RU161767U1 - Трубчатый анкер фрикционного типа - Google Patents

Abstract

Трубчатый анкер фрикционного типа с опорной плитой, включающий наружный трубчатый стержень диаметром, большим диаметра шпура, и с продольной щелью по всей длине, распорный трубчатый стержень с кольцевым упором для опорной плиты и расклинивающей конусной головкой внутри, выполненные с возможностью их помещения под усилием внутрь наружного трубчатого стержня, при этом и расклинивающая конусная головка, и распорный трубчатый стержень выполнены из двух частей с возможностью вытягивания части распорного внутреннего стержня с частью расклинивающей конусной головки при взаимодействии опорной плиты с кольцевым упором в результате горного давления.

Description

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и может быть использована для крепления горных выработок.

Из огромного количества анкеров в отношении простоты конструкции, времени установки, высокой надежности поддержания кровли выработки сразу после установки наиболее предпочтительны беззамковые анкеры, получаемые из тонкостенных стальных трубок. Эти анкеры размещают и закрепляют в массиве путем изменения диаметра трубки в момент установки. Массив при этом поддерживается силой трения между анкером и стенкой шпура (см. например, описания изобретений к авторским свидетельствам SU №1052669, №1073470, №1240910, МПК E21D 21/00). Время установки таких анкеров равно 5÷7 минутам, а несущая способность достигает 500 кН непосредственно после установки.

Недостаток трубчатых анкеров заключается в несоответствии величин радиальных распорных усилий и осевой несущей способности. При изготовлении трубчатых анкеров из качественных сталей, обеспечивающих достойное радиальное распорное усилие, растяжения в трубчатом стержне очень малы, что приводит к неоправданному большому расходу дорогостоящего металла. И наоборот, при изготовлении тонкостенных трубчатых стержней с продольной щелью по всей длине, радиальные распорные усилия невелики, что требует уменьшения расстояния между шпурами для увеличения несущей способности породного свода, закрепленного анкерной крепью.

Этот недостаток устранен в трубчатом анкере фрикционного типа (см. патент RU на полезную модель №124310, МПК E21D 21/00). В этом известном анкере внутри наружного тонкостенного стержня с продольной щелью по всей длине установлен неизвлекаемый распорный стержень, выполненный или в виде трубы, или в виде трубы с продольной щелью по всей длине.

Недостаток известного анкера, присущий всем известным анкерам фрикционного типа, заключается в отсутствии замковой части на конце анкера в пределах крепких неразрушенных слоев породы, что приводит к увеличению длины анкера.

Известен трубчатый анкер фрикционного типа (см. патент RU на полезную модель №137334, МПК E21D 21/00). В этом трубчатом анкере фрикционного типа, содержащем наружный трубчатый стержень с продольной щелью по всей длине, с упором для опорной плиты, распорный трубчатый стержень, образование расширяющейся замковой части на конце анкера достигается размещением конца распорного трубчатого стержня между наружним трубчатым стержнем и расклинивающей конусной головкой, упертой в днище шпура. Надежное раскрепление в шпуре расширяющегося конца анкера, что повышает его несущую способность, исключает в значительной степени возможность работы анкера в податливом режиме.

Известен трубчатый анкер фрикционного типа (см. патент RU на полезную модель №144656, МПК E21D 21/00) ближайший к предлагаемой полезной модели по технической сути. В этом трубчатом анкере фрикционного типа, содержащем наружный трубчатый стержень с продольной щелью по всей длине, внутренний распорный трубчатый состоящий из двух частей составной стержень, один конец которого размещен между наружным стержнем и расклинивающей конусной головкой, а на другом конце закреплен кольцевой упор для опорной плиты. Образование расширяющейся замковой части на конце наружного трубчатого стержня достигается размещением части распорного трубчатого стержня между наружным трубчатым стержнем и расклинивающей конусной головкой, упертой в днище шпура, а закрепление на распорном стержне кольцевого упора для опорной плиты обеспечивает работу анкера в податливом режиме.

К недостатку прототипа следует отнести малую несущую способность анкера в начале работы анкера в податливом режиме.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение несущей способности анкера при работе в податливом режиме.

Указанный технический результат достигается тем, что трубчатый анкер фрикционного типа, включающий наружный трубчатый тонкостенный стержень с продольной щелью по всей длине, состоящий из двух частей составной распорный трубчатый стержень, конец которого размещен между наружным тонкостенным стержнем и расклинивающей конусной головкой, кольцевой упор для опорной плиты, согласно полезной модели расклинивающая конусная головка состоит из двух частей.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан анкер с распорным трубчатым стержнем перед расклинивающей конусной головкой, а на фиг. 2 - анкер при работе в податливом режиме.

Трубчатый анкер фрикционного типа состоит из наружного трубчатого тонкостенного стержня 1 с продольной щелью 2 по всей длине, расклинивающей конусной головки из двух частей 3 и 4, составного из двух частей 5, 6 внутреннего распорного стержня с кольцевым упором 7 для опорной плиты 8. Анкер устанавливается в шпуре 9.

Трубчатый анкер фрикционного типа устанавливается следующим образом.

Наружный трубчатый тонкостенный стержень 1, диаметр которого несколько больше шпура 9 с небольшим усилием вдавливается в шпур на всю длину. Продольная щель 2 стержня 1 незначительно смыкается. Затем внутрь наружного тонкостенного стержня 1 вдавливается (вбивается) состоящий из двух частей 5, 6 внутренний составной распорный стержень с расклинивающей конусной головкой из двух частей 3, 4, кольцевым упором 7 для опорной плиты 8.

После упора части 3 расклинивающей конусной головки в дно шпура 9 происходит внедрение части 5 и конца части 6 составного распорного трубчатого стержня в кольцевой зазор между стенками наружного трубчатого тонкостенного стержня 1 и поверхностями частей 3, 4 расклинивающей конусной головки. Стенки наружного трубчатого тонкостенного стержня 1 с огромным усилием вдавливаются в стенки шпура 9. Анкер в пределах расположения частей 3, 4 расклинивающей конусной головки увеличивается в диаметре, что исключает с большой вероятностью проскальзывание наружного трубчатого тонкостенного стержня 1 анкера в шпуре 9.

При развитии горного давления напряжение в приконтурном массиве выработки приводит к образованию в нем трещин и смещению напряжений вглубь горного массива.

Образование трещин в приконтурном массиве выработки происходит при смещении опорной плиты 8 и вытягивании через кольцевой упор 7 части 6 внутреннего распорного трубчатого стержня вместе с частью 4 расклинивающей конусной головки.

Часть 5 внутреннего составного распорного стержня при работе анкера остается в кольцевом зазоре между частью 5 расклинивающей конусной головки концом наружного трубчатого тонкостенного стержня 1, т.к. при работе анкера (например, при смещении его в шпуре) отсутствуют какие-либо силы, вызывающие относительное смещение перечисленных элементов анкера.

При этом трубчатый анкер фрикционного типа работает как податливый анкер с большой несущей способностью.

Дальнейшему развитию трещин в приконтурном массиве горных пород выработки препятствуют силы трения между внутренней поверхностью наружного трубчатого тонкостенного стержня 1 и наружной поверхностью части 6 внутреннего составного распорного стержня (особенно его утолщенного конца), а также в большей степени силы трения между стенками шпура 9 и всеми участками наружного стержня 1.

Данный процесс - почти статическая длительная нагрузка на анкер, например в случае значительного оседания слабых пород или внезапного явления, каким является горный удар.

Использование такого податливого трубчатого анкера фрикционного типа обеспечивает прогнозируемость развития горного давления, что необходимо для предотвращения обрушения породы в горных выработках.

Анкер учитывает весь спектр динамики горного давления, а так же устраняет проблемы, возникающие при ведении работ по креплению горных выработок в тяжелых горно-геологических условиях.

Claims (1)

1. Трубчатый анкер фрикционного типа с опорной плитой, включающий наружный трубчатый стержень диаметром, большим диаметра шпура, и с продольной щелью по всей длине, распорный трубчатый стержень с кольцевым упором для опорной плиты и расклинивающей конусной головкой внутри, выполненные с возможностью их помещения под усилием внутрь наружного трубчатого стержня, при этом и расклинивающая конусная головка, и распорный трубчатый стержень выполнены из двух частей с возможностью вытягивания части распорного внутреннего стержня с частью расклинивающей конусной головки при взаимодействии опорной плиты с кольцевым упором в результате горного давления.