смешивается с жидкостью и доставляется в скважину. Анкер 20 после подачи порции минерального заполнителя под головку анкера закрепляется и не может выпасть из скважины. Оператор по мере заполнения скважины извлекает иглу-сопло из скважины. После заполнения скважины оператор нажатием кнопки пульта управления 5 отключает подачу минерального заполнителя. При этом воздух от компрессора отсекается от воздухоподающих шлангов 17, идущих от пульта 5 к блоку 4. Золотники блока управления 4 отсекают подачу воздуха в шланги 14 и 15, соединенные с трубкой 13 и поршневой полостью цилиндра 11. Шланги 14 и 15 соединяются с атмосферой через блок управления 4. При отсутствии давления воздуха в поршневой полости цилиндра 11 пружина 16 возвращает поршень 12 в нижнее исходное положение. Вместе с поршнем 12 трубка 13 опускается вниз и нижним торцом перекрывает выход емкости 1 (или 2). При отсутствии давления в шлангах 14 жидкость из емкости 3 не поступает в иглу-сопло 8. С подачей воздуха к трубке 13 одновременно подается воздух в емкость 1 или 2 через дополнительный вход 22. Это необходимо для увеличения подвижности минерального заполнителя, предотвращения слеживания. Далее цикл повторяется. При необходимости в процессе закрепления анкера можно переключиться с емкости 1 на емкость 2. Необходимость может возникнуть по двум причинам: когда кончится минеральный заполнитель в первой емкости или когда нижнюю часть скважины надо закрепить минеральным заполнителем, обладающим другими свойствами, например твердеющим. Настройка хода поршня осуществляется выбором хода пружины или ограничением хода путем подбора толщины шайбы, которую устанавливают между пружиной 16 и верхним торцом цилиндра 11.

Таким образом, имеется возможность управлять производительностью установки, меняя кольцевой зазор между выходным отверстием 10 и концом трубки 13. При этом меняется эффективность эжекции. Введение пневмопатрона позволяет осуществить дистанционно управляемую подачу минерального заполнителя в транспортную магистраль. При этом повышается надежность работы установки за счет управляемой выдачи материала и дополнительного ввода в емкость сжатого воздуха через дополнительный вход, который повышает подвижность минерального заполнителя, осуществляет его разрыхление.

Источники информации
1. Анкерная крепь. Справочник под ред. Широкова и др.- М.: Недра, 1990 , с 185-186.

2. Ю.И. Заславский и др. Анкерная крепь.- М. :Недра, 1986, с. 117.

3. 9510694/03, М. кл. E 21 D 20/00, решение о выдаче патента 05.09.95.

Изобретение предназначено для крепления горных выработок. Установка для закрепления анкера включает емкости с минеральным заполнителем и жидкостью с выдающими магистралями на выходе и воздухоподающие магистрали на центральном входе от блока управления, соединенного воздушными магистралями с пультом управления. Последний, как и блок управления, запитан от воздухоподающей магистрали. Емкость с минеральным заполнителем имеет на центральном входе пневмопатрон, цилиндр которого закреплен на емкости, а поршень - на трубке, пропущенной в емкость через центральный вход, нижний конец которой размещен между направляющими ребрами выходного отверстия емкости. Другой конец соединен с воздухоподающей магистралью, идущей от блока управления, который дополнительно соединен воздушной магистралью с поршневой полостью пневмопатрона. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и надежности в работе. 1 ил.

Установка для закрепления анкера, включающая емкости с минеральным заполнителем и жидкостью с выдающими магистралями на выходе и воздухоподающие магистрали на центральном входе от блока управления, соединенного воздушными магистралями с пультом управления, который также, как и блок управления, запитан от воздухоподающей магистрали, отличающаяся тем, что емкость с минеральным заполнителем имеет на центральном входе пневмопатрон, цилиндр которого закреплен на емкости, а поршень - на трубке, пропущенной в емкость через центральный вход, нижний конец которой размещен между направляющими ребрами выходного отверстия емкости, а другой соединен с воздухоподающей магистралью, идущей от блока управления, который дополнительно соединен воздушной магистралью с поршневой полостью пневмопатрона.