RU44350U1 - ANCHOR FASTENERS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к горной промышленности и предназначена для крепления подземных выработок анкерной крепью. Сущность полезной модели: для повышения несущей способности анкерной крепи и снижения трудоемкости ее установки, в анкерной крепи, содержащей грузонесущий стержень, втулку из минерального закрепителя в зазоре между стенками скважины и стержнем и опорные элементы, предлагается устанавливать демпфирующий податливый элемент анкера в виде подхвата со сферической поверхностью и упругими полями, опертыми на поверхность затяжки кровли. Для перетяжки кровли применяется металлическая решетка или другие конструкции затяжки, рекомендуемые нормативными документами.The utility model relates to the mining industry and is intended for fastening underground workings with anchor support. The essence of the utility model: in order to increase the bearing capacity of the anchor support and reduce the complexity of its installation, it is proposed to install a damping flexible element of the anchor in the form of a pickup with a spherical support in the anchor containing a load-bearing rod, a sleeve of mineral fixer in the gap between the walls of the well and the rod and support elements surface and elastic fields supported on the roof tightening surface. For roofing, a metal grill or other tightening designs recommended by regulatory documents are used.

Description

Полезная модель относится к горной промышленности и предназначена для крепления подземных выработок анкерной крепью.The utility model relates to the mining industry and is intended for fastening underground workings with anchor support.

Известна анкерная крепь (патент РФ 2083843, МПК⁶ E21D 21/00, 1997.07.10), включающая установленный в скважине грузонесущий стержень с эксцентрично поставленной опорной головкой на его замковом конце, минеральный заполнитель, подпорный элемент с эксцентрично поставленной шайбой, головка имеет торцевую часть в виде усеченного конуса с углом наклона к оси грузонесущего стержня 10-15°, снабженную бороздкой. Дополнительно анкерная крепь между минеральным заполнителем и шайбой содержит эксцентрично поставленную эластичную шайбу. Опорные элементы крепи состоят из верхняка, опорной шайбы, сферической шайбы, гайки. Верхняк поддерживает концы перетяжек, служащие для поддержания кровли между верхняками.Known anchor support (RF patent 2083843, IPC ⁶ E21D 21/00, 1997.07.10), including a load-bearing rod installed in the well with an eccentrically mounted support head at its locking end, mineral aggregate, retaining element with an eccentrically placed washer, the head has an end part in the form of a truncated cone with an angle of inclination to the axis of the load-bearing rod 10-15 °, equipped with a groove. Additionally, the anchor support between the mineral aggregate and the washer contains an eccentrically placed elastic washer. The supporting elements of the lining consist of the upper, support washer, spherical washer, nut. Verkhnyak supports the ends of constrictions, which serve to maintain the roof between the upper.

Недостаток известного решения заключается в том, что анкер работает в жестком режиме с минимальной податливостью, а его несущая способность ограничена максимальным значением касательных напряжений для закрепляемой породы в условиях ее чистого сдвига.A disadvantage of the known solution is that the anchor operates in hard mode with minimal compliance, and its bearing capacity is limited by the maximum value of shear stresses for the rock being fixed under conditions of its pure shear.

Известна анкерная крепь (полезная модель РФ № 9889, МПК⁶ E 21 D 21/00, 1999.05.16), включающая металлический стержень с цилиндрической, ребристой поверхностью, на наружном конце которого имеется винтовая резьба с гайкой и опорной плиткой, ампулу с полимерным скрепляющим составом. При этом стержень анкера снабжен дополнительной втулкой со сферической поверхностью, установленной между опорной шайбой и антифрикционной шайбой и предохранительным штифтом, расположенным в резьбовой части стержня.Known anchor support (utility model of the Russian Federation No. 9889, IPC ⁶ E 21 D 21/00, 1999.05.16), including a metal rod with a cylindrical, ribbed surface, on the outer end of which there is a screw thread with a nut and a support plate, an ampoule with a polymer fastening composition. In this case, the anchor rod is equipped with an additional sleeve with a spherical surface installed between the support washer and the antifriction washer and a safety pin located in the threaded part of the rod.

Недостатком указанных технических решений является сложность конструкции, высокая трудоемкость изготовления и установки, низкая скорость установки анкера и низкая эксплуатационная надежность при закреплении.The disadvantage of these technical solutions is the complexity of the design, the high complexity of manufacturing and installation, low installation speed of the anchor and low operational reliability when securing.

Наиболее близким по технической сущности является анкер с минеральным заполнителем, принятый за прототип (патент РФ 2166635, МПК⁷ E 21 D 21/00, 2001.05.10), содержащий грузонесущий стержень с опорной головкой на замковом конце, втулку из минерального заполнителя в зазоре между стенками скважины и стержнем, подпорную шайбу, надетую на стержень со стороны устья скважины, опорные элементы и гайку вне скважины. При этом подпорная шайба выполнена The closest in technical essence is an anchor with mineral aggregate, adopted for the prototype (RF patent 2166635, IPC ⁷ E 21 D 21/00, 2001.05.10), containing a load-bearing rod with a support head at the locking end, a sleeve of mineral aggregate in the gap between the walls of the well and the rod, a retaining washer put on the rod from the side of the wellhead, supporting elements and a nut outside the well. In this case, the retaining washer is made

эксцентричной в виде втулки с упругими полями, опертыми на стенки скважины. Опорные элементы крепи состоят из решетчатой перетяжки, опорной шайбы и опорной гайки, навинченной на хвостовик анкера.eccentric in the form of a sleeve with elastic fields supported on the walls of the well. The supporting elements of the lining consist of a lattice constriction, a supporting washer and a supporting nut screwed onto the shank of the anchor.

Недостатком известной конструкции анкера является недостаточная надежность крепления горных выработок и невысокая их устойчивость.A disadvantage of the known design of the anchor is the lack of reliability of the fastening of the mine workings and their low stability.

Полезная модель решает задачу повышения несущей способности крепи и снижение трудоемкости ее установки.The utility model solves the problem of increasing the load-bearing capacity of the lining and reducing the complexity of its installation.

В соответствии с «Инструкцией по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. - СПб, ВНИМИ, 2000» во всех горных выработках при расчетных смещениях кровли более 150 мм для исключения перегрузок, анкерные крепи должны быть податливыми или с демпфирующими податливыми элементами, сминающимися при нагрузках, достигающих 0,8 от несущей способности анкера.In accordance with the “Instructions for the calculation and use of anchor support in coal mines of Russia. - SPb, VNIMI, 2000 ”in all mine workings with calculated roof displacements of more than 150 mm to avoid overloads, the anchor supports must be flexible or with damping flexible elements that crumple under loads reaching 0.8 of the anchor's bearing capacity.

Многообразие горно-геологических условий отработки угольных пластов при разработке паспортов проведения и крепления горных выработок предопределяет широкий выбор демпфирующих податливых элементов, которые выбираются в основном без обоснования их инженерными расчетами из-за конструктивных сложностей, предлагаемых к использованию демпфирующих элементов.The variety of mining and geological conditions for mining coal seams during the development of passports for conducting and securing mine workings determines a wide selection of damping ductile elements, which are selected mainly without justification by engineering calculations due to the structural difficulties proposed for the use of damping elements.

Для решения поставленной задачи, в анкерную крепь, содержащую грузонесущий стержень, втулку из минерального заполнителя в зазоре между стенками скважины и стержнем и опорные элементы, предлагается устанавливать демпфирующий податливый элемент анкера в виде подхвата со сферической поверхностью и упругими полями, опертыми на поверхность затяжки кровли. Для перетяжки кровли применяется металлическая решетка или другие конструкции затяжки, рекомендуемые нормативными документами. При этом опорная головка грузонесущего стержня выполнена в виде пирамидального наконечника. В качестве втулки из минерального закрепителя применяется ампула закрепителя анкерного минерального патронированного.To solve this problem, it is proposed to install a damping malleable anchor element in the form of a pickup with a spherical surface and elastic fields supported on the roof tightening surface in the anchor support containing the load-bearing rod, the core of the mineral aggregate in the gap between the borehole walls and the rod, and For roofing, a metal grill or other tightening designs recommended by regulatory documents are used. In this case, the support head of the load-bearing rod is made in the form of a pyramidal tip. The ampoule of the anchor mineral cartridge cartridge is used as a sleeve of mineral fixer.

Предлагаемый демпфирующий податливый элемент анкера сферической конструкции изготавливается методом штамповки из стальных пластин различных линейных размеров и обладает задаваемыми параметрами - радиусом сферы R, диаметром D и высотой сферического сегмента h, толщиной пластины s (см. рис.). Указанные параметры, можно рассчитывать для конкретных горно-геологических условий (смещения кровли, сопротивления анкерной крепи, несущей способности податливого элемента, величины податливости, коэффициента перетяжки кровли), что позволяет исключить просчеты при выборе податливого элемента анкерной крепи, The proposed damping malleable element of a spherical structure anchor is made by stamping from steel plates of various linear sizes and has settable parameters - the radius of the sphere R, diameter D and height of the spherical segment h, plate thickness s (see Fig.). The indicated parameters can be calculated for specific mining and geological conditions (roof displacement, anchor support resistance, malleable element bearing capacity, malleability, roof hauling coefficient), which eliminates miscalculations when choosing a malleable anchor element,

обеспечить необходимую надежность крепления горных выработок и повысить их устойчивость.to provide the necessary reliability of fastening of mine workings and increase their stability.

Для условий горного производства, в которых не требуется применение податливых подхватов, сферический подхват может быть изготовлен без задания необходимой податливости, то есть жесткой конструкции.For mining conditions, in which the use of compliant pickups is not required, a spherical pickup can be made without specifying the necessary compliance, that is, a rigid structure.

Сущность полезной модели показана на чертеже, на котором представлена анкерная крепь, общий вид.The essence of the utility model is shown in the drawing, which shows the anchor support, general view.

Анкерная крепь содержит ампулу (1) с закрепителем анкерным минеральным патронированным; анкер (2), включающий грузонесущий стержень (3) с пирамидальным наконечником; металлическую, решетчатую затяжку (4); подхват сферический (5); шайбу анкерную (6); гайку (7); шпур (8).Anchor support contains an ampoule (1) with a fixer anchored mineral cartridge; an anchor (2), including a load-bearing rod (3) with a pyramidal tip; metal, lattice tightening (4); spherical pickup (5); anchor washer (6); nut (7); hole (8).

Установку и закрепление анкера осуществляют следующим образом.Installation and fixing of the anchor is as follows.

В шпур 8 с помощью анкера 2 вводят один или более ампул 1, предварительно затворенных в воде, до упора в забой шпура 8. Путем поступательного перемещения и вращения анкера 2 с пирамидальным наконечником разрушают оболочку ампулы 1, а посредством самого грузонесущего стержня 3 перемешивают расширяющуюся цементную смесь и досылают анкер 2 до забоя шпура 8. Кровлю перетягивают металлической, решетчатой затяжкой 4 (или другим видом затяжки) с фиксацией сферическими подхватами 5 специально разработанной конструкции, которые являются демпфирующими податливыми элементами анкерной крепи.One or more ampoules 1, previously closed in water, are inserted into the hole 8 using an anchor 2 until they stop in the bottom hole 8. By translational movement and rotation of the anchor 2 with a pyramidal tip, the shell of the ampoule 1 is destroyed, and the expanding cement is mixed by means of the load-bearing rod 3. mix and send anchor 2 to the bottom of the hole 8. The roof is pulled by a metal, lattice tightening 4 (or another type of tightening) with fixation by spherical grips 5 of a specially designed design, which are damping pliable elements of anchor support.

После этого на хвостовик анкера надевают анкерную шайбу 6 и навинчивают на хвостовик анкера гайку 7.After that, the anchor washer 6 is put on the shank of the anchor and the nut 7 is screwed onto the shank of the anchor.

Claims (3)

1. Анкерная крепь, включающая грузонесущий стержень, втулку из минерального закрепителя в зазоре между стенками скважины и стержнем, опорные элементы и гайку вне скважины, отличающаяся тем, что грузонесущий стержень снабжен дополнительно демфирующим податливым элементом анкера в виде подхвата со сферической поверхностью и упругими полями, опертыми на поверхность затяжки кровли.1. Anchor support, including a load-bearing rod, a sleeve of mineral retainer in the gap between the walls of the well and the rod, support elements and a nut outside the well, characterized in that the load-bearing rod is equipped with an additional damping malleable anchor element in the form of a pickup with a spherical surface and elastic fields, supported on the roof tightening surface. 2. Анкерная крепь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве втулки из минерального закрепителя применяется ампула с закрепителем анкерным, минеральным, патронированным.2. Anchor support according to claim 1, characterized in that an ampoule with an anchor, mineral, patched anchor is used as a sleeve from a mineral fixer. 3. Анкерная крепь по п.1, отличающаяся тем, что грузонесущий стержень имеет опорную головку, выполненную в виде пирамидального наконечника.3. Anchor support according to claim 1, characterized in that the load-bearing rod has a support head made in the form of a pyramidal tip.