Напрягаемый анкер Советский патент 1990 года по МПК E21D21/00 

Изобретение относится к подземному строительству и горному делув а именно к анкерной крепи.

Цель изобретения - сокращение времени на установку анкера и повышение безопасности работ.

На фиг. 1 изображен напрягаемый анкер в рабочем положении, общий вид| на фиг, 2 - этап закрепления в устье скважины фиксирующей трубы при установке анкера; на фиг. 3 - этап введения и натяжения армирующих элементов5 на фиг. 4 - вид А ца фиг. }j на фиг. 5 - разрез Б-Б да фиг. ка фиг, разрез В-В на фиг. 1 „

Напрягаемый анкер включает фикси- руюцую трубу 1, закрепленную в устье скважины 2 посредством связующего раствора 3, гибкую герметичную синтетическую оболочку 4 9 армирующие элементы 5, например, в виде металлических тяг, инъецирующие ч рубки 6-8. для подачи связующего раствора 3 в различные части скважины 2, снабженные кранами 9 11, и единый фиксатор 12, взаимодействующий с опорным оголовком 13,

Фиксирующая труба 1 выполнена в виде кондуктора, имеет концевые фланцы 14 и 15 и соприкасающиеся с ними уплотнительные манжеты 16 и 179 например, из резины. Внутренний концевой фланец 14 выполнен одного диаметра со скважиной 2, а наружный концевой фланец 15 имеет больший диаметр. Гибкая герметичная оболочка 4 из синтетического материала обрамляет армирующие элементы 5 по всей их длине и связана с армирующими элементами 5 в торцовой части скважины посредством узла 18,

Армирующие элементы 5 со стороны устья скважины соединены с единым фиксатором 12 посредством узла 19, Единый фиксатор 12 снабжен уплотни- тельной манжетой 20. Гибкая оболочка 4 связана со стенками скважины 2 посредством быстротвердеющего связующего раствора 21,, а внутри заполнена антикоррозийной рабочей жидкостью 22 предотвращающей коррозию армирующих элементов 5, Для отвода воздуха из скважины служит трубка 23,

К внутренней поверхности фиксирующей трубы 1 прикреплен, например, i приклеен, конец гибкой оболочки 4, Противоположный конец гибкой оболоч™

0

5

5

5

ки 4 вывернут наизнанку и скреплен с глубинными концами армирующих элементов 5 посредством узла 18, а противоположные концы армирующих элементов 5 связаны с единым фиксатором 12 посредством узла 19.

Напрягаемый анкер устанавливают следующим образом.

На первом этапе установки анкера в сооружаемой выработке бурят скважину 2 под анкер. Напрягаемый анкер доставляют к месту установки, В скважину 2 вводят фиксирующую трубу 1 до упора фланца0 15 в породу устья скважины 2. Через инъецирующую трубку б в кольцевой зазор между внешней поверхностью фиксирующей трубы J и скважиной 2 подают связующий раствор 3, Вытеканию связующего раствора 3 из кольцевого зазора препятствуют концевые фланцы J4 и J5 и уплотнительные манжеты 16 и 17 После полного заполнения кольцевого зазора связующим раствором 3 перекрывают кран 9. В таком положении фиксирующую трубу 1 выдерживают до полного отверждения связующего раствора 3. В это время можно проводить аналогичные работы по установке смежных анкеров.

На втором этапе через инъецирующую трубку 7 нагнетают рабочую жидкость 22 в за-зор между приклеенным концом гибкой оболочки 4 и не скрепленным с фиксирующей трубой 1 концом, вывернутым наизнанкуо По мере повышения давления в магистрали и инъецирующей трубке 75 гибкая оболочка 4 стремится вновь вывернуться (вернуться в исходное положение). При этом она будет перемещаться вглубь скважины 2 не скрепленный с фиксирующей трубой 1 конец, к торцу которого с помощью узла 18 прикреплены армирующие элементы 5, Таким образом, по мере выворачивания гибкой оболочки 4 в скважину 2 вводятся армирующие элементы 5 до упора единого фиксатора 12 в опорный оголовок 13,

При продолжении нагнетания (инъекции) в гибкую герметическую оболочку 4 рабочей жидкости 22 единый фиксатор 12 прижимает к породе устья скважины 2 опорный .оголовок 13, Увеличен ние давления в магистрали сопровождается созданием пропорционального усилия натяжения в армирующих элементах 5. Таким образомр происходит натяжение анкера.

515

При достижении требуемого усилия натяжения кран 10 на трубке 7 перекрывают и удерживают давление в гибкой оболочке 4 до фиксации ее в сква жине 2. Фиксацию гибкой оболочки 4 в скважине 2 производят, например, нагнетанием через инъецирующую трубку 3 быстротвердеющего связующего раствора 21 в кольцевой зазор между скважиной 2 и гибкой оболочкой 4. После заполнения указанного зазора связующим раствором 21 и отверждения посленего анкер может воспринимать эксплуатационные нагрузки.

Для гибкой оболочки 4 может использоваться капроновая ткань, стекло- или базальтоткани, предварительн обработанные гидрофобными вещества

ми, в качестве которых используют па рафин силиконовые жидкости, масла и т.п. Материал для гибкой.оболочки мржет быть комбинированным, например из любой указанной ткани, совмещенно с резиной (прорезининной) или синтетическим композиционным материалом.

В качестве связующих растворов 3 и 2) используются составы на основе минеральных и органических вяжущих веществ, из цемента, жидкого стекла или синтетических смол. Армирующие элементы 5 обычно выполняют из стальных арматурных прядей, однако могут быть применены пряди из стекло- или баз альтоволокна,

Воздух из скважин при нагнетании связующего раствора 3 выводится при помощи кембриковой трубки, которая может, например, прикрепляться к гибкой оболочке 4. В качестве рабочей жидкости 22 может быть использована композиция следующего состава, мае,ч

Жидкое силикатное

стекло100

Мочевиноформальдегидная смола20-80

Поверхностно-активное вещество из

класса алкилсульфонатов0,05-0,2

Изоцианатсодержа- щее вещество, например, полиизо- ционат марки В

,. 0

0

Базальтовые чешуйки, модифициров энные бензилпиридинитхло- ридом80-270

Указанная рабочая жидкость имеет хорошую подвижность за счет малой вязкости и незначительного поверхностного натяжения. Поэтому она легко транспортируется по магистрали, имеет 15 щелочную среду (водородный показатель ), что надежно защищает металлические армирующие элементы от коррозии даже при очень агрессивных средам, например, при установке анкеров в породе с ярко выраженной сульфатной агрессией. Кроме того, рабочая жидкость способна со временем отверждаться. Причем в отвержденном состоянии такая композиция имеет 5 весьма значительную прочность на растяжение.

Формула изобретения Напрягаемый анкер, включающий ар-

мирукнцие элементы, надетую на них фиксирующую трубу, связующий раствор, инъецирующие трубки для подачи связующего раствора опорный оголовок и взаимодействующий с ним единый фиксатор срязанный с выступающими концами армирующих элементов, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени на установку анкера и повышения безопасности работ,

анкер снабжен обрамляющей армирующие элементы гибкой, герметичной оболочкой из синтетического материала, торая вывернута наизнанку и связана одним концом с глубинными концами

армирующих элементов, а другим - с внутренней поверхностью фиксирующей трубы, при этом последняя выполнена в виде кондуктора с наружным и внутренним фланцами и уплотнительными

манжетами по концам.

J w 16 зб

/ / S X X « I

6

-,

..-LJL

«. . . sggss

/5

M

13

5 К нмосу

Изобретение относится к подземному строительству и горному делу. Цель изобретения - сокращение времени на установку анкера и повышение безопасности работ. Напрягающий анкер включает армирующие элементы (АЭ) 5, фиксирующую трубу (Т) 1, надетую на АЭ 5, опорный оголовок 13 и единый фиксатор 12. Последний связан с выступающими концами АЭ 5, причем АЭ 5 обрамляет гибкая герметичная оболочка 4 из синтетического материала, вывернутая наизнанку и связанная одним концом с глубинными концами АЭ 5. Другой ее конец связан с внутренней поверхностью Т 1. Последняя выполнена в виде кондуктора для закрепления устья скважины 2. По концам Т 1 имеет наружный 15 и внутренний 14 фланцы и уплотнительные манжеты 17 и 16. Сначала в пробуренную скважину 2 вводят Т 1 закрепляют в ней связующим раствором 3. Последний подают в скважину 2 через инъекцирующую трубку 6. После полного отверждения раствора 3 в вывернутую наизнанку оболочку 4 нагнетают через трубку 7 антикоррозийную рабочую жидкость 22. Под давлением этой жидкости вывернутая оболочка 4 распрямляется и затягивает прикрепление к ней АЭ 5 в скважину 2. После упора фиксатора 12 в оголовок 13 под давлением жидкости 22 происходит натяжение АЭ 5. По достижении требуемого усилия натяжения АЭ 5 оболочку 4 фиксируют путем омоноличивания связующим раствором 21. 6 ил.

Фиг. i

tj

Фиг. 6