RU105941U1

RU105941U1 - ROPE FLEXIBLE ANCHOR

Info

Publication number: RU105941U1
Application number: RU2010118891/03U
Authority: RU
Inventors: Федор Александрович Анисимов; Александр Сергеевич Позолотин
Original assignee: Федор Александрович Анисимов; Александр Сергеевич Позолотин
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-06-27

Abstract

1. Тросовый гибкий анкер состоит из семижильного троса правой или левой навивки с проволочным шнеком и узлами уширения на головном конце, соединительного узла для соединения троса и втулки с резьбой, а также трубки жесткости на тросе у втулки с резьбой, отличающийся тем, что проволочный шнек выполнен из проволоки, которая охватывает трос и проходит между прядями троса, узлы уширения могут создаться с помощью колец, надетых на центральную или внешнюю жилы троса, а соединительный узел состоит из троса, втулки с резьбой и двойного клина, или клина-цанги, или втулки с конической поверхностью и продольным разрезом на центральной жиле троса, или втулки с конической поверхностью и продольным разрезом, которая охватывает трос с внешней стороны. ! 2. Тросовый гибкий анкер по п.1, отличающийся тем, что на головном конце этого анкера имеется проволочный шнек, который охватывает трос с внешней стороны и узлы уширения, образованные кольцами на центральной или внешней жилах троса. 1. A flexible cable anchor consists of a seven-core cable of right or left winding with a wire screw and broadening units at the head end, a connecting unit for connecting the cable and the sleeve with a thread, and a stiffening tube on the cable at the sleeve with a thread, characterized in that the wire screw made of wire that spans the cable and passes between the strands of the cable, broadening nodes can be created using rings worn on the central or external core of the cable, and the connecting unit consists of a cable, a threaded sleeve and a double wedge, or cl on-collet or sleeve tapered surface and the longitudinal slit in the central core of a cable, or the sleeve with the tapered surface and the longitudinal section, which covers the cable from the outside. ! 2. A flexible cable anchor according to claim 1, characterized in that at the head end of this anchor there is a wire auger that covers the cable from the outside and the broadening nodes formed by rings on the central or external conductors of the cable.

Description

Полезная модель относится к горному делу и может использоваться при креплении или усилении крепления горных выработок.The utility model relates to mining and can be used to fasten or strengthen the fastening of mine workings.

Известен гибкий анкер (патент РФ №2166636; МПК E21D 21/00, опубл. 10.05.2001), включающий грузонесущий канат с ограничителями радиального перемещения в виде втулок, с головкой, выполненной в виде спрессованных и неопрессованных втулок у дна скважины, муфту, закрепляемую на хвостовике каната у устья скважины. Этот анкер работоспособен при нагнетательном способе закрепления его по всей длине цементными растворами или смолами. Недостаток такого анкера состоит в том, что при ампульном закреплении и значительном кольцевом зазоре между канатом и стенками скважины, большем оптимального, плохо перемешивается смола с катализатором (отвердителем), размещенными в двухкамерной ампуле. В результате смола или медленно отверждается, или совсем не отверждается. Кроме того, анкер имеет пологую нагрузочную характеристику в начальный период после закрепления.A well-known flexible anchor (RF patent No. 2166636; IPC E21D 21/00, published May 10, 2001), including a load-carrying rope with radial limiters in the form of bushings, with a head made in the form of pressed and unpressed bushings at the bottom of the well, a sleeve, fixed on the shank of the rope at the wellhead. This anchor is operational with the injection method of fixing it along the entire length with cement mortars or resins. The disadvantage of such an anchor is that with ampoule fixing and a significant annular gap between the rope and the walls of the well, which is more than optimal, the resin is poorly mixed with a catalyst (hardener) placed in a two-chamber ampoule. As a result, the resin either cures slowly or does not cure at all. In addition, the anchor has a gentle load characteristic in the initial period after fixing.

Известен канатный анкер (патент РФ №2178082; МПК E21D 21/00, опубл. 10.01.2002) состоящий из множества скрученных проволок, муфты для соединения концов проволок прядей каната, ограничителей радиального перемещения прядей канатов в виде хомутов (втулок), между которыми имеются участки разъединения контактов прядей каната жесткими вставками. Такой вариант исполнения технологичен для закрепления каната цементными смесями нагнетательным способомKnown cable anchor (RF patent No. 2178082; IPC E21D 21/00, publ. 10.01.2002) consisting of many twisted wires, couplings for connecting the ends of the wires of the strands of rope, the limiters of the radial movement of the strands of cables in the form of clamps (bushings), between which there are sections of the separation of the contacts of the strands of the rope with rigid inserts. This embodiment is technologically advanced for fixing the rope with cement mixtures by the injection method.

Недостаток такого каната проявляется при закреплении его ампулами механическим способом путем подачи и вращения. Полимерная закрепляющая втулка имеет неплотную структуру с разрывами сплошности, с воздушными пузырями, что снижает прочность закрепляющего материала. При неоптимальном кольцевом зазоре смола плохо перемешивается с отвердителем.The disadvantage of such a rope is manifested when securing it with ampoules mechanically by feeding and rotating. The polymer fixing sleeve has a loose structure with discontinuities, with air bubbles, which reduces the strength of the fixing material. If the ring gap is not optimal, the resin mixes poorly with the hardener.

Техническим результатом заявляемого технического решения является увеличение нагрузочной характеристики анкера, повышение качества крепления горной выработки, увеличение плотности закрепляющей втулки, увеличение надежности закрепления анкера в шпуре и повышение надежности закрепления втулки с резьбой на тросе.The technical result of the claimed technical solution is to increase the load characteristics of the anchor, improve the quality of fastening the mine, increase the density of the fixing sleeve, increase the reliability of fixing the anchor in the hole and increase the reliability of fixing the sleeve with thread on the cable.

Указанный технический результат достигается тем, что в тросовом гибком анкере состоящем из семижильного троса правой или левой навивки с проволочным шнеком и узлами уширения на головном конце, соединительного узла состоящего из троса, втулки с резьбой и гайкой и клина, а также трубки жесткости на тросе у втулки с резьбой, отличающийся тем, что проволочный шнек выполнен из проволоки, которая охватывает трос и проходит между прядями троса, узлы уширения могут создаться с помощью колец надетых на центральную или внешнюю жилы троса, а соединительный узел состоит из троса, втулки с резьбой, двойного клина или клина-цанги, или втулки с конической поверхностью и продольным разрезом на центральной жиле троса, или втулки с конической поверхностью и продольным разрезом, которая охватывает трос с внешней стороны.The specified technical result is achieved in that in a flexible cable anchor consisting of a seven-core cable of the right or left winding with a wire screw and knots of broadening at the head end, a connecting unit consisting of a cable, a sleeve with thread and nut and a wedge, as well as a stiffening tube on the cable threaded bushings, characterized in that the wire auger is made of wire that spans the cable and extends between the strands of the cable, broadening units can be created using rings worn on the central or external core of the cable, and connect Yelnia node consists of a cable sleeve with a threaded wedge or double wedge-collet or sleeve tapered surface and the longitudinal slit in the central core of a cable, or the sleeve with the tapered surface and the longitudinal section, which covers the cable from the outside.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан тросовый гибкий анкер; на фиг.2 показан узел уширения (вид А фиг 1); на фиг.3 показано кольцо; на фиг.4 показан разрез Б-Б фиг.3; на фиг.5 показан соединительный узел состоящий из троса и втулки с резьбой и двойного клина; на фиг.6 показан двойной клин; на фиг.7 показан соединительный узел состоящий из троса и втулки с резьбой и клина-цанги; на фиг.8 показан клин-цанга; на фиг.9 показан вид В фиг.8.The claimed technical solution is illustrated by drawings, where figure 1 shows a cable flexible anchor; figure 2 shows the broadening site (view A of figure 1); figure 3 shows the ring; figure 4 shows a section bB of figure 3; figure 5 shows the connecting node consisting of a cable and a threaded sleeve and a double wedge; figure 6 shows a double wedge; Fig.7 shows a connecting node consisting of a cable and a threaded sleeve and a wedge collet; on Fig shows a wedge collet; Fig.9 shows a view In Fig.8.

Тросовый гибкий анкер (Фиг.1), состоит из семижильного троса правой или левой навивки 1 с проволочным шнеком 2 и узлами уширения (Фиг.2), образованными кольцами 6 на головном конце анкера, соединительного узла состоящего из троса 1, втулки с резьбой 3 и двойного клина.Flexible cable anchor (Figure 1), consists of a seven-core cable of right or left winding 1 with a wire screw 2 and broadening nodes (Figure 2), formed by rings 6 at the head end of the anchor, the connecting unit consisting of a cable 1, a threaded sleeve 3 and double wedge.

Проволочный шнек 2 (Фиг.1,2) с узлами уширения (Фиг.2), образованными кольцами 6 необходим для качественного перемешивания смолы с отвердителем в случаях, когда кольцевой зазор между стенками шпура 10 и грузонесущим тросом 1 больше оптимального. При увеличенном зазоре трос не разрывает полость ампулы, содержащий отвердитель, и плохо его перемешивает со смолой. Смола не отверждается и вытекает вниз, анкер не закрепляется. Такая ситуация возникает в случаях невозможности бурения скважин оптимального диаметра. Для создания оптимального зазора (2-5 мм между стержнем анкера и шпуром) на центральную или внешнюю жилу троса надевают кольца (Фиг.3, 4), которые создают узлы уширения и этим создается оптимальный кольцевой зазор. Узлы уширения, образованные кольцами (Фиг.2), также препятствует выкручиванию троса из закрепляющей втулки 7. В случае отсутствия узлов уширения, образованных кольцами, при нагружении анкера вдоль его оси пряди троса сжимаются и он, как по резьбе, начинает выкручиваться из закрепляющей втулки 7. Проволочный шнек 2, проходя между прядями троса и далее, охватывая трос, снаружи имеет такую навивку, чтобы при вращении анкера шнек перегонял смолу от устья к дну скважины, уплотняя ее и выгоняя воздух. В таком случае получается плотная забойка скважины закрепляющим материалом. В предлагаемом решении исключается возможность неотверждения смолы вследствие того, что кольца 6 уменьшают кольцевой зазор, создавая узлы уширения до оптимального, разрывает оболочку двух камер ампулы, а проволочный шнек 2 качественно перемешивает смолу с отвердителем и перегоняет смолу от устья к забою скважины, также узлы уширения препятствуют выкручиванию троса 1 из закрепляющей втулки 7 в шпуре 10.Wire auger 2 (Fig. 1,2) with broadening nodes (Fig. 2) formed by rings 6 is necessary for high-quality mixing of the resin with the hardener in cases where the annular gap between the walls of the borehole 10 and the load-carrying cable 1 is more than optimal. With an increased gap, the cable does not break the cavity of the ampoule containing the hardener and mixes it poorly with the resin. The resin does not cure and flows down, the anchor is not fixed. This situation occurs in cases of impossibility of drilling wells of optimal diameter. To create an optimal gap (2-5 mm between the anchor rod and the hole), rings are put on the central or outer core of the cable (Figs. 3, 4), which create broadening nodes and this creates an optimal annular gap. The broadening nodes formed by the rings (Figure 2) also prevents the cable from twisting out of the fixing sleeve 7. If there are no broadening nodes formed by the rings, when the anchor is loaded along its axis, the strands of the cable are compressed and it starts to twist out of the fixing sleeve along the thread. 7. The wire auger 2, passing between the strands of the cable and then covering the cable, has such a winding outside that when the anchor rotates, the auger distills the resin from the wellhead to the bottom of the well, compacting it and expelling air. In this case, a dense stemming of the well with a fixing material is obtained. The proposed solution excludes the possibility of resin non-curing due to the fact that the rings 6 reduce the annular gap, creating expansion nodes to the optimum, breaks the shell of the two ampoule chambers, and the wire screw 2 qualitatively mixes the resin with the hardener and distills the resin from the wellhead to the bottom of the well, as well as the broadening nodes prevent the twisting of the cable 1 from the fixing sleeve 7 in the hole 10.

При установке анкера с вращением и подачей к дну скважины в смоле образуются воздушные пузыри, нарушается сплошность закрепляющей втулки 7, что уменьшает ее прочность на сдвиг и сжатие. Введение проволочного шнека 2 устраняет этот недостаток, т.к. проволочный шнек транспортирует закрепляющий материал к дну скважины. При этом пузырьки воздуха вытесняются к устью шпура, а смола становится плотной, прочной, без разрывов сплошности, что приводит к увеличению нагрузочной характеристики анкера, повышению качества крепления горной выработки, увеличению плотности закрепляющей втулки и увеличению надежности закрепления анкера в шпуре.When installing the anchor with rotation and feeding to the bottom of the well, air bubbles form in the resin, the continuity of the fixing sleeve 7 is violated, which reduces its shear and compression strength. The introduction of wire auger 2 eliminates this drawback, because the wire auger transports the fixing material to the bottom of the well. At the same time, air bubbles are forced out to the mouth of the hole, and the resin becomes dense, strong, without discontinuities, which leads to an increase in the load characteristics of the anchor, an increase in the quality of the fastening of the mine working, an increase in the density of the fastening sleeve and an increase in the reliability of the anchor in the hole.

Для качественного взаимодействия троса 1 с закрепляющей втулкой трос должен иметь места увеличенного сечения. Для этого на центральную или внешнюю жилы надеваются кольца, образуя узлы уширения троса (Фиг.2). Узлы уширения троса (Фиг.2) препятствуют выкручиванию его из закрепляющей втулки и создают оптимальный кольцевой зазор со шпуром.For high-quality interaction of the cable 1 with the fixing sleeve, the cable must have a larger section. To do this, rings are put on the central or external veins, forming nodes of the broadening of the cable (Figure 2). The nodes of the broadening of the cable (Figure 2) prevent it from twisting from the fixing sleeve and create the optimal annular gap with the hole.

Для качественного соединения втулки с резьбой 3 и троса 1 (Фиг.5) в соединительный узел введен двойной клин с продольным разрезом (Фиг.6), который позволяет без подбора угла сопрягаемых конусных поверхностей производить сборку анкера, причем первый клин 4 выполнен из мягкой стали (ст.3 и др.), а второй клин 5 из более твердой (ст.35 и более). Таким образом, при вдавливании троса с клиньями во втулку при сборке анкера происходит смятие первого клина из мягкой стали более твердым клином, что приводит к заполнению пустот между прядями троса раздавленным клином, а также к увеличению площади сопрягаемых поверхностей и, следовательно, увеличению сил трения. Увеличение сил трения приводит к более качественному и надежному соединению втулки с тросом и исключает возможность соскальзывания втулки с троса при установке гибкого тросового анкера в шахтных условиях, когда усилие прилагается в сторону обратную вдавливанию, что в конечном итоге сказывается на безопасности горных работ.For high-quality connection of the sleeve with the thread 3 and the cable 1 (Figure 5), a double wedge with a longitudinal section (Figure 6) is inserted into the connecting unit, which allows the anchor to be assembled without selecting the angle of the mating conical surfaces, the first wedge 4 made of mild steel (Art. 3, etc.), and the second wedge 5 is made of harder (Art. 35 and more). Thus, when the cable with wedges is pressed into the sleeve during the assembly of the anchor, the first wedge of mild steel is crushed by a harder wedge, which leads to filling the voids between the strands of the cable with a crushed wedge, as well as to increase the area of mating surfaces and, consequently, increase friction forces. An increase in friction forces leads to a better and more reliable connection of the sleeve with the cable and eliminates the possibility of the sleeve sliding off the cable when installing a flexible cable anchor in mine conditions, when the force is applied in the direction of reverse indentation, which ultimately affects the safety of mining operations.

В соединительном узле втулки и троса возможно использование клина-цанги 11 (Фиг.7, 8, 9), т.е. цангово-клинового соединения. Клин-цанга (Фиг.8, 9) выполнен из цельной трубы с двумя прорезями до ее середины, которые разделяют клин-цангу 11 на четыре части в ее верхней части. При установке на среднюю жилу троса и последующем вдавливании троса во втулку происходит надежное обжатие клином-цангой центральной жилы троса (Фиг.7), что предотвращает сползание клина-цанги при приложении нагрузки к анкеру и исключает возможность соскальзывания втулки с троса при установке гибкого тросового анкера в шахтных условиях, когда усилие прилагается в сторону, обратную вдавливанию.In the connecting node of the sleeve and the cable, it is possible to use a wedge-collet 11 (Fig. 7, 8, 9), i.e. collet wedge connection. The wedge collet (Fig. 8, 9) is made of a single pipe with two slots to its middle, which divide the wedge collet 11 into four parts in its upper part. When installing the cable on the middle core and then pressing the cable into the sleeve, the central cable core is reliably crimped by the wedge-collet (Fig. 7), which prevents the wedge-collet from sliding when the load is applied to the anchor and eliminates the possibility of the sleeve sliding off the cable when installing a flexible cable anchor in mine conditions, when the force is applied in the direction opposite to indentation.

При использовании тросового гибкого анкера для различных горно-геологических условий, таких как, выветрелые, обводненные, прочные, слабые и др. породы кровли горной выработки, возможно применение различного исполнения и сочетания проволочных шнеков, узлов уширений и соединений троса и втулки с резьбой (Фиг.10-18):When using a flexible cable anchor for various geological conditions, such as weathered, watered, strong, weak and other rocks of a mining roof, it is possible to use various designs and combinations of wire screws, broadening units and cable and sleeve connections with threads (Fig. .10-18):

на фиг.10 представлена втулка с клином на центральной жиле, который выполненный в виде втулки с конической поверхностью и продольным разрезом;figure 10 presents the sleeve with a wedge on the central core, which is made in the form of a sleeve with a conical surface and a longitudinal section;

на фиг.11 представлена втулка с конической поверхностью и продольным разрезом, надеваемая на центральную жилу троса;figure 11 presents the sleeve with a conical surface and a longitudinal section, worn on the Central core of the cable;

на фиг.12 представлен вид Г фиг.11;on Fig presents a view of G 11;

на фиг.13 представлена втулка с клином, который выполнен в виде втулки с конической поверхностью и продольным разрезом, которая охватывает трос с внешней стороны;on Fig presents a sleeve with a wedge, which is made in the form of a sleeve with a conical surface and a longitudinal section that covers the cable from the outside;

на фиг.14 представлена втулка с конической поверхностью и продольным разрезом, которая охватывает трос с внешней стороны;on Fig presents a sleeve with a conical surface and a longitudinal section, which covers the cable from the outside;

на фиг.15 представлен вид Д фиг.14;Fig. 15 is a view D of Fig. 14;

на фиг.16 представлен головной конец гибкого тросового анкера с проволочным шнеком, который охватывает трос с внешней стороны и узлов уширения образованных кольцами на центральной или внешней жиле троса;on Fig presents the head end of a flexible cable anchor with a wire screw, which covers the cable from the outside and the broadening nodes formed by rings on the Central or external core of the cable;

на фиг.17 представлен головной конец гибкого тросового анкера с проволочным шнеком из проволоки, которая охватывает трос и проходит между прядями троса;on Fig presents the head end of a flexible cable anchor with a wire auger made of wire, which covers the cable and passes between the strands of the cable;

на фиг.18 представлен головной конец гибкого тросового анкера, выполненный с узлами уширения из колец.on Fig presents the head end of a flexible cable anchor made with nodes broadening of the rings.

Установка гибкого тросового анкера осуществляется следующим образом: бурится шпур 10 на длину анкера, в него вставляют ампулы и досылают их анкером до упора в дно шпура. После этого к втулке с резьбой 3 тросового гибкого анкера посредством переходника присоединяют анкероустановщик, который путем вращения и подачи устанавливает анкер до упора в дно шпура. При этом проволочный шнек 2 и узлы уширения, образованные кольцами 6, разрывают оболочку ампулы с закрепляющим материалом и качественно его перемешивают, а затем транспортируют к дну шпура. После отверждения закрепляющего материала на втулку с резьбой надевают опорный элемент и затягивают гайку 8.Installation of a flexible cable anchor is carried out as follows: a hole 10 is drilled to the length of the anchor, ampoules are inserted into it and they are sent with an anchor to the bottom of the hole. After that, the anchor installer is attached to the threaded sleeve 3 of the cable flexible anchor by means of an adapter, which by rotation and feeding sets the anchor all the way to the bottom of the hole. At the same time, the wire auger 2 and the broadening nodes formed by the rings 6 break the ampoule shell with the fixing material and mix it qualitatively, and then transport it to the bottom of the hole. After curing the fixing material on the threaded sleeve, put on the support element and tighten the nut 8.

Таким образом, по сравнению с аналогом и прототипом в предлагаемом решении увеличена крутизна нагрузочной характеристики анкера, повышено качество крепления горной выработки, повышена плотность закрепляющей втулки, увеличена надежность закрепления анкера в шпуре и повышена надежность закрепления втулки с резьбой на тросе.Thus, in comparison with the analogue and prototype, in the proposed solution, the steepness of the load characteristic of the anchor is increased, the quality of fastening the mine is improved, the density of the fixing sleeve is increased, the reliability of fixing the anchor in the hole is increased, and the reliability of fixing the sleeve with a thread on the cable is increased.

Claims

1. A flexible cable anchor consists of a seven-core cable of right or left winding with a wire screw and broadening units at the head end, a connecting unit for connecting the cable and the sleeve with a thread, and a stiffening tube on the cable at the sleeve with a thread, characterized in that the wire screw made of wire that spans the cable and passes between the strands of the cable, broadening nodes can be created using rings worn on the central or external core of the cable, and the connecting unit consists of a cable, a threaded sleeve and a double wedge, or cl on-collet or sleeve tapered surface and the longitudinal slit in the central core of a cable, or the sleeve with the tapered surface and the longitudinal section, which covers the cable from the outside.

2. A flexible cable anchor according to claim 1, characterized in that at the head end of this anchor there is a wire auger that covers the cable from the outside and the broadening nodes formed by rings on the central or external conductors of the cable.