Анкер для закрепления горных пород

 

Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность анкера путем улучшения взаимодействия его с породой и увеличения поперечной жесткости. Анкер включает трубу (Т) 1 с продольной складкой 2, рдзмещенной под углом к продольной оси Т 1 , внутри ее полости с возможностью распрямления под давлением жидкости. Выступающий конец Т 1 выполнен с аксиальным отверстием (АО) 7, а внутри его с возможностью перекрытия АО 7 . y/tfyy//- //. (Л С S О5 :АЭ и

1 42 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (19) (11) (S1) 4 Е 21 1) 21/00 й.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А

Х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4102573/22-03 (22) 29;07.86 (46) 23.12.87. Бюл. В 47 (71) Научно-исследовательский горнорудный институт(72) А.P.Черненко, В.И.Костогрыз, В.П.Колос, В.П.Жупаненко и Г.Н.Мушинский (53) 622.281.741(088.8) (56) Широков А.П. Анкерная крепь в горно-добывающей промьппленности.

Кемерово, Кемеровское книжное изд-во, 1973, с. 43-65.

Патент США К -4423986, кл. Е 21 D 20/00, опублик. 1984. (54) АНКЕР ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД (57) Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность анкера. путем улучшения взаимодействия его с породой и увеличения поперечной жесткости. Анкер включает трубу (Т)

1 с продольной складкой 2, размещенной под углом к продольной оси Т 1 внутри ее полости с возможностью распрямления под давлением жидкости.

Выступающий конец Т 1 выполнен с акснальным отверстием (АО) 7, а внутри его с возможностью перекрытия АО 7

136 размещен обратный гидроэатвор; Он выполнен в виде цементно-песчаной пробки (ЦНП). Выступающий конец Т 1 подключают к гидронасосу и вода поступает внутрь Т 1, увеличивая ее в диа метре. Поверхности Т 1 и шнура 13 вступают в контакт. При этом уплотняются приконтурные слои породы. В

1342 районе расположения складки 2 порода остается неуплотненной. Прекращают движение воды и частоты ЦПП перекрывают АО 7. Вода в Т I уплотняет ЦЕЧ и выходит из Т 1. Давление в Т 1 падает. Со временем ЦПП твердеет и образует бетонную пробку. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к креплению горных выработок, а именно к анкерной крепи.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности анке- 5 ра путем улучшения взаимодействия

его с породой и.увеличения поперечной жесткости.

На фиг.1 изображен анкер, общий вид, до его распора в шнуре; на фиг.2 — то же, после распора в шпуре; на фиг.3 — - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг,5 — сечение В-В на фиг.2; на

1Г фиг.6 — вариант гидрозатвора анкера, выполненного в виде клапана.

Анкер фиг.1,3,4 состоит из тонкостенной трубы 1, изготавливаемой из прочного материала (металл, пластмасса) толщиной 1,5-3 мм. По всей длине трубы 1 под углом к ее продольной оси выполнена продольная складка

2, размещенная внутри полости с возможностью распрямления под давлением жидкости. За счет этого диаметр трубы уменьшен по сравнению с трубой без складки. Конкретное выполнение складки может быть винтообразным или волнистым. Оба конца трубы 1 снабжены упрочняющими обоймами 3 и 4, которые соединены с трубой сварными швами 5 и 6. Обойма 4 на выступающем конце трубы имеет одно или несколько аксиальных отверстий 7 для подачи в трубу жидкости и буртик 8, удерживаю- З щий опорную шайбу 9.

Перед герметизацией анкера его снабжают гидрозатвором, размещенным внутри выступающего конца трубы с возможностью перекрытия отверстия в ней. Роль гидрозатвора выполняет пробка из песчано-цементной смеси 10

2 (фиг.1), размещенная внутри выступающего конца трубы 1. Состав выбирают из расчета обеспечения прочности отвердевшей смеси 1,0-1,5 МПа. Гидрозатвор может быть выполнен и, например, в виде обратного клапана (см.фиг.6), который состоит из конуса 11, закрепленного на консольно установленной в трубе 1 пружине 12.

Анкер устанавливают. следующим образом.

Анкер оснащают опорной шайбой 9 и вводят в заранее пробуренный в породе шпур 13. Диаметр шпура должен обеспечивать свободное введение анкера и при этом быть на 4-6 мм меньше первоначального диаметра трубы 1.

Выступающий конец трубы 1 через отверстие 7 подключают к гидронасосу (не показан), развивающему давление

25-30 МПа. Просачиваясь через песчано-цементную смесь 10 или выталкивая конус 11 из отверстия (при клапанном гидрозатворе), вода поступает внутрь трубы 1. Под действием давления воды труба 1 пластически деформируется в радиальном направлении и за счет распрямления складки 2 увеличивается в диаметре (фиг.2). При этом наружная поверхность трубы 1 вступает в контакт с поверхностью шпура 13, уплотняет приконтурные слои породы и, тем самым, несколько увеличивает диаметр шпура. За счет того, что первоначальный диаметр трубы 1 превышает диаметр шпура 13 на 4-6 мм, складка 2 полностью не распрямляется, а порода в районе ее расположения остается не уплотненной. В результате этого на поверхности шпура 13 по всей е о глубине образуется породный выступ 14 (фиг.2) спиральной или волнистой

Находящаяся в трубе 1 под давлением вода уплотняет цементно-песчаную смесь 10 и, тем самым, закупоривает отверстие 7. В процессе уплотнения смеси 10 часть воды дренирует через нее и выходит из отверстия 7, при этом давление в трубе 1 несколь ко падает, что исключает возможность ее разрыва. Со временем цементно-песчаная смесь 10 твердеет, образуя в трубе 1 бетонную йробку.

При варианте с клапанным гидрозатвором после окончания нагнетания пружина 12 вжимает конус 11 клапана в отверстие 7 и закупоривает трубу.

Частичный сброс давления жидкости в трубе 1 в этом случае осуществляется

;I формы. После достижения в трубе 1 предельной величины давления движение жидкости (воды) прекращается, частицы цементно-песчаной смеси 10 оседают и перекрывают отверстие 7.

Гидронасос отключают.

1361342

4 нажатием на конус ll с наружной стороны отверстия 7. .Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Анкер для закрепления горных пород, включающий трубу с продольной складкой, размещенной внутри полости с возможностью распрямления под давлением жидкости, выступающий конец

)p которой выполнен с аксиальным отверстием, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности анкера путем улучше.ния взаимодействия его с породой и !

5 увеличения поперечной жесткости, он снабжен обратным гидрозатвором, размещенным внутри выступающего конца трубы с возможностью перекрытия отверстия в ней, а продольная складка

2р выполнена под углом к продольной оси трубы.

2. Анкер по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что обратный гидрозатвор выполнен в виде цементно-пес25 чаной пробки.

1361342

11

Составитель Б.Усан-Подгорнов

Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Редактор Н.Гунько

Заказ 6208/38

Тираж 453 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4