Анкер для крепления породного массива Советский патент 1992 года по МПК E21D21/00 

Изобретение относится к креплению подземных горных выработок, а именно к анкерной крепи для использования, преимущественно, в мягких пластичных породах.

Известен анкер для бесшпурового возведения в породном массиве, включающий стержень с острым наконечником, опорную плиту и гайку (Исследовать процесс и область применения бесшпурового анкеровз- ния горных пород. Отсчет с НИР/ИГТМ АН УССР. Руководитель Б.М.Усаченко - Днепропетровск, 1976 - 58 с). Закрепление такого анкера обеспечивается силами трения с

породным массивом по принципу дюбель- ной крепи.

Однако, при внедрении анкера в мягкие породы возможно их высыпание по параметру стержня под действием динамических (вибрационных) нагрузок. В связи с этим будет уменьшаться площадь контакта анкера с породным контуром и соответственно усилие закрепления анкера (его несущая способность).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является анкер конструкции Дону- ги АД-1 (А.П.Широков, В.А.Лидер.

XJ N1

00 О

Б.Г.Писляков, Расчет анкерной крепи для различных условий применения. М., Недра,

1986,208с.).

Анкерная крепь АД-1 состоит из верхней и нижней полувтулок стержня, опорной плитки и натяжной гайки. К верхнему клину приварена гайка. Анкер устанавливается в предварительно пробуренный шпур, при этом полувтулки скользят друг по другу и распираются в стенку шпура. Для начального распора полувтулок в шпуре необходимо применение установочной трубы. Окончательное закрепление анкера в шпуре происходит при вращении сте ржня и подаче при этом верхней полувтулки вниз, а также завинчивания натяжной гайки. Однако, такая крепь эффективна в прочных породах. Бурение шпуров в мягких породах связано с дополнительными трудозатратами, неровными стенками шпура при бурении из-за высыпания слабых пород. Диаметр шпура 42 мм, как правило, в 1,5...2,0 раза превышает диаметр стержня анкера (20...25 мм), что необходимо для размещения установочной трубы. При этом закрепление анкера механическим способом происходит только в верхней части шпура. Наличие значительного зазора между породным контуром и стержнем анкера практически по всей его длине приводит к тому, что при длительном сроке эксплуатации крепи в мягких породах будет происходит их ослабление, высыпание и, как следствие, ослабление распора анкера в шпуре. Конструкция анкера АД-1 не позволяет возводить его бесшпуровым способом.

Цель изобретения - повышение надежности закрепления анкера в мягких пластичных породах.

Поставленная цель достигается тем, что в анкере, включающем полую штангу с распорным замком в виде двух клиновидных втулок, одна из которых выполнена подвижной вдоль штанги, опорную плиту и натяжную гайку, внутри полой штанги расположен стержень с конусным наконечником, взаимодействующий с подвижно установленными и соединенными между собой эластичным кольцевым элементом упорами, расположенными в поперечных сквозных каналах, выполненных по периметру полой штанги, при этом подвижная вдоль штанги втулка связана со штангой посредством прикрепленного к своим внутренним поверхностям поперечного элемента, расположенного в сквозном продольном пазу полой штанги. Хвостовая часть стержня снабжена направляющей, боковые стороны которой расположены в продольных

пазах, выполненных в торцевой части штанги.

Такое конструктивное выполнение анкера по сравнению с прототипом и аналогичными известными решениями позволяет повысить надежность закрепления в мягких пластичных породах, так как его установка обеспечивается без необходимости бурения шпуров, а дополнительный распор обес0 печивается как клиновыми втулками, так и упорами, которые располагаются по длине штанги. Введение стержня в штангу при ус; тановке анкера обеспечивает расклинивание втулок распорного замка и упор с

5 вмещающими породами. Наличие на хвостовой части стержня направляющей позволяет при установке опорной плиты и звинчивании натяжной гайки подавать стержень в штангу с большим усилием, что уве0 личивает надежность раскрепления анкера в породах.

Таким образом, совокупность признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения, по сравнению с про5 тотипом и известными аналогичными техническими решениями обуславливает достижение новых свойств, обеспечиающих достижение при их использовании нового положительного эффекта, заключающегося

0 в повышении надежности закрепления анкера в мягких пластичных породах, за счет исключения необходимости бурения шпуров и обеспечения распора как клиновыми втулками, так и упорами, расположенными

5 по длине штанги, и, следовательно,соответствует критерию сущесвтенные отличия.

Конструкция предлагаемого анкера для крепления породного массива поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен анкер

0 перед установкой, а на фиг.2 - анкер, установленный в шпуре. Анкер состоит из полой штанги 1, конусного наконечника 2, неподвижной клиновидной втулки 3, подвижной клиновидной втулки 4, которая крепится на

5 штанге 1 с помощью поперечного элемента 7, расположенного в сквозном продольном пазу 8. Внутри полой штанги 1 располагается стержень 5 с направляющей 14, соответствующей продольным пазам 11 на

0 торцевой части штанги 1, В поперечных сквозных каналах 9, расположенных в полой штанге 1, подвижно установлены упоры 6, соединенные между собой эластчным кольцевым элементом 10.

5 Анкер работает следующим образом.

С помощью пресса, вибромолота или другим известным способом полая штанга 1 за счет наконечника 2 погружается во вмещающие породы. После достижения проектной глубины в полую штангу 1 вставляется

стержень бис помощью пресса досылается в ее донную часть. По мере продвижения по штанге 1, стержень 5 попадает в эластичные кольцевые элементы 10 и через поперечные сквозные каналы 9 выдвигают упоры 6, которые внедряются в породный контур 15. При дальнейшем продвижении по штанге 1, стержень 5 своим конусным наконечником упирается в поперечный элемент, перемещает его по продольному пазу 8. перемещая соответственно подвижную клиновую втулку 4, которая, надвигаясь на неподвижную втулку 3, расклинивается в породном массиве 15. При этом направляющая 14 попадает в продольные пазы 11,выполненные в торцевой части штанги 1. Затем на штангу 1 надевают опорную плиту 13, которая с помощью гайки 12 прижимается к породному контуру, продвигая при этом, через направляющую 14, стержень 5 внутрь штанги. Преимущество предлагаемого анкера по сравнению с прототипом заключается в повышении надежности закрепления в мягких пластичных породах, посколку он снабжен подвижно расположенным внутри полой штанги стержнем с конусным наконечником, взаимодействующим с подвижно установленными и соединенными между собой эластичным кольцевым элементом упорами, расположенными в поперечных сквозных каналах, выполненных по периметру полой штанги, при этом подвижная вдоль штанги клиновидная втулка связана со штангой посредством прикрепленного к своим внутренним поверхностям поперечного элемента, расположенного в сквозном продольном пазу полой штанги Хвостовая

часть стержня снабжена направляющей, ко- торая располагается в продольных пазах, выполненных в торцевой части штанги. Благодаря этому, возможна установка аикер- ной крепи без предварительного бурения шпуров с последующим надежным закреплением в мягких пластичных породах. Формула изобретения

1.Анкер для крепления породного мас- сива, включающий полую штангу с распорным замком в виде двух клиновидных втулок, одна из которых установлена подвижно относительно штанги, опорную плиту и на тяжную гайку, отличающийся

тем, что, с целью повышения надежности закрепления в мягких пластичных породах, анкер снабжен подвижно расположенным внутри полой штанги стержнем с конусным наконечником и подвижно установленными

упорами, соединенными между собой посредством эластичного кольцевого элемента, а в теле полой штанги выполнены поперечные скваозные каналы для размещения упоров и продольный паз, причем

подвижная относительно штанги втулка установлена посредством прикрепленного к своим внутренним- поверхностям поперечного элемента, который размещен в сквозном продольном пазу полой штанги с

возможностью взаимодействия с конусным наконечником стержня.

2.Анкер по п.1,отличающийся тем, что хвостовая часть стержня имеет направляющую, которая расположена в продольных пазах, выполненных в торцевой части штанги.

/ глф

v-v

TjpE:

III l«

Ш.

41

№

Изобретение позволяет повысить надежность закрепления агкера в мягких пластичных породах, поскольку возможно его возведение без предварительного бурения шпуров и последующее расклинивание с помощью р аспорных устройств. При установке анкера полая штанга 1 за счет наконечника 2 с помощью пресса или вибромолота погружается во вмещающие породы. После достижения проектной глубины в полую штангу 1 вставляется стержень 5 и досылается в донную часть. По мере продвижения по штанге 1 стержень 5 попадает в эластичные кольцевые элементы 10 и через поперечные сквозные ка налы 9 выдвигает упоры 6. которые внедряются в породный контур 15. При дальнейшем продвижении по штанге 1 стержень 5 своим конусным наконечником упирается в поперечный элемент 7, перемещает его по продольному пазу 8, перемещая одновременно и подвижную клиновую втулку 4, которая, надвигаясь на неподвижную втулку 3, расклинивается в породном массиве 15. При этом направляющая 14 попадает в продольные пазы 11, выполненные в торцовой части штанги 1. Затем на штангу 1 надевают опорную плиту 13, которая с помощью гайки 12 прижимается к породному контуру, продвигая при этом через направляющую 14 стержень 5 внутрь штанги 1. 2 ил.

ossout

А-А

W