Анкер Советский патент 1993 года по МПК E21D21/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к креплению горных выработок анкерной крепью в условиях больших смещений их контура, преимущественно при слабых вмещающих породах. Известен анкер, включающий замок, опорную плиту, гайку и составной стержень, с податливыми узлами соединения частей стержня, выполненными в виде парных клиньев со встречно-направленными рабочими поверхностями.

Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности работы анкера преимущественно в слабых породах.

На фиг.1 представлен узел соединения составных частей стержня анкера в исходном положении после ввода анкера в скважину; на фиг.2 - при работе анкера в режиме податливости при перемещении рабочих .поверхностей наружного концевого участка

одной части составного стержня по рабочим поверхностям среднего участка другой части составного стержня; на фиг.З - при работе в жестком режиме после исчерпания податливости и зацепления в зубе смежных частей составного стержня.

На фи. 1,2 и 3 представлены части 1 и 2 составного стержня из круглой прутковой или арматурной стали с выполнением их концевых участков узла соединения.в виде парных клиньев с тремя участками равных по длине встречно-направленных рабочих поверхностей; внутренних участков 3 с рабочими поверхностями под острым углом к оси стержней; средних участков 4 со скосом по их длине; наружных концевых участков 5 с переходом к ним от средних участков под углом не менее 90°. Клиновые элементы уз- лов соединения выполнены штамповкой составного стержня с сохранением их

00

р о

о ю

СП

поперечных сечений в любом месте поперечному сечению стержня анкера. При этом длина средних участков принята равной необходимой податливости анкера стержни в узлах соединения соединены между собой временной связью, например, шплинтом из мягкого металла.

Анкер работает следующим образом.

В пробуренную из выработки скважину вводят составной стержень с замком в конце скважины и узлами соединения его частей. Производят закрепление стержня в скважине замком, надевают на конец стержня в выработке опорную плиту и навинчивают на стержень гайку. При этом создается предварительное натяжение стержня, срез временной связи в узлах соединения и их начальный распор в породы в стенках скважины, т.е. переход анкера в рабочее положение.

При смещении пород в выработку через опорную плиту увеличивается натяжение стержня и при достижении им определенной величины анкер выходит на податливый режим работы с перемещением рабочих поверхностей наружного концевого участка одной части стержня по рабочим поверхностям среднего участка другой части стержня с одновременным вдавливанием узла соединения в породы в стенках скважины.

После перемещения на всю длину среднего участка при упоре зубов наружных концевых участков друг в друга происходит зацепление смежных частей составного стержня и анкер переходит в жесткий режим .работы с интенсивным ростом его со- противления дальнейшему смещению пород в выработку.

Для апробации предлагаемого изобре- тения в стандартных скважинах (шпурах) диаметром 43 мм были изготовлены анкеры из составных стержней длиной по 2 м, изготовленных из арматурной стали диаметром 28 мм, в которых узлы соединения выполне0

ны штамповкой со скосом средних участков 3 мм и углом в зубе 90°. В качестве замка использованы патроны с неограническими вяжущими АКПН, разработанные ВНИИ- ОМШС, с сопротивлением выдергиванию 50-70 кН.

Эксперименты на шахтах Северная п.о, Северокузхбассуголь, им. Челюскин- цев л.о. Донецкуголь и им. Калинина н.п.о. Проковьевскгидроуголь с помощью специального штанговыдергивателя показали, что в породах прочностью на сжатие 15-20 мПа сопротивление анкера в продолжение всего податливого режима составляло 50- 5 60 кН, а в породах прочностью 30-40 мПа возрастало с 70-80 до 100-110 кН. В указанном диапазоне прочности пород в жестком режиме работы максимальное усилие штанговыдергивателя 150 кН оказалось недостаточным для выдергивания анкеров, т.е. их несущая способность была больше 150 кН.

Таким образом по сравнению с прототипом предлагаемый анкер имеет повышенную несущую способность и надежность работы в податливом и жестком режимах, особенно в слабых породах.

0

5

0

5

0

Формула изобретения Анкер, включающий замок, опорную плиту, гайку и составной стержень.с податливыми узлами соединения, которые выполнены в виде парных клиньев с тремя участками равных по длине встречно-направленных рабочих поверхностей, расположенных под различными углами к оси стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности и надежности работы анкера особенно в слабых породах, в узлах соединения рабочие поверхности на среднем участке выполнены с постоянным скосом по всей его длине, а переход от среднего к наружному участку выполнен в виде зуба под углом к оси стержня не менее 90°.

Фиг. 2

Использование: анкер предназначен для крепления горных выработок в условиях больших смещений их контура, преимущественно в слабых породах. Сущность: анкер содержит узлы соединения составного стержня в виде парных клиньев с тремя участками встречно-направленных рабочих поверхностей, в которых рабочие поверхности на среднем участке выполнены с постоянным скосом по всей его длине, а переход от среднего участка к наружному участку выполнен в виде зуба под углом к оси стержня не менее 90°. Обеспечивает повышение несущей способности и надежности работы анкера, особенно в слабых породах. 3 ил. Ј