Анкер Советский патент 1982 года по МПК E21D21/00 

(54) АНКЕР

Изобретение относится к креплению горных выработок, а именно к анкерной крепи. Известен анкер, включающий стержень и устройства для его крепления на дне скважины и в ее устье, при этом удлиненная часть стержня, расположенная в скважине, имеет форму гибкой спирали постоянного диаметра, а устройство для крепления стержня в устье скважины состоит из опорной плиты и гайки 1. Недостатком данного анкера является сложность его изготовления, учитывая малый диаметр спирали. Кроме того, такой анкер плохо сопротивляется растяжению в начальный период смещения контура выработки, что объясняется возникновением больших изгибающих и крутящих моментов в сечениях стержня. По мере растяжения анкера несуш.ая способность его будет увеличиваться. Однако наличие крутящих деформаций в анкере, обусловленных выполнением его в виде спирали, уменьщает несушую способность анкера по сравнению с анкером, изготовленным из прямого стержня такого же диаметра. К тому же, увеличенный первоначальный диаметр анкера требует бурения скважин большого диаметра, что повыщает трудоемкость установки такого анкера. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является анкер, включающий замоноличенный раствором стержень, часть которого в пределах скважины имеет волнообразную форму 2. Однако такой анкер имеет ограниченную область использования вследствие отсутствия у него податливости. Цель изобретения - расширение области применения крепи путем обеспечения работы анкера в податливом режиме. Это достигается тем, что стержень имеет замоноличенный конец на дне скважины, а остальная его волнообразная часть установлена в скважине без связи с ее стенками, при этом радиус прогиба стержня определяют по формуле: Я. 0, ,/1-16 е. . S4 г е. V 3 cka-be) 9 L ) где R - радиус прогиба стержня; D - диаметр скважины; d - диаметр стержня; f - технологический зазор между стенкой скважины и анкером; I - длина волнообразной части стержня; k -коэффициент запаса податливости анкера; Uожидаемое смещение контура выработки. На фиг. 1 изображен анкер, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Анкер состоит из стержня 1, который имеет волнообразную форму, и устройства для закрепления стержня на дне скважины 2 н в ее устье. Устройство для закрепления стержня на дне скважины может быть выполнено в виде нробки 3 из цементно-песчанного раствора. Устройство дли закрепления стержня 1 в устье скважины из распределительной плиты 4, опирающейся на контур 5 выработки, и гайки 6, которая навинчена на выступающий конец стержня, снабженного резьбой. Радиус прогиба стержня определяют по предложенной формуле. F3 случае необходимости обеспечения бoльuJeй податливости анкера его стержекь может иметь волнообразную форму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. .Лккер работает в податливом режиме с.ледующим образом. Контур 5 выработки, смещаясь, переMcuiaer распределительную плиту 4, а вместе с ней и гайку 6 в сторону выработки по стрелке, изображенной на фиг. I. Поскольку гайка 6 посредством резьбы жестко свя.чана с наружным концом стержня 1, она потянет его за собой. В связи с тем, что конец стержня 1 замоноличен песчаноцементным раствором 3 на дне скважины 2, где смещение пород не происходит либо сундествейно меньще смещений пород на контуре 5, перемещение гайки 6 вызовет растяжение и выравнивание прогибов стержня I, за счет чего достигается его податливость и, следовательно, уменьщепие Hai-рузки на анкер. После 4того как стержень выровняется полностью, он будет работать как жесткий анкер. Поэтому радиус прогиба стержня следует принимать таким, чтобы при полном его выравнивание он удлинялся на величину, равную величине ожидаемого смещения контура вьфаботки. Необходимый размер радиуса прогиба стержня определяют по приведенной расчетной формуле. Формула изобретения . Анкер, включающий замоноличенный раствором стержень, часть которого в пределах скважины имеет волнообразную форму, отличающийся тем, что, с целью расщирения области применения крепи путем обеспечения работы анкера в податливом режиме, стержень имеет замоноличенный конец на дне скважины, а остальная его волнообразная часть установлена в скважине без связи с ее стенками, при этом радиус прогиба стержня определяют по формуле D - d - 2t All 3 ( g {Ku.+e)2%-it2 J где R радиус прогиба стержня; D-диаметр скважины; d-диаметр стержня; t - технологический зазор между стенками скважины и анкером; Е - длина волнообразной части стержня; k - коэффициент запаса податливости анкера; U - ожидаемое смещение контура выработки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3942329, кл. Е 21 D 20/02, опублик. 1976. 2.Рогинский В. М. Применение железобетонной щтанговой крепи. М., «Цветметинформация, 1967, с. 24-25 (прототип).