Анкер Советский патент 1993 года по МПК E21D21/00 

Изобретение относится к креплению горных выработок, расположенных преимущественно в тектонически напряженных грунтовых массивах, а именно к анкерной крепи.

Известен анкер, включающий омоноли- ченную в скважине штангу с опорной плиткой.

Недостатком известного анкера является его низкая эксплуатационная надежность, обусловленная его жесткостью.

Известен другой анкер, включающий омоноличенную в скважине штангу, покрытую на начальной длине слоем антиадгези- онного материала, опорную плиту, элементы податливости (прототип).

Недостатком этого анкера является его невысокая эксплуатационная надежность, обусловленная тем, что анкер вступает в работу только после того, как произойдет смещение контура выработки и будут обжаты элементы податливости, а в последних проявится реактивная сила, оказывающая сопротивление перемещению контура выработки.

Этот неуправляемый отрезок перемещения контура выработки может привести к потере устойчивости ее стен или к разрушению штанги.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. Эта цель достигается тем, что в анкере на оголовке анкера установлена дополнительная опорная плита, при этом опорные плиты установлены с возможностью перемещения вдоль штанги, а между плитами установлены элементы податливости, с несущей способностью на 5- 10% меньше несущей способности штанги.

Элементы податливости выполнены в виде несущих стержней, скрепленных своими торцами с опорными плитами и расположенных коаксиально вокруг штанги.

vj 00 00

го х|

оо

Вокруг опорных стержней элементов податливости расположены скрепленные с ними пояса продольной устойчивости. С внешней стороны опорных стержней расположено кольцо, снабженное поперечными гофрами. Элемент податливости выполнен в виде пустотелого кругового кольца, расположенного коэксиально со штангой. Элементы податливости выполнены в виде отрезков трубы, расположенных полиго- нально вокруг штанги нормально к ее оси. .Благодаря такой совокупности признаков, объект приобретает новое свойство, заключающееся в автоматическом напряжении анкера в заданном режиме при перемеще- нии контура выработки.

На фиг. 1 изображен анкер, общий вид; на фиг. 2 - вариант податливого элемента с гофрированным кольцом; на фиг. 3 - вариант податливого элемента в виде кругового кольца; на фиг. 4 - вариант несущего элемента в виде отрезков трубы.

Анкер включает штангу 1, омоноличен- ную твердеющим раствором 2 в скважине 3, пробуренной в скальном грунте 4. На началь- ной длине штанга 1 покрыта слоем антиадге- зионного материала 5, например, меловой пастой, полиэтиленовой пленкой, и т.п. На оголовке анкера установлены две опорные плиты 6 и 7, имеющие возможность переме- щения вдоль штанги 1. Одна плита расположена у контура выработки (обделки) 8, а другая плита 6 расположена под гайкой 9, навернутой на снабженный резьбой 10 свободный конец штанги 1 .Между плитами 6 и 7 расположёны элементы податливости 11, имеющие несущую способность на 5-10% меньше несущей способности штанги 1 на участке, ослабленной резьбой.

Элементы податливости 11 выполнены в виде несущих стержней, скрепленных своими торцами с опорными плитами 6 и 7 и расположенных коаксиально вокруг штанги 1. Вокруг опорных стержней элементов податливости 11 расположены скрепленные с ними пояса 12 продольной устойчивости (фиг. 1) Вместо поясов 12 устойчивости может быть использовано кольцо 13, например стальное, снабженное гофрами (фиг. 2). Элементы податливости 11 могут быть вы- полнены в виде пустотелого кругового кольца 14, расположенного коаксиально со штангой 1 (фиг. 3) или в виде отрезков трубы 15, расположенных полигонально вокруг штанги 1, нормально к ее оси (фиг. 4),

Все размеры конструктивных элементов анкера определяют расчетом или с использованием моделей, например, из эквивалентных материалов.

Работает следующим образом.

После омоноличивания штанги 1 и набора прочности раствором 2 при помощи гайки 9 натягивают штангу с усилием меньшим несущей способности штанги на 5-10% на участке ослабленном резьбой 10..

При этом напряжения в элементах податливости еще не достигают предела теку- честки. В процессе разработки выработки по ярусам вниз, вследствие наличия в грунтовом массиве гравитационных, тектонических и другого вида напряжений, происходит упругое или упруго-пластиче ское перемещение стен внутрь выработки. При этом элементы податливости 11, дефор- мируются (обжимаются), предохраняя штангу 1 от перенапряжения. После окончания строительства и стабилизации напряженно-деформированного состояния грунтового массива на участке выработки обжатие элементов податливости 11 прекращается. Если элементы податливости 11 будут обжаты полностью,.анкер будет работать в жестком режиме.

Формула изобретения

1. Анкер включающий омоноличенную в скважине штангу, покрытую на начальной длине слоем антиадгезионного материала, опорную плиту, элементы податливости, о т- л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, на оголовке анкера установлена дополнительная опорная плита, при этом опорные плиты установлены с возможностью перемещения вдоль штанги, а между плитами установлены элементы податливости с несущей способностью на 5-10% меньше несущей способности штанги.

2. Анкер по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что элементы податливости выполнены в виде несущих стержней, скрепленных своими торцами с опорными плитами и расположенных коаксиально вокруг штанги.

3. Анкер по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что вокруг опорных стержней элементов податливости расположены скрепленные с ними пояса продольной устойчивости..

4. Анкер по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что с внешней стороны опорных стержней расположено кольцо, снабженное поперечными гофрами.

5. Анкер по п. 1,отличающийся тем, что элемент податливости выполнен в виде пустотелого кругового кольца, расположенного коаксиально со штангой.

6. Анкер по п.. 1, о т ли чающийся тем, что элемент податливости выполнен в виде отрезков трубы, расположенных полигонально вокруг штанги нормально к ее оси.

С

i

Использование: изобретение относится к креплению горных выработок, расположенных преимущественно в тектонически напряженных грунтовых массивах, а именно к анкерной крепи. Сущность изобретения: с целью повышения эксплуатационной надежности на оголовке анкера установлены дополнительные опорные плиты, а между плитами установлены элементы податливости с несущей способностью на 5-10% меньше несущей способности штанги. Элементы податливости выполнены в виде несущих стержней, скрепленных своими торцами с опорными плитами и расположенных коаксиально вокруг штанги. Вокруг опорных стержней элементов податливости расположены скрепленные с ними пояса продольной устойчивости. Вместо поясов устойчивости может быть использовано кольцо, например стальное, снабженное гофрами. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. со с

J

$ 7

23 4 %

мш

Ф -r

X g 7 9 2 7

тА-тт 4tV4

.-i-.«л 7 - ijtsCiiibjtA ii

VY

7J 77

фЈ/г.2

ФигА

9 S 10

Фиг.1

/д /61 7rt

Ч/70

vv

/

/

t/a.j