RU2312221C1 - Method for deep bolt installation - Google Patents
Method for deep bolt installation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312221C1 RU2312221C1 RU2006106877/03A RU2006106877A RU2312221C1 RU 2312221 C1 RU2312221 C1 RU 2312221C1 RU 2006106877/03 A RU2006106877/03 A RU 2006106877/03A RU 2006106877 A RU2006106877 A RU 2006106877A RU 2312221 C1 RU2312221 C1 RU 2312221C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anchor
- hole
- deep
- borehole
- bolt
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению горных выработок анкерами глубокого заложения.The invention relates to the mining industry, in particular to the fastening of mine workings with deep anchors.
Анкерная крепь глубокого заложения необходима для того, чтобы подвесить заштангованную толщу пород к верхним, более прочным слоям или структурным блокам пород, тем самым уменьшить деформации изгиба, расслоения и смещения пород в грузонесущей конструкции, искусственно сформированной в кровле выработки при закреплении ее анкерами типового размера длиной 1,8 м.Deep anchor support is necessary in order to suspend the shackled rock thickness to the upper, more durable layers or structural blocks of rocks, thereby reducing bending, delamination and displacement of rocks in a load-bearing structure, artificially formed in the roof of the mine when fixed with standard size anchors with length 1.8 m
Известен способ установки сталеполимерных анкеров (RU, Пат.№2262599, МПК E21D 20/00, опубликован 2005.10.20), включающий бурение шпуров, введение в шпур одной или нескольких ампул, ввод анкера в сборе, состоящего из стержня, крепежной гайки, кольца упора, опорной и сферической шайб, вращение анкера до разрушения ампул, перемешивание химических компонентов, затягивание гайки после полимеризации. Вращающим моментом бурильной машины через насадку свинчивают крепежную гайку до упора, продолжают вращать стержень анкера за крепежную гайку, навинченную на резьбовой хвостовик стержня анкера и зафиксированную от сворачивания кольцом-упором, установленным на торце резьбового хвостовика стержня анкера, при этом бурение шпура и установку анкера производят одним механизмом, например телескопным перфоратором «левого» вращения.There is a method of installing steel-polymer anchors (RU, Pat. No. 2262599, IPC E21D 20/00, published 2005.10.20), including drilling holes, introducing one or more ampoules into the hole, introducing an anchor assembly consisting of a rod, a fixing nut, a ring an emphasis, basic and spherical washers, rotation of an anchor before destruction of ampoules, mixing of chemical components, tightening of a nut after polymerization. The drilling machine rotates the fastening nut through the nozzle until it stops, continue to rotate the anchor rod by the fastening nut screwed onto the threaded shank of the anchor rod and fixed from folding by the stop ring installed on the end of the threaded shank of the anchor rod, while drilling the hole and installing the anchor one mechanism, for example a telescopic puncher of "left" rotation.
К недостатку известного способа установки сталеполимерных анкеров можно отнести то, что она не обеспечивает крепление горного массива на большую глубину. Данный способ используется для крепления горных выработок на глубину до 2 метров, однако, при больших пролетах кровли выработок, при креплении кровли сопряжений выработок, при наличии неустойчивых пород в кровле, при долгом сроке эксплуатации горной выработки, а также в качестве сейсмостойкой анкерной крепи при ведении горных работ в условиях динамических проявлений горного давления необходимо применение анкерной крепи глубокого заложения.The disadvantage of this method of installing steel-polymer anchors can be attributed to the fact that it does not provide for mounting the massif to a great depth. This method is used to fasten mine workings to a depth of 2 meters, however, with large spans of roofs of mine workings, when fastening the roof of mates of mine workings, in the presence of unstable rocks in the roof, with a long service life of the mine workings, and also as earthquake-resistant anchor support mining operations in conditions of dynamic manifestations of rock pressure, it is necessary to use deep anchor support.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ установки анкера глубокого заложения (RU, патент №2172409, МПК E21D 21/00, опубликован 2001.08.2, принят за прототип), заключающийся в следующем: в пробуренный в горном массиве шпур (скважину) вводится 1-2 ампулы с химическим скрепляющим составом, подаваемые и поддерживаемые в скважине первым стержневым отрезком, который контактирует с ампулами скосом на его глубинном конце. Перед введением первого отрезка стержня в скважину на него, на стыковочную часть, накручивается до отказа резьбовая муфта. После введения в скважину первого отрезка в муфту закручивается второй стержневой отрезок своим стыковочным участком. При закручивании торцовая часть первого отрезка стержня входит в силовой контакт с аналогичной частью второго отрезка. Зазоры в резьбовом соединении выбираются, а соединительный участок стержневых отрезков на всей длине муфты становится предварительно напряженным, в сечении по плоскости контакта торцов стержневых отрезков, первого и второго, и муфты происходят сложные силовые взаимодействия. Далее составной стержень анкера соединяют со сверлом или каким-либо другим адаптером (вращателем), подают в шпур до его конца. Стержень анкера, вращаясь, своим скошенным концом разрушает оболочки ампул, химический состав перемешивается и быстро начинает затвердевать, закрепляя стержень анкера в шпуре. Прекращение вращения стержня происходит автоматически, по мере набора прочности твердеющим составом происходит срез калибровочной шпонки.Closest to the proposed invention is a method of installing a deep anchor (RU, patent No. 2172409, IPC E21D 21/00, published 2001.08.2, adopted as a prototype), which consists in the following: 1- is introduced into a hole drilled in a
Однако данный способ крепления не применим для установки цельного анкера глубокого заложения. В известном способе используют комбинированный анкер, составной стержень из нескольких отрезков, соединенных между собой резьбовыми муфтами. Резьба муфт и стыковочных частей анкера, выполненная с особыми условиями, делает известный способ установки анкера глубокого заложения металлоемким, сложным по исполнению. Стоимость анкера увеличивается за счет того, что каждая муфта выполнена из более качественной стали, чем стержень анкера. Процесс нарезки резьбы, изготовление соответствующих муфт, сборка анкера при установке - все это затратные моменты как по времени, так и по средствам. К недостаткам известного комбинированного анкера относится и то, что прочность металла при термообработке уменьшается, что снижает несущую способность анкерной крепи, особенно при взрывных работах или при горном ударе.However, this fastening method is not applicable for the installation of an integral deep anchor. In the known method using a combined anchor, a composite rod of several pieces interconnected by threaded couplings. The threads of the couplings and the docking parts of the anchor, made with special conditions, make the known method of installing the deep anchor metal-intensive, difficult to perform. The cost of the anchor increases due to the fact that each coupling is made of higher quality steel than the anchor rod. The process of threading, the manufacture of appropriate couplings, the assembly of the anchor during installation - all these are costly moments both in time and in means. The disadvantages of the known combined anchor include the fact that the strength of the metal during heat treatment is reduced, which reduces the bearing capacity of the anchor lining, especially during blasting or rock impact.
Таким образом, к недостаткам этого способа можно отнести сложность изготовления анкера, высокую его стоимость, а также снижение несущей способности анкера.Thus, the disadvantages of this method include the complexity of manufacturing the anchor, its high cost, as well as a decrease in the bearing capacity of the anchor.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке способа установки анкеров глубокого заложения, отвечающего требованиям надежности, экономичности по средствам и времени, простоты исполнения.The problem to which the invention is directed, is to develop a method for installing deep-laid anchors that meets the requirements of reliability, cost-effectiveness in terms of time and money, ease of execution.
Технический результат достигается за счет механизации тяжелого ручного труда при установке цельного стержневого анкера с помощью устройства для досылки анкера в шпур.The technical result is achieved due to the mechanization of heavy manual labor when installing a solid rod anchor using a device for sending the anchor into the hole.
Для решения поставленной задачи в известном из прототипа способе установки анкера глубокого заложения, включающем бурение шпура, введение в шпур необходимого числа ампул с химической твердеющей смесью и анкера, состоящего из стержня с элементами крепления в виде опорной шайбы и головки, разрушение ампул и перемешивание смеси глубинным заостренным концом анкера посредством его вращения, его удержание в шпуре до полной полимеризации смеси, согласно изобретению заостренный конец анкера, длина которого превышает высоту выработки, вводят в шпур, а другой конец оставляют на почве выработки, при помощи заостренного металлического стержня, имеющего длину, равную ходу подачи телескопного перфоратора, соединяют в «замок» стержень анкера и опорную шайбу, усилием телескопного перфоратора перемещают «замок» к устью шпура, обеспечивая перемещение анкера вдоль последнего, операцию перемещения повторяют до получения возможности соединения перфоратора с головкой анкера, за которую производят вращение анкера, при этом бурение шпура и установку анкера глубокого заложения производят одним телескопным перфоратором.To solve the problem in the well-known from the prototype method of installing a deep anchor, including drilling a hole, introducing into the hole the required number of ampoules with a chemical hardening mixture and an anchor consisting of a rod with fastening elements in the form of a support washer and head, destroying the ampoules and mixing the mixture deep according to the invention, the pointed end of the anchor, the length of which exceeds the height of the output, is introduced the borehole and the other end are left on the working soil, using a pointed metal rod having a length equal to the feed path of the telescopic puncher, connect the anchor rod and the support washer into the “lock”, move the “lock” to the borehole with the help of a telescopic puncher, ensuring the movement of the anchor along the latter, the movement operation is repeated until the punch can be connected to the anchor head, for which the anchor is rotated, while drilling a hole and installing a deep-laid anchor t with one telescopic punch.
Кроме того, бурение шпура проводят в два этапа, первоначально бурят шпур на длину штанги, затем при помощи комплекта штанг и переходных конусных муфт производят добуривание шпура до необходимой длины.In addition, drilling a hole is carried out in two stages, initially drilling a hole to the length of the rod, then using a set of rods and adapter cone couplings, drill the hole to the required length.
Причем заостренные концы анкера и металлического стержня выполняют в виде четырехугольной пирамиды с острым углом в осевом сечении, а головку анкера штампуют с помощью матрицы в соответствии с углублением во вращателе перфоратора.Moreover, the pointed ends of the anchor and the metal rod are made in the form of a quadrangular pyramid with an acute angle in the axial section, and the head of the anchor is stamped using a matrix in accordance with the recess in the rotary hammer.
В отличие от прототипа в шпур вводят цельный анкер, который находится в изогнутом напряженном состоянии, так как длина анкера превосходит высоту выработки и дослать его вручную в шпур практически невозможно, досылку анкера в шпур выполняют при помощи заостренного металлического стержня, имеющего длину, равную ходу подачи телескопного перфоратора. Стержень анкера и опорную шайбу с помощью металлического стержня соединяют в «замок», затем усилием телескопного перфоратора «замок» перемещают к устью шпура. Операцию перемещения повторяют до тех пор, пока не появится возможность вставить головку анкера, за которую производят его вращение, в углубление во вращателе перфоратора. Анкер вращают до полного разрушения ампул, перемешивания химических компонентов и их затвердевания.Unlike the prototype, a solid anchor is inserted into the hole, which is in a bent stressed state, since the length of the anchor exceeds the working height and it is almost impossible to manually send it to the hole, sending the anchor to the hole is carried out using a pointed metal rod having a length equal to the feed telescopic punch. The anchor rod and the support washer are connected into a “lock” using a metal rod, then the “lock” is moved to the mouth of the hole by the force of a telescopic puncher. The movement operation is repeated until it becomes possible to insert the head of the anchor, for which it is rotated, into the recess in the rotator of the punch. The anchor is rotated until the ampoules are completely destroyed, the chemical components are mixed and hardened.
Таким образом, трудоемкий процесс ввода и досылки анкера глубокого заложения механизирован. Целостность анкера, установленного с применением ампул с твердеющим составом, обеспечивает его равнопрочность по всей длине, надежную несущую способность. Заостренный металлический стержень прост в изготовлении, легко и быстро монтируется в «замок» и демонтируется, делает процесс установки анкера глубокого заложения экономичным по средствам и времени. Бурение шпура и установка анкера глубокого заложения, выполненные одним телескопным перфоратором, упрощают процесс крепления горной выработки.Thus, the time-consuming process of entering and sending the deep anchor is mechanized. The integrity of the anchor installed using ampoules with a hardening composition, ensures its equal strength over the entire length, reliable bearing capacity. The pointed metal rod is easy to manufacture, it is easily and quickly mounted in a “lock” and dismantled, making the installation process of the deep anchor economical in time and money. Drilling a hole and installing a deep-hole anchor, made by one telescopic perforator, simplify the process of fixing the mine.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Применяемая в настоящее время анкерная крепь глубокого заложения представляет собой штангу из стержня периодического профиля из стали класса A-III с номинальным диаметром 16-18 мм с проштампованной «на горячую» головкой для удержания опорной плитки необходимого типоразмера.The deep anchor currently used is a rod made of a rod of a periodic profile made of steel of class A-III with a nominal diameter of 16-18 mm with a hot-stamped head to hold the base plate of the required size.
Анкерная крепь глубокого заложения длиной 3,5 м устанавливается на цементно-песчаный раствор, нагнетаемый с помощью сжатого воздуха, в шпуры диаметром 40-55 мм.Deep anchor support 3.5 m long is installed on a cement-sand mortar, pumped with compressed air, into bore holes with a diameter of 40-55 mm.
Недостатком этого способа является трудоемкость процесса. Бурение шпура длиной 3,5 м, диаметром 40-55 мм производится по норме времени 0,764 часа или 46 мин. Трудоемкий процесс приготовления вручную песчано-цементного раствора, использование устаревшего нетехнологического оборудования для нагнетания раствора в шпур, увеличенный расход сжатого воздуха, установка вручную анкера в шпур, длина которого превышает высоту выработки - все это отрицательные моменты применяемой технологии установки анкерной крепи глубокого заложения. Норма времени на установку - 0,244 часа. Общее время: бурение+установка - 1,008 часа на один анкер. При этом затвердевание раствора в шпуре до минимально необходимой прочности 60-80% происходит на 7 сутки, а 100% кристаллизация раствора происходит на 28 сутки после установки крепления. За это время незакрепленная этим видом крепи кровля выработок может претерпеть критические деформации разрушения.The disadvantage of this method is the complexity of the process. Drilling a hole with a length of 3.5 m, a diameter of 40-55 mm is carried out at a rate of 0.764 hours or 46 minutes. The time-consuming process of manually preparing a sand-cement mortar, using outdated non-technological equipment for pumping the mortar into a hole, increased compressed air consumption, manually installing an anchor in a hole that is longer than the working height - these are all negative aspects of the technology used for installing deep anchor support. The norm of installation time is 0.244 hours. Total time: drilling + installation - 1.008 hours for one anchor. In this case, the hardening of the solution in the borehole to the minimum required strength of 60-80% occurs on the 7th day, and 100% crystallization of the solution occurs on the 28th day after installation of the mount. During this time, the roof of the workings that is not fastened with this type of lining can undergo critical destruction deformations.
Специалистами шахты «Кальинская» ОАО «СУБР» разработан способ установки сталеполимерной анкерной крепи глубокого заложения, который является технологичным, отвечает требованиям безопасного ведения горных работ. Анкеры длиной 3,5 м, установленные с применением полимербетонных ампул, обладают высокой несущей способностью, вступают в работу сразу после установки, препятствуют развитию деформации пород.Specialists of the Kalinskaya mine of OAO SUBR developed a method for installing a deep-polymer steel-polymer anchor support, which is technologically advanced and meets the requirements for safe mining. Anchors 3.5 m long, installed using polymer concrete ampoules, have high load-bearing capacity, come into operation immediately after installation, and prevent the development of rock deformation.
Бурится шпур коронкой диаметром 28 мм, длиной 3,5 м в три раза быстрее, чем шпур той же длины коронкой диаметром 40-55 мм. Время бурения, по данным хронометража, составляет 15 минут.A hole is drilled with a crown with a diameter of 28 mm, a length of 3.5 m three times faster than a hole of the same length with a crown with a diameter of 40-55 mm. The drilling time, according to the timing, is 15 minutes.
Устанавливается анкер из стержня периодического профиля с номинальным диаметром 20 мм совместно с полимерными ампулами, который изогнуть при установке вручную в невысокой выработке практически невозможно, в отличие от анкеров на цементно-песчаном растворе с номинальным диаметром 16-18 мм.An anchor is installed from a rod of a periodic profile with a nominal diameter of 20 mm together with polymer ampoules, which is almost impossible to bend when installed manually in low output, unlike anchors on cement-sand mortar with a nominal diameter of 16-18 mm.
При установке используется телескопный перфоратор ПТ-48, в отличие от ручной установки анкеров на цементно-песчаный раствор.When installing, the PT-48 telescopic puncher is used, unlike the manual installation of anchors on a cement-sand mortar.
Общее время установки сталеполимерного анкера длиной 3,5 м составляет в среднем 6 минут, а время на установку такого же анкера на цементно-песчаном растворе составляет в среднем 15 минут, норма времени на установку сталеполимерного анкера длиной, равной 3,5 м: бурение + установка - 0,679 часа.The total installation time of a steel-polymer anchor with a length of 3.5 m is on average 6 minutes, and the time to install the same anchor on a cement-sand mortar is on average 15 minutes, the time standard for installing a steel-polymer anchor with a length of 3.5 m is: drilling + installation - 0.679 hours.
Описание процесса крепления сталеполимерной анкерной крепью глубокого заложенияDescription of the process of fastening with steel-polymer anchor deep support
Технология буренияDrilling technology
Первоначально бурят шпур коронкой диаметром 28 мм телескопным перфоратором ПТ-48 на длину 1,8 м обычным способом при помощи комплекта буровых штанг 5, фиг.1 («номеров»). Затем в пробуренный шпур вставляют конусную буровую штангу с коронкой и при помощи комплекта номеров и переходных конусных муфт производят добуривание скважин до необходимой длины 3,5 м.Initially, drill a hole with a 28 mm diameter crown using a PT-48 telescopic puncher for a length of 1.8 m in the usual way using a set of drill rods 5, Fig. 1 (“numbers”). Then, a conical drill rod with a crown is inserted into the drilled hole and, using a set of numbers and adapter conical couplings, the wells are drilled to the required length of 3.5 m.
Технология установки, фиг.1 (общий вид), узел А фиг.1 изображен на фиг.2.Installation technology, figure 1 (General view), the node And figure 1 is shown in figure 2.
В пробуренный шпур 1 вводят вручную необходимое количество ампул 6, например 5 штук, которые удерживают от выпадения стопорными кольцами (на чертеже не показано). Затем в шпур заводят глубинный заостренный конец анкера 2, при этом анкер контурным концом лежит на почве выработки, а сам стержень анкера находится в изогнутом упругом состоянии. Потом при помощи заостренного металлического стержня 4 (узел А), длина которого равна ходу подачи телескопного перфоратора ПТ-48, длина 0,45 м, соединяют в «замок» стержень анкера 2 и опорную шайбу 7. Соединение в «замок» необходимо для перемещения анкера в шпур при помощи усилия телескопного перфоратора 3. Далее «замок» перемещают к устью шпура при помощи перфоратора ПТ-48, тем самым обеспечивается ввод анкера в шпур. Операцию повторяют 5-7 раз, пока под анкер можно будет завести вращатель, с помощью которого при вращении анкера размешивается полимербетонный состав. Телескопный перфоратор устанавливают соосно со шпуром. Анкеры длиной 3,5 м из стали A-III-20 изготавливают в механической мастерской шахты. Головка 8 специального профиля под вращатель с плоским углублением штампуют с помощью матрицы. Для удобства беспрепятственного ввода анкера в шпур глубинный конец анкера заостряют в виде четырехугольной пирамиды.The required number of ampoules 6, for example 5 pieces, which are kept from falling out by retaining rings (not shown) is manually introduced into the drilled hole 1. Then, the deep, pointed end of the
Заостренный металлический стержень изготавливают из буровой стали или шестигранника диаметром 22 мм. Заостренный конец металлического стержня выполняют также в виде четырехугольной пирамиды.A pointed metal rod is made of drill steel or hexagon with a diameter of 22 mm. The pointed end of the metal rod is also made in the form of a quadrangular pyramid.
Испытания несущей способности анкеров длиной 3,5 м с закреплением на полимербетонные ампулы показали, что они выдерживают нагрузку, равную разрывному усилию стержня в пределах 15-17 тонн (150-170 кН).Tests of the bearing capacity of 3.5 m long anchors with fastening to polymer concrete ampoules showed that they withstand a load equal to the breaking strength of the rod within 15-17 tons (150-170 kN).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106877/03A RU2312221C1 (en) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | Method for deep bolt installation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106877/03A RU2312221C1 (en) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | Method for deep bolt installation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2312221C1 true RU2312221C1 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38903888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006106877/03A RU2312221C1 (en) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | Method for deep bolt installation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2312221C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111720120A (en) * | 2020-07-31 | 2020-09-29 | 王有奇 | Method for achieving pre-support by adopting two-step mining stope based on layered filling method |
-
2006
- 2006-03-06 RU RU2006106877/03A patent/RU2312221C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111720120A (en) * | 2020-07-31 | 2020-09-29 | 王有奇 | Method for achieving pre-support by adopting two-step mining stope based on layered filling method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2017301079B2 (en) | Supporting Method of An Extensible Reaming Self-Anchoring Anchor Rod | |
| US6698980B2 (en) | Rock stabilizing apparatus and method | |
| JP5825330B2 (en) | Deformable lock bolt | |
| US4564315A (en) | Method for anchoring a bolt in a rock-like structure | |
| US5375946A (en) | Mine roof support apparatus and method | |
| RU2458226C2 (en) | Hollow anchor bolt, self-drilling anchor bolt and method to shape hollow anchor bolt | |
| CN103133026A (en) | Novel expansion shell inverted wedge type grouting anchor rod | |
| CA2994061C (en) | Supporting method of an extensible reaming self-anchoring anchor rod | |
| CN103758552A (en) | Hole-expanding anchor rod and construction process thereof | |
| CN100365245C (en) | Shell expansion type rock bolt | |
| CN203230443U (en) | Novel case expanding reverse wedging type slip casting anchor rod | |
| Scott | Friction rock stabilizer impact upon anchor design and ground control practices | |
| CN114087001A (en) | Section steel prestress grouting anchor cable for internally and externally combined reinforcement of fractured surrounding rock and use method | |
| RU2312221C1 (en) | Method for deep bolt installation | |
| US5114278A (en) | Mining bolt apparatus and method | |
| RU2320875C1 (en) | Mine support method and device | |
| CN102678145A (en) | Efficient novel construction method for resin anchor rod | |
| CN101655011A (en) | Special resin bolt suitable for mechanically mounting drilling jumbo | |
| JP2008208597A (en) | Construction method for post-installed anchor | |
| AU2007221783B2 (en) | Rock bolt | |
| CN206035512U (en) | Novel slip casting stock | |
| CN110159329A (en) | A kind of device and method for reinforcing anchor pole tail thread segment stress | |
| Rataj et al. | Development of roofbolting in Australian coal mining | |
| CN108825281A (en) | One kind is from anchoring rod | |
| Van Heerden et al. | ROCK SUPPORT IN SOUTHERN AFRICAN HARD ROCK MINES. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130307 |