Способ установки анкера в мерзлых породах

 

Изобретение относится к горному делу. Целью является повышение эксплуатационной надежности анкера за счет более прочного закрепления его в мерзлом массиве. Для этого бурят скважину (С) 2. Вводят в ее донную часть экзотермический состав в ампуле. Посредством этого состава разогревают окружающие породы на дне С 2 с образованием ореола протаивания. Затем с помощью деревянного зарядчика с резиновым поршнем удаляют оттаявшую влагу путем ее выдавливания и отсоса за счет создания разряжения в донной части С 2. После этого в С 2 вводят ампулу с дополнительными химическим составом 6. Поступательно-вращательным движением анкерного стержня (АС) 10 разрушают ампулу и перемешивают ее компоненты. Посредством создаваемого давления на химический состав 6 его вводят в освобожденное от влаги поровое пространство оттаивших пород. До затвердевания состава 6 АС 10 в устье С 2 расклинивают. После затвердевания состава 6 на выступающую часть АС 10 надевают опорную плитку и навинчивают натяжную гайку. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) (51)5 E 21 D 20/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4454164/23-03 (22) 22.04 ° 88 (46) 23 ° 10.90. Бюл. Р 39 (71) Институт горного дела Севера

Якутского пилиала СО АН СССР (72) В.YJ.Изаксон, Н,Л.Кычкин, И.И.Ковлеков и М.И.Иудин (53) 622.281.74 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 875081, кл. Е 21 D 20/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 996688443366, кл. E 21 Р 20/00, 1981. (54) СПОСОБ:УСТАНОВКИ АНКЕРА В МЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ . (57) Изобретение относится к горному делу. Целью является повышение эксплуатационной надежности анкера за счет более прочного закрепления его в мерзлом массиве. Для этого бурят скважину (С) 2. Вводят в ее донную часть экзотермический состав в

2 ампуле. Посредством этого состава разогревают окружаюцие породы на дне С

2 с образованием ореола протаивания.

Затем с помоцью.деревянного зарядчика с резиновым поршнем удаляют оттаявшую влагу путем ее выдавливания . и отсоса за счет создания разрежения в донной части С 2.-После этого в С

2 вводят ампулу с дополнительным химическим составом 6. Поступательновращательным движением анкерного стержня (ЛС) 10 разрушают ампулу и перемешивают ее компоненты. Посредством создаваемого давления на химический состав 6 его вводят в освобожденное от влаги поровое пространство оттаявших пород. До затвердевания состава 6 AC 10 в устье С 2 расклинивают. После затвердевания состава

6 на выступающую часть АС 10 надевают опорную плитку и навинчивают натяжную гайку. 2 ил.

i 601382

Изобретение относится к горному елу, а именно к креплению анкерами орных выработок, проведенных в мерзлых породах.

Целью изобретения является повыШение эксплуатационной надежности анкера за счет более прочного закрепления его в мерзлом массиве.

На Ьиг. 1 изображена схема под,готовки замковой части скважины к установке аш:ера; иа фиг. 2 — анкер после его закрепления в скважине.

Замковую часть 1 скважины 2 подготавливают для закрепления анкера f5 при помощи экзотермического состава в ампуле 3 и деревянного зарядчика 4 ,с резиновым поршнем 5, имеющим диа, метр больше, чем диаметр. екважины. Уста-: навливаемый в скважине 2 анкер включает: о закрепляющий состав б,резиновую манжету

:, 7,пружину 8,ограничительную шайбу 9, ;стержень 10 анкера и опорное устрой:ство 11.

Способ установки анкера заключается в следующем.

Перед закреплением анкера в замковую часть скважины 2 вводят ампулу

3 с экзотермическим составом. Ударом деревянного зарядчика 4 разрушают эту ампулу..для химического взаимодействия ее ко1мпонентов, Тепло, выделяющееся при этом, воздействует на

-стенки скважины в зоне закрепления.

В результате образуется ореол протаивания в массиве мерзлой породы вокРуг этой зоны

Оттаявшая в ореоле протаивания поровая влага частично испаряется за счет выделившегося тепла при экзотер- 40 мической реакции, а частично остается в зоне протаивания.

При помощи деревянного зарядчика 4 с резиновым поршнем 5, имеющим диаметр больше, чем диаметр скважины, 45 .выдавливают и удаляют из порового пространства оставшуюся влагу за счет создания разрежения в донной части скважины.

После этого в скважину вводят ампулу с дополнительным химическим сос тавом 6 ° Поступательно-вращательным движением анкера разрушают ампулу и перемешивают ее компоненты. Тепло, выделяющееся при размешивании и полимеризации состава, воздействует на стенки скважины в зоне закрепления и дополнительно высушивает эту зону.

За счет увеличения объема состава

6 при полимеризации и воздействии на него пружины 8 через резиновую . манжету 7 закрепляющий состав вводится под давлением в освобожденное от влаги поровое пространство оттаявших пород.

Это позволяет создать в замковой части благоприятный температурный и влажностный режим пород для более качественной полимеризации закрепляющего состава в мерзлых породах, а процесс внедрения закрепляющего состава в поровое пространство горных пород позволяет увеличить площадь закрепления и создать замок анкера, внедренный за контур скважины на величину ореола протаивания, в результате чего уменьшается время отверждения закрепляющего состава и увеличивается несущая способность анкерной крепи в мерзлых породах.

Пример. Армополимерными анкерами конструкции ИГД им. А.А. Скочинского крепят подготовительную выработку прямоугольного сечения, пройденную в тонкодисперсных мерзлых породах с температурой массива

-6 С и влажностью 187., По мере проведения выработки в ее кровле пер@ораторами бурят скважины диаметром 42 мм, глубиной 1 8 м по сетке 1х1 м.

Перед закреплением в донную часть скважины деревянным зарядчиком с резиновым поршнем, диаметр которого больше диаметра скважины на 4-6 мм, помещают ампулу с экзотермическим составом.

В зависимости от температуры мерзлой породы, ее влажности и необходиьалх размеров замковой части компоненTbI экзотермического состава могут быть различными, например. перманганат калия и глицерин, серная кислота и вода, карбид кальция и вода и т.д.

Длина ампулы с экзотермическим составом должна быть равна длине замковой части анкера. В данном случае в качестве экзотермического состава выбpatt перманганат калия и глицерин, которые размещены в ампуле длиной

300 мм т диаметром 36 мм и разделены .между собой перегородкой.

При помощи деревянного зарядчика ударом о дно скважины разрушают ампулу с экзотермическим составом, при этом происходит химическое взаимодей5 3 6013 ствие ее компонентов с выделением . тепла, количество которого достаточно для образования ореола протаивания .

Во время химической реакции выделяющееся тепло через стенки скважи-ны воздействует на мерзлый массив и вызывает протаивание породы вокруг замковой части скважины. на глубину до нескольких сантиметров. Зарядчик с поршнем при этом устраняет утечки . тепла в скважину за пределы замковой . части.

Зная продолжительность протекания химической реакции, через определенное время по окончанию ее досыпают эарядчик до дна скважины, при этом резиновый поршень, диаметр которого больше диаметра скважины, выдав- 2О ливает оттаявшую влагу из порового пространства. При обратном движении эарядчика от дна к устью скважины за резиновым поршнем создается раз- . режение, за счет чего оставшаяся 25 влага удаляется из порового пространства и иэ скважины.

Для более полного удаления оттаявшей, поровой влаги из зоны закрепления этот цикл можно повторить нес- 30 колько раз.

Вслед за этим производят непосредственно закрепление анкера в скважине, для чего вводят в нее ампулу с закрепляющим составом СФЖ-3032 на основе фенолоформальдегидной смолы.

Диаметр ампулы 36 мм, длина 300 мм.

Количество компонентов закрепляющего состава для одной ампуды следующее, г: смола СФЖ-3032 200, наполнитель в вине песка 200, отвердитель в виде смеси БСК и ОФК 100.

Перфоратором через переходник придают стержню анкера поступательно82

6 вращательное движение, эа счет чего разрушают ампулу с закрепляющим составом и перемешивают ее содержимое.

Под действием пружины и резиновой манжеты закрепляющий состав под давлением проникает в обезвоженное поровое пространство ореола протаивания.

Для полного схватывания и эатвердевания закрепляющего состава стержень анкера в устьевой части скважины расклинивают при помощи деревянных клиньев. После эатвердевания состава на выступающую часть стержня одевают опорную плитку и навинчивают натяж- . ную гайку для создания первичного распора.

Формула изобретения.

Способ установки анкера в мерзлых породах, включающий бурение скважины, введение в нее экзотермического состава.и анкерного стержня, разогрев посредством экзотермического состава окружающих пород на дне скважины и закрепление стержня в ней, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности анкера за счет более прочного закрепления его в мерзлом массиве, при разогреве окружающих мерзлых пород на дне скважины в них создают ореол протаивания, из порового пространства которого затем удаляют оттаявшую влагу путем ее выдавливания и .отсоса эа счет создания. разрежение . в донной части скважины, а для закрепления анкерного стержня используют дополнительный химический состав, который вводят под давлением в освобожденное от влаги поровое пространство оттаявших пород.

1601382

Риг. 1

Составитель Б. Усан-Подгорнов ред чктор С. Патрушева Техред M.Õîäàíè÷ Корректор И.Кучерявая

Заказ.3259 Тираж 380 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101