Устройство для закрепления анкера Советский патент 1984 года по МПК E21D20/00 

2.Устройство по П.1, о т л ичающееся -тем, что поршень подпружинен посредством цилиндрической винтовой пружины растяжения, установленной между дном сосуда и тьшьной стороной поршня.

3.Устройство по П.1, о т л ичагощееся тем, что замок выполнен в виде радиальных выступов на упоре штока и соответЬтвующих им прор.езей Б отверстии дна сосуда.

4. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что ограничитель обратного хода выполнен в виде внутреннего кольцевого буртика на конце открытой части сосуда.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ АНКЕРА, включающее открытый с одной стороны цилиндрический сосуд для твердеющего состава с осевым отверстием на дне, установленный по оси устройства, пропущенный через отверстие сосуда анкерньй стержень, элемент для вьщавливания состава из сосуда, упор и ограничитель обратного хода сосуда, отличающееся тем, что, с целью возможности многократного использования устройства и повьшения надежности закрепления анкера, элемент для выдавливания состава выполнен в виде подпружиненного поршня со сквозным осевым отверстием и полым штоком, свободно размещенных на анкерном стержне,при этом шток и дно сосуда снабжены связьшающим их замком, причем упор 9 установлен на штоке, а ограничитель обратного хода сосуда - с возможностью взаимодействия с поршнем после вьздавливания твердеющего состава из сосуда. СО 00

Изобретение относится к средствам возведения крепи горных выработок, а именно к устройствам для закрепле ния анкеров с помощью твердеющих составов. Известно устройство для установки анкерной крепи, включающее анкерный стержень, уплотнительную диафрагму, трубки для подачи твердеющего состав и отвода воздуха и оборудование для нагнетания в скважину твердеющего раствора 1 1. Однако применение такого устройст связано со значительными затратами, вызванными необходимостью использова ния нагнетательного насоса и герме-, тизации скважины. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для закрепления анкера,, включающее откры тый с одной стороны цилиндрический сосуд для твердеющего со,става с осевым отверстием па дне, установленный по оси устройства, пропущенный через отверстие сосуда анкерный стержень, элемент вьщавливания состава из сосу да, упор и ограничитель обратного хо да сосуда 22. рднако применение этого устройств связано с материальными потерями вследствие оставления в каждой скважине сосуда и поршня. Кроме того, его конструкция не позволяет произвести уплотнение раствора из-за боль його сопротивления его выдавливанию через перфорированные стенки сосуда и создать значительные усилия для уплотнения вследствие ненадежности распорного устройства, что отрицательно сказывается на надежности зак репления анкера. Целью изобретения является возможность многократного использования устройства и повышение надежности закрепления анкера. Цель достигается тем, что в устройстве для закрепления анкера, включающем открытый с одной стороны цилиндрический сосуд для твердеющего состава с осевым отверстием на дне, установленный по оси устройства,пропущенный через отверстие сосуда анкерный стержень, элемент для вьщавливания состава из сосуда, упор и ограничитель обратного хода сосуда, элемент для выдавливания состава выполнен в виде подпружиненного поршня со сквозным осевым отверстием и полым штоком, свободно размещенных на анкерном стержне, при этом шток и дно сосуда снабжены связывающим их замком, причем упор установлен на штоке, а ограничитель обратного, хода сосуда - с возможностью взаимодействия с поршнем после выдавливания твердеющего состава из сосуда. Поршень подпружинен посредством цилиндрической винтовой пружины растяжения, установленной между дном сосуда и тьшьной стороной поршня. Замок выполнен в виде радиальных выступов на упоре штока и соответствуюш51Х им прорезей в отверстии дна сосуда. Ограничитель обратного хода выполнен в виде внутреннего кольцевого буртика на конце открытой части сосуда. На фиг.1 изображено устройство для закрепления анкера в положении до начала выдавливания и уплотнения твердеющего раствора, продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - то же, после окончания выдавливания и уплотнени твердеющего раствора на фиг,4 анкер после окончания закрепления в сквалсине. Устройство для закрепленияанкера состоит из цилиндрического сосуда 1 с дном 2, внутри которого размещен поршень 3 со штоком 4, вьтолнённый со сквозным осевым отверстием 5, через которое свобод но, т.е. с возможностью относитель ного осевого движения, .пропущен анкерный стержень 6. В зазоре между анкерным стержнем 6 и поршне 3 размещено уплотнение 7. Поршень 3 подпружинен в осевом направлении с помощью цилиндрической винтовой пружины растяжения 8, установленной между дном 2 сосуда и тьшьно стороной 9 поршня 3. На шток 4 надет и жестко прикреплен к нему посредством, например, сварки 10 кольцеобразный упор 11, поджатьй к дну 2 сосуда в собранном устройстве с помощью пружины 8. Для соединения и разъединения упора 11 с дном 2 сосуда имеется замок, которьй выполнен из чередующихся выс тупов 12 на упоре 11 и ответных впадин 13 в дне 2 сосуда 1, проходяи их радиально относительно оси 14 устройства. Сосуд 1 заполнен твердеющим составом. Внешняя цилиндрическая поверхность поршня 3 имеет постоянный контакт с внутренней цилиндрической поверхностью 15 сосуда 1 для обеспечения прямого выдавливания состава из сосуда. Сосуд 1 имеет ограничитель обратного хода 16, выполненный в виде, например, внутреннего кольцевого буртика на конце открытой части сосуда 1.Дпя того, чтобы зафиксировать анкерный стержень 6 относительно осталь ной части устройства в собранном виде, в нижней части анкерного сте ня 6 вьшолнено радиальное отверсти 17, а в штоке 4 - соответствующее верстие 18. Через отверстие 17 в а керном стержне 6 и отверстие 18 в штоке 4 пропущен фиксатор19. Кром того, устройство имеет оголовок 20 служащий одорой для гайки 21, нави чиваемой на нижний конец анкерного стержня 6 для натяжения последнего 004 Устройство работает следующим образом. Вначале открьшают замок пружины для обеспечения относительного движения поршня 3 и сосуда 1 путем поворота в ту или другую сторону на 90° штока 4 с поршнем 3 и упором 11 относительно сосуда 1 до совпадения выступов 12 на упоре 11 с .впадинаьда 13 в дне 2 сосуда 1. Затем вытягивают поршень 3 в направлении к дну 2 сосуда 1, сжимая при этом пружину 8, и закрывают замок путем обратного поворота упора 11 относительно дна 2 сосуда 1. В отверстие 5 вставляют анкерньй стержень 6 до совмещения его верхнего торца с верхним торцом сосуда 1 и фиксируют его в этом положении с помощью фиксатора 19. После сборки устройства сосуд 1 заполняют твердеющим составом и вводят в скважину 22 до упора в ее дно. Затем удаляют фиксатор 19, открывают замок и вьщавливают твердеющими состав поршнем 3 из сосуда 1. Выдавливание состава производят путем приложения к выступающему концу штока 4 статической или динамической осевой нагрузки, при этом можно эффективно совмещать давление в направлении дна скважины 22 с вибрацией посредством вибрационного или ударного инструмента 23, воздействующего на выступающий из скважины конец штока, которьй может являться продолжением наращиваемого по мере заглубления в скважину бурового снаряда,связанного с буровой установкой, а вибрационным инструментом может служить пневмоударник буровой установки (не показаны). Выдавливание твердеющего состава из сосуда 1 после прижатия торца последнего к дну скважины 22 становится возможным благодаря тому, что сосуд 1 подпружинен в осевом направлении относительно поршня 3 и в момент открытия замка с помощью пружины 8 смещается к устью скважины. Это смещение продолжается под воздействием давления вытесняемого состава на верхний торец сосуда 1. Перемещение сосуда 1 к устью скважины происходит до тех пор, пока его ограничитель обратного хода, выполненньй в виде переднего кольцевого буртика 16, не упрется в поршень 3. Далее сосуд 1 перемещается вперед вместе с поршнем,осуществляя уплотнение твердеющего состава в результате чего происходи вытеснение из него излишней жидкости, которая может свободно просачиваться через зазоры между поршнем 3 и анкерным стержнем 6,а также между внешней поверхностью сосуда 1 и стенками скважины 22, При достижении требуемой степени уплотнения твердеющей смеси нагрузку снимают и устройство оставляют в таком положении до тех пор, пока состав не схватится с анкерным стержнем и со стенками скважины, после чего поршень 3 со штоком 4 и сосуд 1 можно удалить из скважины для использования при установке других анкеров. После затвердевания сос22

Риг.г П 23 uij

тава производят натяжение анкерного стержня 6 с помощью гайки 21.

Использование изобретения позволит снизить расход металла на каждый анкер, применить более дешевые твердеющие составы, включающие крупный заполнитель, ускорить процесс затвердевания состава, осуществить повышенное натяжение анкерного стержня, что увеличит надежность анкерной крепи и обеспечит возможность ее применения в весьма трещиноватых и сильно обводненных породах, где составы меньшей плотности с большим водосодержанием и более длительными сроками схватывания не применимы в связи с их вымыванием и утечкой через трещины.

11 8 15 3 16