RU29749U1 - Натяжное устройство канатного анкера - Google Patents

Description

Предложение относится к горной промьлпленности, в частности к анкерному креплению контура горных выработок

Известен /1/ гибкий анкер, включающий канат, опорную муфту, закре-шкитто на канате шариковым клином, распорную втулку с резьбой и гайкой на внешней поверхности

Этот анкер эффективен при использовании многожильного каната, пряди которого выполнены из тонких проволок.

При использовании арматурных канатов с толстыми проволоками (:5 мм) прядей, закрепление муфты с канатом шариковыми клиньями сложно в сборке и изготовлении Недостаток такого анкера состоит в сложности закрепления опорной муфты на канате и в сложности конструкции натяжного устройства

Наиболее близким аналогом /2/ по технической сзятрости является канатный анкер, в котором натяжное устройство состоит из опорной муфты, соединенной с канатом клиновой втулкой и резьбой в осевом отверстии со шпилькой с размещенными на ней опорными элементами и гайкой.

Этот вариант обеспечивает простое и надежное соединение муфты с арматурным канатом и натяжным устройством в виде шпильки с опорными элементами. Вариант конструкции натяжного устройства такого анкера работоспособен и технологичен для закрепления каната цементными смесями по всей длине каната нагнетательным способом В этом случае требуется энат-п тельная длина жесткого хвостовика, вокруг которого размещен герметизатор устья скважины Это позволяет преодолеть проблему вытекания цементного раствора через трешины в ближней области о г контура выработки.

Недостаток анкера состоит в том, что конструкция натяжного устройства не приспособлена к амлульному способ закрепления amcqja из-за вдлипших габаритов натяжного устройства, вьклупающего го скважины Для сокращения выступающего габарита требуется разбуривание устья скважины большого сечения. А это приводит к образованию уступной формы скважины, что усложняет технологию введения ампул в скважину, которые натыкаются на уступ

Целью предполагаемого изобретения является сокращение размера выступающих частей натяжного устройства из моношггура (не имеющего уступов)

Указанная цель достигается тем, что в натяжном устройстве канатного анкера включающим муфту, соединенную с канатом в осевом OTBq cnitL внешняя noBqjxHocib муфты содержит резьбу и гайку Муфта соединена с канатом в осевом отверстии отверждающимся Marq HanoM. ГЬ жность осевого муфты повторяет внешний контур каната

Закрепление муфты на канате при креплении канатными анкерами контура капитальных горных выработок со сроком эксплуатации более 20 лет осуществляется клином. При этом осевое oiBqxrrae для запирания клином выполнено устугшъм с конусом.

При креплении контура выработок со qx)KOM эксплуатации до rozд муфта имеет осевое щшиндрическое сечение и шединено с канатом отверждающимся материалом, например, эпоксидной или фурановой смолой на интервале - 250 мм. В таком случае закрепление муфты на канате получается равнопрочным.

При креплении контура выработок со сроком службы 1-20 лет осевое отверстие муфты повторяет внешний рельеф каната и соединяется с канатом также отверждаюшимся MaTq nanoM, например, смолой. В таком случае, прочность соединения муфты с канатом на 10-12 % выше прочности канату что идет в запас прочности. Увеличение прочности закрепления в данном случае осуществляется за счет увеличения поверхности тренияи сдвига относительно поверхности осевого отверстия по сравнению с щ лшщрическим. Необходимость увеличения прочности закрепления муфты связано с ростом нагрузки на анкеры при увеличении срока службы выработки, т.к. размеры контура неустойчивой части массива растут с течением времени по большинству классов пород на угольных месторождениях

В долговременных подземных сооружениях закрепление муфт на канате недоступно полимерными связующими, т.к. полимкр с течением времени теряет свои свойства ГЬэтому муфты соединявэтся с канатом стальным клином. Г1ричем канат, муфта клин, гайка и другие элементы выполняют с антикоррозийным покрытием,

Выполнение муфты с внешней резьбовой поверхностью и с гайкой но обходимо дня осуществления предварительного натяжения анкера после закрепления каната в скважине ампулы ПУМ способом, а затем для передачи нагрузки со стороны отстоявшихся пород контура неустойчивой части массива через опорные элементы; гайку, муфту на хвостовой конец каната.

Совмещение муфты своей собственной функции соединения с канатом опорных, натяжных элементов с функцией натяжного устройства обеспечивает снижение габаритов хвостовика канатного анкера вне скважины для выработок различного назначения. Для капитальных горных вьработок с большим сроком службы короткая муфта размещается вне скважины, т.к. в скважину 0 30 мм она не входит вследствие того, что закрепление на канате используется более надежное клиновое соединение. При этом габариты муфты: по длине находятся в пределах нормы (100-110 мм).

Для вьработок с небольшим сроком службы (3-12 мес.) используется более дешевый способ закрепления муфты на канате посредством эпоксидной смолы Осевое отверстие в этом исполнении имеет щшиндрическое сечение. Внешний диаметр муфты позволяет размещать ее в скважине 0 28-30 мм. ГЬэтому габариты муфты вне скважины находятся в норме.

шей гтрочности с запасом, превышающим прочность каната, т.к. смола со временем механическую прочность. Для увеличения -запаса прочности соединения каната с муфтой, осевое OTBqxrrae поелейней выполнено с профилем, повторяющим внешний рельеф каната При этом кольцевой зазор м жду стенками муфты и каната не превышает 0,15 мм.

Дня передачи крутящего момента с буровой мятины на канат в осевсм ОТВФСПП1 муфты резьбой закреплена многогранная бобыппса ГТротивоположный тореи муфты со стороны дна скважины соединен с шайбой, отверстие которой повторяет профиль каната ЦЬйба увеличивает трение каната о муфту при упругих деформациях каната

Сущность предложения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен осевой разрез хвостовика канатного анкера, кэгда муфта совмещает функцию натяжного устройства закрепленного на канате клином.

На фиг, 2 представлен вариант натяжного устройства (для недолговременных подземных сооружений),, закрепленного на канате смолой в осевом щшиБдрическом отверстии

Натяжное устройство канатного анкера включает муфту 1 (фиг 1,2), соединенную со скрученным канатом 2. Вншшяя поверхность муфты 1 выполнена с резьбой, на которой накручена гайка 3. Соединение муфты с каратом в зависимости от срока службы выработки выполнено различным обрезом.

При использовании канатного анкера дли щзепления контура капитальных горных выработок со сроком службы богее 20 лет муфта 1 закреплена на канате 2 (фиг. 1) посредством клина 4, выполненного в виде втулки, одетой на центральную проволоку каната Канат, муфта, клин гайка имеют антикоррозийное покрытие.

При незначительном сроке службы выработок (до 1 года) нагрузка на анкер незнаШГтельная вследствие меньшего размера контура неустойчивой части массива вокруг выработки, зависящего от времени Поэтому соединение муфты с канатом выполнено полимерными смолами, например, эпоксидной, фурановон В таком случае осевое отверстие муфты выполнено цилиндрическим с малым зазором между канатом и стенками муфты ( 0,15 мм).

В таком исполнении диаметр муфты меньше диаметра скважины 5. СЛо позволяет часть муфты размещать в скважине.

При сроке службы выработки 1-20 лет закрепление муфты 1 на канате 2 усилено тем, что осевое отверстие муфты повторяет внешний рельеф каната (на фиг. не показано). Такое усиление реализуется за счет увеличеь:ия сил трения и сдвига отвердевшей смолы на большей площади при той же длине муфты. Это усиление необходимо из-за свойства полимерных смол герять механическую прочность со временем Для увеличения сил трения в торце муфты 1 (фиг. 2} со стороны дна скважины на резьбе закреплена шайба б. отверстие пщибы б повторяет профиль сечения каната 2,

Посте бурения скважины в горном массиве в ее устье вводят ампулы с закрешигощим составом (полимерным или мщ грачьным) Затем торцом канатного анкера досылают ампулы до дна скважины 5, подводят буровую MEI1шшу к натяжному устройству, устанавливают в гнездо переходника буровой машины бобышку 7 муфты L 1Ъсле этого включают буровую машину. Bpctщением и подачей к дну скважины 5 с постепенным увешчением скорости вращения анкер вводят до упора в дно скважины При этом (фиг 2) часть муфты I может входить в устье скважины 5

При вращении буровой машины многогранная бобышка 7 передает крутящий момент муфте 1 и через нее канату 2 Осевая нагрузка на канат 2 при вращении и подаче буровой машины передается также через бобышку 7, муфту 1, с которой бобышка соединена резьбой. ГЬсле досыпки канатного анкера до дна скважины буровую машину в случае закрепления ампулами с полиэфирной смолой удерживают в этом положении с вращением (10-15 сек.) для перемешившшя смолы с отвердителем. Затем выключают вращение и ожидают ( 15-20 сек.) время отверждения смолы После этого отсоединяют буровую машину от анкера устанавливают на муфту 1 опорную шайбу S и гайку 3 Вращением г яйки осуществляют предварительное натяжение анко ра (15-40 °-о от номинального). При вращении гайки 3 муфта 1 перемещается в сторону- выработки и создает осевое усилие в канате 2. Реакция отпора ке,ната 2 гайку 3 передается на опорную шайбу 8 и горный массив устья скважины, поддерживая его. В процессе пoддqэжaния выработки деформеиионные процессы в ее окрестности под действием сил горного давления увеличивают контур неустойчивой части массива В результате растет НЕ грузка со стороны горной породы на опорный элемент 8 и соответственно на гайку 3 и через резьбовое соединение на муфту и через соединение (клин, клей) на канат 2, проттвоположньй конец которого закреплен в устойчивой части горного массива

Таким образом работает натяжное устройство.

При этом натяжное устройство одновременно выполняет и функцию муфты, соединенной с канатом. Это уменьшает габариты канатного анкера вне скважины в случае 1акрепления муфты ш канате клином. В случае ie,крепления муфтой на канате смолой диаметр муфты меньше диаметра скве,жины и она частично разметается в скважине. Выступающая часть вне скважины имеет габариты в пределах норм (80-120 мм). При закрепления муфты смолой размер муфты увеличен для обеспечения необходимой прочности скрепления с канатом за счет увеличения гиюпщпи контакта муфты с канатом

Таким образом достигается технический результат при различном закреплении муфты на канате в зависимости от назначения и срока службы выработки

Claims (3)

1. Натяжное устройство канатного анкера, включающее муфту, соединенную с канатом в осевом отверстии, отличающееся тем, что внешняя поверхность муфты содержит резьбу и гайку.

2. Натяжное устройство канатного анкера по п.1, отличающееся тем, что муфта соединена с канатом в осевом отверстии отверждающимся материалом.

3. Натяжное устройство канатного анкера по п.1, отличающееся тем, что поверхность осевого отверстия муфты повторяет внешний рельеф каната.