Анкер Советский патент 1989 года по МПК E21D21/00 

NU

р: ел ел со ел

i по расчетным зависимостям. Анкер устанавливают в донной части скважины, которая пробурена черкз рудный массив в закладочньй массив. Причем окна: 2 ориентируют по продольному направлению поверхности закрепляемого

борта камеры. После установки полость ТШ 1 заполняют расширяющейся смесью. Участок скважины в рудном массиве взрывают после отвердения расширяющейся смеси в анкере, а анкер остается в закладке. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения - повышение качества крепления в камере анкерами обнажений закладочного массива путем устранения отколов в нем. Анкер состоит из трубчатой штанги (ТШ) 1 с окнами 2, выполненными диаметрально друг другу. Полость ТШ 1 заполнена расширяющейся при затвердевании смесью и закрыта с торцов запирающей пробкой и заглушкой на внутреннем конце. Внутри ТШ I имеются жестко связанные с ней опорные кольца (ОК) 3. Ширина каждого окна -2, длина ТШ 1 и чиСло ОК 3 определе

1

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к анкерам для крепления закладочного борта камеры и вмещающих пород.

Цель изобретения - повьшение качества закрепления закладочного массива в камере путем устранения отколов в нем.

На фиг. 1 изображен анкер, общий вид; на фиг. 2 - схема закрепления борта камеры анкерами, установленными в веере наклонных скважин; на фиг. 3 -.величина раскрытия окон в поперечном сечении анкера в зависимо сти от угла наклона скважины и скреп ляемой поверхности fb : для р 5г о

(а), для 0° Р, SO (б), для и 90 (Ь).

Анкер состоит из установленной в скважине трубчатой штанги с диаметрально расположенными окнами 2, полость которой заполненг1 / расширяю- Й1ейся при затвердевании смесью. Внутри штанги для.жесткости размещены ойорные кольца 3, жестко соединенные с корпусом трубчатой щтанги 1, верхний конец анкера закрыт заглушкой 4, а нижний - запирающей пробкой 5. Окна 2 ограничены по длине штанги 1 сплошными концами 6. Ширина каждого окна равна

1 (1 + sinp).

b

где b - щирина окна окружности штанги;

R - радиус штанги; j5 - угол наклона штанги в скважине относительно вертикального борта камеры. Длина штанги равна длине окна плюс высота двух концов, ограничивающих окно по длине.

1 +х

cosoi

pyRl (l-sinfi)

mVr

mG

10

15

20

25

35

40

где

1

1

X

об р 1 m

С5 30

-длина штанги;

-длина окна;

-суммарная высота концов, ограничивающих окно по его длине;

-длина горизонтальной плоскости штанги;

угол,наклона штанги в скважине к горизонту; удельное давление расширяющейся смеси на поверхность штанги;

часть длины штанги, приходящейся на одно опорное кольцо;

толщина стенок штанги; сопротивление материала штанги на разрыв; отношение ширины двух окон по окружности щтанги к ширине перемычки между ними. Число установленных в щтанг 1 опорных колец 3 равно

а

где п -число опорнь-х колец.

Технология установки анкера в скважине заключается в следующем.

Составляют проект закрепления анкерами закладочного борта камеры. Из проекта берут углы наклона каждой скважины и вычисляют для нее параметры анкера, включающие ее длину, величину раскрытия окна и ширину концов, ограничивающих окно на рав- ную ей ширину опорного кольца.

Пример. Необходимо скрепить слой закладочного массива шириной

1 м. Вначале определяют ширину окна. При радиусе штанги 50 мы и угле наклона скважины относительно борта камеры (р) 30° ширина окна составляет

b

146

R 2

(,).5)

0,118 м. Длина окна

а 1

cos «6 Число колец

п

/ J , „ cos 6 0° 0,5

1 шт.

Если при делении 1 на а получае ся дробное число, то количество опо ных колец п определяется с учетом правил округления.

С учетом, что два торца анкера также выполняют роль опорных колец, получаем, что на одно кольцо приходится

цилиндрической п II

2 + 1 пог.м

верхности штанги, т.е. 1 0,7 м. При R 50 мм длина окружности равна 2.3,14-50 314 мм. Ширина двух окон равна 118 «2 236 мм. Тогда суммарная ширина перемычки меж ду окнами равна 314 - 236 78 мм, -136 f78

и отношение

Затем определяют длину штанги, например, для угла 30. При нормативной прочности закладки, например 5 мкм (усредненные данные ряда рудников), удельное давление расширяющейся смеси в трубчатой штанге для осуществления уплотнения закладочного массива должно быть несколько больше нормативной прочности закладки, а именно Р 6 МПа. Штанга изготовлена из трубки толщиной m 0,004 м из стали прочностью б 300 МПа.

Длина штанги для этих условий равна

(1-sin/a ).

cosoimG

600-3,14.0,05-0,7(1-0.5) 0,004 30000 3,02

2,1 M.

Дпя случая, когда штанга направлена относительно скрепляемой поверх. 1465595

ности под углом, близким к 90°, например 1 80°, а oi 10, длина штанги составляет

10

,600-3.14-0.05-1,02(1-0,985)

0,004-3000(|-

20

Аналогичным образом рассчитывают g длину штанги для каждой скважины, имеющей другие углы наклона jb .

Закрепление обнаружений осущест- вляют следующим образом.

Из выработки 7 пробуривают веер скважин 8 в рудном массиве 9 с перебуром их в закладочный массив 10. В перебуренные участки каждой скважины 8 закладывают анкер соответствующей этой скважине длины так, чтобы Ькна 25 штанги были ориентированы по продольному направлению поверхности закрепляемого борта камеры, тогда экранирующая цилиндрическая поверхность штанги соответственно будет направлена в сторону закрепляемой поверхности, благодаря чему снизится напряжение от расширяющейся смеси, вызывающее откольные явления. После установки анкеров их внутреннюю полость заполняют расширяющейся смесью (известньЕми способами). Участки скважин в рудном массиве взрывают после отвердения расширяющейся смеси в анкере, а отбитую руду выдают через транспортные выработки (не показаны).

30

40

Ф о

рмула изоб

р е т е н и я

0

Анкер, включающий установленную в скважине трубчатую штангу, полость которой заполнена расширяющейся при затвердевании смесью, и запирающую пробку, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения качества закрепления закладочного массива в камере путем устранения отколов в нем, анкер снабжен опорными кольцами и заглушкой на внутреннем конце, при этом в стенках трубчатой штанги- выполнены диаметрально друг другу 5 окна, ширина каждого из которых Определена по формуле

b - (1 + sin/5).

Ь - ширина окна по окружности штанги;

R - радиус штанги;

ft - угол наклона анкера в сква- g жине относительно вертикального борта камеры, град.

1 +х

а P irRl (l-sin/3 ) cosci roG g

|е

1 1

X

-длина штанги, м;

-длина окна, м;

-суммарная длина концов штанги, ограничивающих окно по 15 его длине, м;

-длина горизонтальной проекции штанги закладочного мас сива;

-угол наклона анкера в сква- 20 жине к горизонту;

,

фиеЛ

g

0

15

20

Р - удельное давление расширяющейся смеси на поверхность штанги, МПа/м ;

l - часть длины штанги, приходящейся на одно опорное кольцо, м;

и - толщина стенок штанги, м;

G - сопротивление материала

штанги на разрыв, МПа; 2 - отношение ширины двух окон по окружности штанги к ширине перемычки между ними, причем опорные кольца установлены внутри штанги и. жестко соединены с ней, а число их равно

п ---- 1, где п - число опорных полец.

9/гя ff fi fSff

в

Фае,Ъ