Анкерное устройство Советский патент 1983 года по МПК E21D21/00 

Изобретение относится к анкерны устройствам для крепления мощного горного оборудования к массиву скальных пород, в частности буровы станк-ов преимущественно шарошечног бурения при открытых горных работах Известны конструкции анкерной крепи распорного типа, включающие стержень с клиновидным замковым ко цом, раздвижные распорные органы с пружинными элементами и натяжное п способление из гайки и шайбы fj . Однако недостаточная несущая сп собность и низкая надежность закре ления данных анкерных устройств в сочетании с высокой трудоемкостью установки и демонтажа не позволяют использовать их для крепления мощного горного оборудования, передаю щего на анкерные устройства значительные динамические усилия (до 40 500 кН). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является анкерное устройство, включакнцее головку, упорную втулку с окнами, натяжное приспособление, стержень с клином и распорные органы, размещенные в окнах втулки 2 . Однако известное анкерное устрой ство не обеспечивает достаточной н.а дежности закрепления вследствие воз никновения в стержне изгибающих усилий, а также некачественного рас пора в скважинах при значительных разрушениях их стенок. Целью изобретения является повы шение эксплуатационной надежности устройства. Цель --достигается тем, что в анкерном устройстве, включающем головку, упорную втулку с окнами,.натяжное приспособление, стержень с клином и распорные органы, размещен ные в окнах втулки, стержень снабже вилкой с продольными направляийцими выступами на ее внутренней поверхности, взаимодействующими с распорньоми органами, которые размещены внутри вилки, при этом последняя шарнирно связана с клийом, основани которого выполнено в виде выпуклого буртика, а стержень шарнирно соединен с натяжным приспособлением. Причем распорные органы снабжены съемными наклсодками, наружная по верхность которых выполнена рифленой . На фиг. 1 изображено анкерное устройство в незакрепленном положении, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 зг1мковая часть после закрепления анкерного устройства в скважине, продольный разрез на фиг. 4 - сече ние Б-Б на фиг. 3. Анкерное устройство состоит из упорной втулки 1, жестко связанной с шайбой 2, к которой прикреплена головка 3 натяжного приспособления из гидроцилиндра 4, имеющего штоковый подвод рабочей жидкости. В теле головки 3, выполненной..с проушинами, размещена гидросистема для контроля и стабилизации давления в гидроцилиндре 4, включающем гидрозамок 5, предохранительный клапан 6, манометр 7 и реле 8. К корпусу гидроцилиндра 4 с помощью шарнира 9 присоединен стержень 10, имеющий на замковом конце вилку 11 с тягами 12, на внутренних поверхностях которых имеются продольные выступы 13. Внутри вилки 11 на шарнире 14 размещен клин 15, вставленный в профильный паз 16 раздвижных распорных органов 17, которые размещены в окнах втулки 1. В исходном положении повороту клина 15 в нижнем шарнире препятствуют внутренние продольные выступы 13, взаимодействующие с распорными орга. нами 17, к которым прикреплены съемные накладки 18 с рифленой наружной поверхностью 19, клин 15 имеет в ос новании упорный буртик 20 с выпуклой, например сферической, боковой поверхностью 21. Анкерное устройство установлено в скважине 22, пробуренной в массиве горных пород 23. При наличии значительных разрушений боковых стенок в скважине 22 распорные органы 17 оснащают съемными накладками 24 с рифленой, наружной поверхностью 25, которые уйеличивают поперечный, размер замковой части анкера как в исходном, так и в раздвинутая положении, и .позволяют обеспечить надежное закрепление анкерного устройства. При этом . имеется также возможность повышения надежности закрепления за счет применения рационального профиля рифления накладок, создающего наилучшее сцеплени.е распорных органов с горной породой. Закрепление и демонтаж анкерного устройства производят следующим образом. В пробуренную в массиве горных пород 23 скважину 22 устанавливают анкерное устройство, стержень 10, клин 15 которого занимает крайнее нижнее положение относительно распорных органов 17, размещенных в окнах упорной втулки 1 и находящихся в полностью сдвинутом положении (фиг. 1 и 2) . Для закрепления анкерного устройства в скважине от ручного гидронасоса, встроенного в головку 3, или гидронасоса внешней гидросистемы, например закрепляемого бурового станка, подают под давлением рабочую жид кость в штоковую полость натяжного гидроцилиндра 4, в результате чего его корпус начинает смещатьсяк устью скважины, увлекая за собой стержень 10 с клином 15.

Перемещаясь к-устью скважины, клин 15 раздвигает распорные органы 17, размещенные .в окнах упорной втулки 1, размыкая контакт распорных органов 17 с продольными выступами ГЗ.

Раздвижка распорных органов происходит до тех пор, пока один из них не вступит-в контакт с боковой стенкой скважины 22, после чего дальнейшая раздвижка будет сопровождаться одновременнь1М их поворотом вместе с клином 15 и стержнем 10 вокруг оси шарнира 9 до касания боковой поверхности 21 упорного буртика 20 с втулкой 1. . .

Далее клин 15, перемещаясь к устью скважин л и раздвигая распорные органы, начинает поварачиваться вокруг оси шарнира 14 до контакта второго распорного органа с противоположной стенкой скважины. Дальней лее перемещение клина 15 приводит к созданию необходимого усилия распора, под действием которого pacijeSpные органы самоустанавлираются применительно к условиям закрепления, обеспечивая наилучший контакт с горной породой. При этом благодаря шарнирам 9 и 14 полностью исключается возникновение в стержне изгибающих усилий,

После натяжения стержня для надежного закрепления анкерного устройства в скважине, контролируемого по уровню давления рабочей жидкости с помощью манометра 7, штоковую полость натяжного гид оцилиндра запирают гидро.дамком 5 и анкерное устройство готово к приложению внешней нагрузки.

С увеличением давления в штоковой полости выше допустимого уровня под действием внешней нагрузки часть, жид1;ости стравливается с помощью предохранительного клапана 6, а в случае снижения ниже заданного уров;ня реле .8 дiaвлeния обеспечивает автоматическую подпитку гидроцилиндра, чем достигается стабилизсщия усилия закрепления анкера.

Для удаления анкерного устройства из скважинъ рабочую жидкость под давлением подают в поршневую полость натяжного гидроцилиндра, в результате чего его корпус со стержне 10 и клином 15 начинает перемещаться по дну скважины относительно втулки 1. При этом клин 15 со сдвигающимися распорными оргсшами 17 при дудительно Поворачивается на шарни|ре 14, а затем вместе со стержнем 110 на шарнире 9 занимает исходное вертикальное положение, после чего анкерное устройство может быть извлечено из скважины.

Предлагаемая конструкция позволит 1повысить эксплуатационную надежность устройства, его долговечност1{ и надежность закрепления выработки.

Фиг:1

Ра5очая жиЗкость

Фад.2

fZ

1. АНКЕРНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее головку, упорную втулку с окнс1ми, натяжнЬе приспособление, стержень с клином и распорные органы размещенные в окнах , о т л и ча ю щ е е с я тем, ,что, с целью повьвоения эксплуатационной надежности устройства, стержень снабжен вилкой с продольными направляющиг ми выступами на ее внутренней поверхности, взанмодейстгвующими с рас- порными органами , KOTOi 9ie размещены внутри вилки, при этом последняя шарнирнр связана с клином, основание которого выполнено в виде выпуклого буртика, а стержень шарнирно соединен с натяжньм приспособлением. 2. Устройство по п. 1, о т л и..чающееся тем, что распорные органы снабжены съемными накладками, (Л наружная поверхность которых выполнена рифленой-. с