RU2292459C1 - Анкер шахтной крепи - Google Patents
Анкер шахтной крепи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292459C1 RU2292459C1 RU2005122972/03A RU2005122972A RU2292459C1 RU 2292459 C1 RU2292459 C1 RU 2292459C1 RU 2005122972/03 A RU2005122972/03 A RU 2005122972/03A RU 2005122972 A RU2005122972 A RU 2005122972A RU 2292459 C1 RU2292459 C1 RU 2292459C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- anchor
- shank
- thread
- nut
- Prior art date
Links
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горно-добывающей промышленности, в частности к анкерам крепления контура горных выработок. Предлагается анкер шахтной крепи, включающий грузонесущий стержень из композиционного материала, имеющий головную часть и хвостовик, снабженный резьбой и гайкой. Особенность заключается в том, что стержень выполнен сплошным в поперечном сечении, оснащен уширениями на головной части и хвостовике, выполненными заодно с основной частью стержня, резьба хвостовика размещена непосредственно на его уширении, уширение на головной части снабжено винтовой канавкой, при этом внутренние диаметры винтовой канавки и резьбы хвостовика совпадают с диаметром основной части стержня между уширениями или превышают его, а гайка хвостовика выполнена из высокопрочного полимера. Изобретение позволяет расширить эксплуатационные возможности и надежность анкера шахтной крепи путем обеспечения высокой несущей способности в режиме податливости, за счет улучшения перемешивания анкером закрепляющего состава и увеличения площади контакта с ним с сохранением равнопрочности стержня анкера по его длине, оптимального сочетания свойств материала с геометрией поперечного сечения стержня анкера при одновременном повышении технологичности установки анкера в шпур. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к горно-добывающей промышленности, в частности к анкерам крепления контура горных выработок.
Из уровня техники известен анкер по свидетельству РФ на полезную модель №28893 (опубл. Бюл. №11, 20.04.2003), включающий грузонесущий стержень с резьбой на хвостовике под гайку и профильной поверхностью головной части.
Недостатками известного анкера, выполненного из стали, являются: высокая первоначальная стоимость; значительный вес, усложняющий транспортировку и установку в шпур; возможность возникновения фрикционного искрения в процессе установки; необоснованные запасы прочности при использовании в благоприятных горно-геологических условиях; высокая прочность на срез, обусловливающая сложность разрушения его исполнительными органами комбайнов, и возможность повреждения механизмов и конвейеров; не обеспеченность равнопрочности стержня анкера по его длине за счет выборки материала при нанесении резьбы; значительно сниженные эксплуатационные возможности - из-за подверженности металла коррозии анкер нецелесообразно использовать в обводненных породах, а из-за низкой податливости - в подготовительных выработках, крепь которых работает в режиме неустановившегося горного давления; несбалансированность сочетания основных параметров крепи - несущей способности и податливости.
Известен анкер, принятый за прототип, по свидетельству РФ на полезную модель №39359 (опубл. Бюл. №21, 27.07.2004), включающий грузонесущий стержень из композиционного материала, имеющий головную часть и хвостовик, снабженный резьбой и гайкой.
Конструкция анкера по прототипу имеет ряд недостатков. Трубчатый стержень недостаточно эффективно сопротивляется сжатию поперек волокон; прочность закрепления в шпуре стержня с гладкой поверхностью невысока. Наличие втулки, на которую накручивается гайка, заглушки увеличивает число сборочных единиц, что снижает надежность функционирования анкера. Ослабленное поперечное сечение трубчатого стержня ведет к снижению несущей способности анкера, не обеспечивает равнопрочность материала стержня по его диаметру, его нецелесообразно использовать для предотвращения расслоения породного массива и образования вывалов, нагрузка от которых должна восприниматься анкером. Возникновение в процессе эксплуатации анкера концентрации напряжений на границе перехода от втулки к основной части стержня нарушает равнопрочность стержня по длине. Гладкая поверхность податливого стержня приводит к снижению анкерирующей способности, снижает сдвиговую прочность закрепления, что отрицательно скажется на эффективности использования анкера в рыхлых массивах, из породы он будет выдавливаться. Таким образом, сочетание основных параметров крепи - несущей способности и податливости - в анкере по прототипу не оптимизированы, что ограничивает его эксплуатационные возможности и эффективность использования.
Задачей заявляемого технического решения является создание конструкции эффективного в использовании анкера шахтной крепи, позволяющего расширить эксплуатационные возможности и надежность путем обеспечения высокой несущей способности в режиме податливости, за счет улучшения перемешивания анкером закрепляющего состава и увеличения площади контакта с ним с сохранением равнопрочности стержня анкера по его длине, оптимального сочетания свойств материала с геометрией поперечного сечения стержня анкера при одновременном повышении технологичности установки анкера в шпур.
Поставленная задача решается предлагаемым анкером шахтной крепи, включающим грузонесущий стержень из композиционного материала, имеющий головную часть и хвостовик, снабженный резьбой и гайкой. Особенность заключается в том, что стержень выполнен сплошным в поперечном сечении, оснащен уширениями на головной части и хвостовике, резьба хвостовика размещена непосредственно на его уширении, уширение на головной части снабжено винтовой канавкой, при этом внутренние диаметры винтовой канавки и резьбы хвостовика совпадают с диаметром основной части стержня между уширениями или превышают его, а гайка хвостовика выполнена из высокопрочного полимера.
В частности, в качестве композиционного материала стержня использован стеклопластик или базальтопластик.
В частности, отношение площади поперечного сечения каждого из уширений и площади поперечного сечения основной части стержня составляет 1,5-2,0.
В частности, резьба хвостовика выполнена с углом наклона зуба 18-22° и шагом 10-16 мм.
В частности, длина каждого из уширений составляет 200-500 мм.
В частности, в качестве высокопрочного полимера гайки хвостовика использован стеклонаполненный полиамид.
В частности, гайка хвостовика оснащена срезаемой мембраной.
Заявляемый анкер шахтной крепи отличается от прототипа сплошным поперечным сечением стержня (в прототипе стержень трубчатый); переменным диаметром самого стержня по длине (в прототипе стержень постоянного диаметра по всей длине); иной профилированной поверхностью головной части и хвостовика (в прототипе поверхность головной части стержня - гладкая, а профилированность хвостовика достигается за счет дополнительного конструктивного элемента анкера - втулки); приданием головной части стержня функции перемешивателя.
Предлагаемый анкер шахтной крепи содержит (см. чертеж) грузонесущий стержень 1 с уширением 2 на головной части, оснащенным винтовой канавкой 3, и уширением 4 на хвостовике с резьбой 5 под гайку 6.
Процесс закрепления анкера осуществляется в следующей последовательности. В пробуренный шпур вводятся ампулы с быстродействующим полимерным составом. Затем стержнем 1 ампулы досылают до упора первой из них в окончание шпура, подсоединяют к гайке 6 буровую машину и включают ее. Буровая машина за гайку 6 со срезной мембраной (условно не показана) начинает вращать анкер и подавать его до упора, разрушая ампулы и перемешивая их содержимое. Когда происходит отверждение полимерного состава в шпуре, сопротивление вращению анкера возрастает и происходит разрушение срезаемой мембраны гайки 6, гайка 6 накручивается на анкер до упора в подхват. На этом операция установки анкера заканчивается.
Физико-механические характеристики предлагаемого анкера:
Плотность стеклопластикового стержня, кг/м3 | 1950-2150 |
Предел прочности стержня при растяжении, | |
сжатии и изгибе, МПа | не менее 1300 |
Модуль упругости стержня при растяжении, | |
МПа | не менее 50000 |
Прочность стержня при срезе поперек | |
волокон, МПа | не менее 185 |
Относительное удлинение при разрыве, % | не менее 2,5 |
Разрушающий крутящий момент при | |
кручении стержня, Н·м | не менее 30 |
Разрушающий крутящий момент при срезе | |
мембраны гайки, Н·м | 19,6-25,5 |
Несущая способность анкера, кН | не менее 55 |
Диаметр основной части стержня, мм | 14,5 |
Наружный диаметр уширений на головной | |
части и хвостовике стержня, мм | 20 |
Длина стержня анкера может быть любой по заказу потребителя.
Заявляемая конструкция анкера шахтной крепи прошла сертификационные и эксплуатационные испытания. Изготовление стержня анкера переменного сечения методом продольно-поперечной намотки позволило получить изделие с высокими механическими характеристиками, адгезионными свойствами поверхности, доступной стоимостью и стабильным качеством, т.е. удовлетворить давно существующую потребность угледобывающих предприятий.
Claims (7)
1. Анкер шахтной крепи, включающий грузонесущий стержень из композиционного материала, имеющий головную часть и хвостовик, снабженный резьбой и гайкой, отличающийся тем, что стержень выполнен сплошным в поперечном сечении, оснащен уширениями на головной части и хвостовике, выполненными заодно с основной частью стержня, резьба хвостовика размещена непосредственно на его уширении, уширение на головной части снабжено винтовой канавкой, при этом внутренние диаметры винтовой канавки и резьбы хвостовика совпадают с диаметром основной части стержня между уширениями или превышают его, а гайка хвостовика выполнена из высокопрочного полимера.
2. Анкер по п.1, отличающийся тем, что в качестве композиционного материала стержня использован стеклопластик или базальтопластик.
3. Анкер по п.1, отличающийся тем, что отношение площади поперечного сечения каждого из уширений к площади поперечного сечения основной части стержня составляет 1,5÷2,0.
4. Анкер по п.1, отличающийся тем, что резьба хвостовика выполнена с углом наклона зуба 18-22° и шагом 10÷16 мм.
5. Анкер по п.1, отличающийся тем, что длина каждого из уширений составляет 200÷500 мм.
6. Анкер по п.1, отличающийся тем, что в качестве высокопрочного полимера гайки хвостовика использован стеклонаполненный полиамид.
7. Анкер по п.1, отличающийся тем, что гайка хвостовика оснащена срезаемой мембраной.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122972/03A RU2292459C1 (ru) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Анкер шахтной крепи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122972/03A RU2292459C1 (ru) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Анкер шахтной крепи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2292459C1 true RU2292459C1 (ru) | 2007-01-27 |
Family
ID=37773480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005122972/03A RU2292459C1 (ru) | 2005-07-19 | 2005-07-19 | Анкер шахтной крепи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2292459C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458226C2 (ru) * | 2007-08-31 | 2012-08-10 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Пустотелый анкерный болт, самозабуривающийся анкерный болт и способ формования пустотелого анкерного болта |
RU2532553C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2014-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПГМ-Городское Пространство" | Композитный анкер |
RU2593665C1 (ru) * | 2015-07-10 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Композитный шахтный анкер |
RU192219U1 (ru) * | 2019-04-16 | 2019-09-06 | Антон Анатольевич Зубков | Анкер |
-
2005
- 2005-07-19 RU RU2005122972/03A patent/RU2292459C1/ru active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458226C2 (ru) * | 2007-08-31 | 2012-08-10 | Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб | Пустотелый анкерный болт, самозабуривающийся анкерный болт и способ формования пустотелого анкерного болта |
US8851802B2 (en) | 2007-08-31 | 2014-10-07 | Sandvik Intellectual Property Ab | Rock bolt |
RU2532553C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2014-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПГМ-Городское Пространство" | Композитный анкер |
RU2593665C1 (ru) * | 2015-07-10 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Композитный шахтный анкер |
RU192219U1 (ru) * | 2019-04-16 | 2019-09-06 | Антон Анатольевич Зубков | Анкер |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8434970B2 (en) | Breakable rock bolt | |
KR101142635B1 (ko) | 변형 가능한 암석 볼트 | |
RU2458226C2 (ru) | Пустотелый анкерный болт, самозабуривающийся анкерный болт и способ формования пустотелого анкерного болта | |
US10697297B2 (en) | Composite yieldable rock anchor with improved deformation range | |
US9163405B2 (en) | Post-tension anchor wedge with flat valleys between pairs of radius tip teeth | |
US8756885B1 (en) | Post-tensioning anchorage with equalized tendon loading | |
RU2292459C1 (ru) | Анкер шахтной крепи | |
JP2702861B2 (ja) | 繊維複合材料から成る棒状の引張材を定着するための装置 | |
RU105941U1 (ru) | Тросовый гибкий анкер | |
CN102828760A (zh) | 预应力螺旋肋中空注浆锚索 | |
US7758284B2 (en) | Tensionable spiral bolt with resin nut and related method | |
AU2010348888B2 (en) | A yielding spiral bolt appendage for a rock bolt | |
US20110206468A1 (en) | Reinforcement and/or anchor bolt | |
US7481603B1 (en) | Tensionable spiral bolt with resin nut and related method | |
JP7244724B2 (ja) | ハイブリッド型永久アンカー | |
CN203394556U (zh) | 横阻中空注浆锚索 | |
RU2202042C2 (ru) | Канатный анкер | |
US5114278A (en) | Mining bolt apparatus and method | |
CA3090707A1 (en) | Rock bolt | |
RU2280166C2 (ru) | Анкер | |
RU2281397C2 (ru) | Натяжное устройство канатного анкера | |
RU59729U1 (ru) | Стальной стержень анкерной крепи для горных выработок | |
RU2281398C2 (ru) | Натяжное устройство канатного анкера | |
RU2166636C2 (ru) | Гибкий анкер | |
AU2008352050B2 (en) | Tensionable spiral bolt with resin nut and related method |