RU201514U1 - FRICTION ANCHOR - Google Patents
FRICTION ANCHOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU201514U1 RU201514U1 RU2020125314U RU2020125314U RU201514U1 RU 201514 U1 RU201514 U1 RU 201514U1 RU 2020125314 U RU2020125314 U RU 2020125314U RU 2020125314 U RU2020125314 U RU 2020125314U RU 201514 U1 RU201514 U1 RU 201514U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- reinforcement
- section
- anchor
- angle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
Abstract
Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована при креплении поверхности выработок анкерами фрикционного типа. Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, повышение надежности функционирования фрикционного анкера. Техническая задача решается тем, что в известной конструкции анкера, выполненного в виде трубы 1 с кольцевым поперечным сечением, внешний размер которой превышает диаметр шпура, продольным пазом по всей длине 3, передним концом 2 конической формы, и усилением 6, выполненным на заднем конце из участков трубы, расположенных оппозитно и под наклоном к поверхности трубы, задний конец трубы перед усилением 4 выполнен конической формы с меньшим диаметром, обращенным к переднему концу 2 и длиной 20…100 мм, предпочтительно 50 мм. При этом угол конуса у составляет 3…10 град, предпочтительно 7 град. А угол наклона оппозитного участка усиления 7, обращенного к переднему концу 2, выполнен с углом наклона больше 90°, к сопряженному участку трубы. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to the mining industry and can be used for fastening the surface of workings with friction-type anchors. The technical problem to be solved by the utility model is to increase the reliability of the friction anchor operation. The technical problem is solved by the fact that in the known design of the anchor made in the form of a pipe 1 with an annular cross-section, the outer size of which exceeds the diameter of the borehole, a longitudinal groove along the entire length 3, the front end 2 of a conical shape, and reinforcement 6 made at the rear end from pipe sections located opposite and inclined to the pipe surface, the rear end of the pipe before the reinforcement 4 is made of a conical shape with a smaller diameter facing the front end 2 and a length of 20 ... 100 mm, preferably 50 mm. In this case, the angle of the cone y is 3 ... 10 degrees, preferably 7 degrees. And the angle of inclination of the opposed section of the reinforcement 7, facing the front end 2, is made with an angle of inclination greater than 90 ° to the mating section of the pipe. 5 p.p. cl, 4 dwg
Description
Область техникиTechnology area
Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована при креплении поверхности выработок анкерами фрикционного типа.The utility model relates to the mining industry and can be used for fastening the surface of workings with friction-type anchors.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Известен анкер, включающий пустотелый стержень с замком, из продольно разрезанных стенок стержня и опорную плиту на выступающем конце. При этом стержень снабжен дополнительными замками, которые размещены вдоль него с интервалом друг от друга, при этом каждый последующий замок ориентирован в направлении выступающего конца стержня и выполнен с площадью разрезов меньше предыдущих (см. а.с. СССР №968439, E21D 21/00).Known anchor, including a hollow rod with a lock, from the longitudinally cut walls of the rod and a base plate at the protruding end. In this case, the rod is equipped with additional locks, which are placed along it with an interval from each other, while each subsequent lock is oriented in the direction of the protruding end of the rod and is made with an area of cuts less than the previous ones (see USSR AS No. 968439, E21D 21/00 ).
Недостатком известного устройства является низкая надежность. Анкерная крепь фиксируется в скважине за счет того, что производится сжатие пустотелого стержня с последующей потерей устойчивости замков и их деформацией в продольном направлении. Однако при нагружении анкерной крепи слоем пород на участке расположенном между первым замком, от дна скважины, и опорной плитой происходит растяжение пустотелого стержня. Как следствие, замки, расположенные в пределах этого участка раскрываются, давление на стенки скважины снижается, появляется возможность движения слоя пород в направлении опорной плиты. Подвижность породы ведет к снижению надежности работы анкерной крепи.The disadvantage of the known device is low reliability. Anchor support is fixed in the well due to the fact that the hollow core is compressed with the subsequent loss of stability of the locks and their deformation in the longitudinal direction. However, when the roof bolting is loaded with a layer of rocks in the area located between the first lock, from the bottom of the well, and the base plate, the hollow rod is stretched. As a result, the locks located within this area open, the pressure on the borehole walls decreases, and it becomes possible to move the rock layer towards the base plate. The mobility of the rock leads to a decrease in the reliability of the roof bolting.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является фрикционный анкер, включающий полый удлиненный корпус, в виде трубы с кольцевым поперечным сечением, и внешним размером больше диаметра шпура для его установки, продольный паз, выполненный на большей части трубы, усиление, формирующее опорную поверхность и образованное частями трубы, лежащими в плоскости перпендикулярной стенке трубы анкера (см. патент US 4126004, 21.11. 1978, E21D 20/00). Кроме того, усиление может быть выполнено за счет катанки приваренной к внешней поверхности трубы.The closest analogue to the claimed object is a friction anchor, including a hollow elongated body, in the form of a pipe with an annular cross-section, and an external size larger than the diameter of the borehole for its installation, a longitudinal groove made on most of the pipe, a reinforcement that forms a supporting surface and formed by parts pipes lying in a plane perpendicular to the wall of the anchor pipe (see US patent 4126004, 11.21. 1978, E21D 20/00). In addition, the reinforcement can be made by wire rod welded to the outer surface of the pipe.
В известном решении усиление, формирующее опорную поверхность, лежит в плоскости перпендикулярной к поверхности трубы и образует с ним прямой угол. В зоне перехода от внешней поверхности трубы к усилению создаются значительные напряжения, приводящие даже к разрушению (утверждение автора патента, приведенное в описание и ссылка на fig.2). При воздействии на усиление опорной плиты наибольшее напряжение возникает в этой зоне перехода. Этот вариант реализации анкера является ненадежным. В связи с этим автор патента рекомендует использовать вместо усиления упор в виде приваренного кольца.In the known solution, the reinforcement that forms the support surface lies in a plane perpendicular to the pipe surface and forms a right angle with it. In the zone of transition from the outer surface of the pipe to the reinforcement, significant stresses are created, leading even to destruction (assertion of the author of the patent, given in the description and reference to fig.2). When the reinforcement of the base plate is acted upon, the greatest stress occurs in this transition zone. This anchor implementation is unreliable. In this regard, the author of the patent recommends using a stop in the form of a welded ring instead of reinforcement.
Реализация варианта изложенного в соответствии с п. 10 - приварка кольца из проволоки, ведет к ослаблению металла трубы в зоне сварного шва. Как результат расчетная нагрузка на анкер меньше величины допускаемой трубой анкера. Прочностные расчеты показывают - усилие среза сварного шва на 20-30% меньше усилия вызывающего начало пластической деформации трубы. Данное решение приводит к неэффективному использованию материала анкера. Кроме того, при использовании тонкостенной трубы (толщина меньше 2,5 мм) решение является трудно реализуемым, в силу опасности прожога стенки трубы.Implementation of the option stated in accordance with clause 10 - welding of a wire ring, leads to a weakening of the pipe metal in the weld zone. As a result, the calculated load on the anchor is less than the value of the anchor pipe allowed. Strength calculations show that the shear force of the welded seam is 20-30% less than the force causing the onset of plastic deformation of the pipe. This solution leads to inefficient use of the anchor material. In addition, when using a thin-walled pipe (thickness less than 2.5 mm), the solution is difficult to implement, due to the danger of burning through the pipe wall.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, повышение надежности функционирования трубчатого анкера.The technical problem to be solved by the utility model is to improve the reliability of the tubular anchor.
Раскрытие полезной моделиDisclosure of a utility model
Техническая задача решается тем, что в известной конструкции анкера выполненного в виде трубы с кольцевым поперечным сечением, внешний размер которой превышает диаметр шпура, продольным пазом по всей длине, передним концом конической формы, и усилением, выполненным на заднем конце из участков трубы расположенных оппозитно и под наклоном к поверхности трубы, задний конец трубы перед усилением, выполнен конической формы с меньшим диаметром обращенным к переднему концу и длиной 20…100 мм, предпочтительно 50 мм. При этом угол конуса составляет 3…10 град, предпочтительно 7 град, а угол наклон оппозитного участка усиления, обращенного к переднему концу, выполнен с углом наклона больше 90° к сопряженному участку трубы. Оппозитные участки усиления могут выполнятся с контактом и без контакта их внутренних поверхностей. Задний конец трубы, выступающий за усиление, выполняется длинной 5-15 мм, предпочтительно 10 мм, а внешний размер самого усиления превышает внешний размер трубы на 16…30 мм, предпочтительно 24 мм. Сопряжение усиления с конической частью трубы выполняется по поверхности с радиусом от 3 до 12 мм, предпочтительно 6 мм.The technical problem is solved by the fact that in the known design of the anchor made in the form of a pipe with an annular cross-section, the outer size of which exceeds the diameter of the borehole, a longitudinal groove along the entire length, the front end of a conical shape, and reinforcement made at the rear end from pipe sections located oppositely and obliquely to the pipe surface, the rear end of the pipe before reinforcement is made of a conical shape with a smaller diameter facing the front end and a length of 20 ... 100 mm, preferably 50 mm. In this case, the angle of the cone is 3 ... 10 degrees, preferably 7 degrees, and the angle of inclination of the opposed section of the reinforcement facing the front end is made with an angle of inclination greater than 90 ° to the mating section of the pipe. Opposite reinforcement sections can be made with and without contact of their inner surfaces. The rear end of the pipe protruding beyond the reinforcement is made 5-15 mm long, preferably 10 mm, and the outer dimension of the reinforcement itself exceeds the outer dimension of the pipe by 16 ... 30 mm, preferably 24 mm. Coupling of the reinforcement with the conical part of the pipe is performed over a surface with a radius of 3 to 12 mm, preferably 6 mm.
Краткое описание фигур чертежейBrief Description of the Drawing Figures
Полезная модель поясняется изображениями.The utility model is illustrated with pictures.
На фиг. 1 представлен вид фрикционного анкера, совмещенный с продольным разрезом. На фиг. 2 и 3 представлены поперечные сечения анкера. На фиг. 4 представлен вид задней части анкера, совмещенный с продольным разрезом выполненный в соответствии с п. 2.FIG. 1 shows a view of a friction anchor combined with a longitudinal section. FIG. 2 and 3 are cross-sections of the anchor. FIG. 4 shows a view of the rear part of the anchor, aligned with a longitudinal section, made in accordance with
Вариант осуществления полезной моделиUtility model embodiment
Фрикционный анкер выполняется в виде трубы 1 (фиг. 1) с кольцевым поперечным сечением. Форма кольцевого сечения может быть круглой (фиг. 2), овальной (фиг. 3), или профильной. Наибольший внешний размер поперечного сечения D выполняется больше диаметра шпура dшп.The friction anchor is made in the form of a pipe 1 (Fig. 1) with an annular cross-section. The shape of the annular section can be round (Fig. 2), oval (Fig. 3), or profile. The largest external cross-sectional dimension D is larger than the borehole diameter d sp .
Передний конец анкера 2 имеет коническую форму. При этом размер на переднем торце d выполняется меньше диаметра шпура dшп в который будет устанавливаться анкер. По всей длине анкера выполнен продольный паз 3, благодаря этому в поперечном сечении труба имеет форму незамкнутого контура.The front end of the
Задний конец анкера 4 имеет участок 5 с конической поверхностью и углом конуса γ. Меньший диаметр конической поверхности обращен к переднему концу 2. На заднем конце анкера 4 выполнено усиление 6 из материала трубы. Усиление 6 состоит из двух участков 7 и 8 расположенных оппозитно. Поверхность участка 7, обращенного к переднему концу 2, наклонена к образующей поверхности 5 под углом а превышающем 90°. Угол α следует выполнять в пределах 93…120°, предпочтительно 98°. Большая величина используется при выполнении технического решения в соответствии с пунктом 2. Часть заднего конца 9, расположенная за усилением 6, выполняться с длинной b от 5 до 15 мм предпочтительно 10 мм. Коническая форма поверхности 5 обеспечивает меньшую величину деформации в зоне 10 (фиг. 4). Благодаря этому при формировании усиления 6 не создаются напряжения ведущие к разрушению растянутых волокон трубы зоны 10.The rear end of the
Внутренние поверхности 11 и 12, оппозитных участков 7 и 8, могут контактировать между собой (фиг. 1) или, как вариант выполнения, не иметь точек контакта (фиг. 4). При контакте поверхностей 11 и 12 размер задней части анкера уменьшается. Как результат, при укреплении поверхности груди забоя нагрузки на анкер, обусловленные взрывными работами, уменьшаются. При реализации варианта с не контактирующими поверхностями 11 и 12, угол между поверхностями участков 5 и 7 увеличивается. Это обеспечивает дополнительное снижение напряжений в зоне 10, и вероятности разрушения.The
В результате экспериментальных работ были установлены наиболее рациональные размеры выполнения составляющих фрагментов анкера: участок 5 длиной l=20…100 мм, предпочтительно 50 мм; угол конуса γ в пределах 3-10°, предпочтительно 7°, радиус перехода R (зона 10), заключенного между участками 5 и 7, от 3 до 12 мм, предпочтительно 6 мм, внешний размер В усиления 6, больше внешнего размера анкера D на 16…30 мм, предпочтительно 24 мм.As a result of experimental work, the most rational dimensions of the implementation of the constituent fragments of the anchor were established:
Длина l, участка 5, определяет условие формирование переходной зоны 10. При длине l меньше 20 мм зона 10 накладывается на зону сопряжения конической и прямолинейной части, где так же имеют место напряжения вызванные изгибом. Как следствие увеличивается величина абсолютной деформации и напряжения. Превышение 7 более 100 мм увеличивает выступающую часть анкера из шпура. Предпочтительно длину l выполнять равной 50 мм. При такой величине выбирается исходный зазор между поверхностью отверстия в опорной плите и поверхностью участка 5, но не происходит его заклинивания.Length l,
Выбор угла конуса у определяет, в совокупности с величиной радиуса перехода R, снижение напряжений в зоне 10. При выполнении угла у меньше 3 град, напряжения вызванные растяжением практически не снижаются по сравнению с углом равным 0. Увеличение у более 10 град сопряжено с увеличением длины l, и выступающей за габарит опорной плиты задней части анкера. Наиболее рациональным является угол у равной 6 град, при величине радиуса 6 мм. С увеличением радиуса более 10 мм ухудшаются условия сопряжения усиления 6 с опорной плитой. Возникают кромочные нагружения. При величине радиуса R менее 3 мм, резко возрастают напряжения вызванные изгибом в зоне 10, т.к. в этом случае R становится меньше толщины стенки трубы.The choice of the angle of the cone y determines, in conjunction with the value of the transition radius R, a decrease in stresses in
Внешний размер В, усиления 6, определяется исходя из обеспечения действующих контактных напряжения на поверхности участка 7 (от усилий передаваемых опорной плитой) меньше допускаемой величины. При выборе предельных размеров В нагрузка со стороны опорной плиты варьировалась от регламентированной ГОСТ 31559-2012 в 50 кН, до предельной по условию прочности анкера диаметром 48 мм и толщиной стенки 3 мм.The external dimension B,
Было установлено, что разность величин В и D должна быть больше 16 мм. Предпочтительно 24 мм. Разность больше 30 мм ведет к необоснованному увеличению затрат на изготовление. При величине разности менее 16 мм действующие контактные напряжения на поверхности участка 7 приближаются к допустимым.It was found that the difference between the values of B and D should be greater than 16 mm. Preferably 24 mm. A difference of more than 30 mm leads to an unreasonable increase in manufacturing costs. When the difference is less than 16 mm, the effective contact stresses on the surface of
Вариант усиления 6 с не контактирующими поверхностями 11 и 12 обеспечивает снижение напряжения вызванное изгибом на участке перехода поверхности 7 к поверхности 8. Это исключает, при малой разности В и D, наложение напряжений в этой зоне на напряжения возникающие в зоне 10.
Функционирование фрикционного анкера.Functioning of the friction anchor.
Перед установкой анкера в шпур на него, со стороны переднего конца 2, надевается опорная плита. Диаметр отверстия в опорной плите, как правило превышает на 3-5 мм максимальный размер трубы в поперечном сечении.Before installing the anchor in the hole, a base plate is put on it from the side of the
Анкер устанавливается с помощью модернизированной установки для бурения шпуров. Передний конец вводится в направляющие люнеты, а задний, частью 9 в специальный пуансон. За счет ударных воздействий анкер вводится в шпур. В завершающей стадии установки анкера зазор между конической поверхностью участка 5 и поверхностью отверстия в опорной плите уменьшается, и они входят в контакт. Далее участок 7 поджимает опорную плиту к укрепляемой поверхности выработки.The anchor is installed using a modernized drilling rig. The front end is inserted into the guide rests, and the rear end,
Благодаря конической поверхности участка 5 обеспечивается одновременное взаимодействие с опорной плитой участков 5 и 7. Соответственно нагрузка с опорной плиты передается на анкер за счет трения по конической поверхности участка 5 и нормального давления на участок 7. Обеспечивается распределение нагрузки с опорной плиты на два участка анкера. Как результат изгибные напряжения в зоне 10, от действия опорной плиты снижаются, уменьшается вероятность разрушения - повышается надежность функционирования анкера.Due to the conical surface of
В совокупности с уменьшенными напряжениями изгиба, вызванных при формированием усиления 6, при угле наклона больше 90 град достигается эффект большей надежности самой нагруженной, при функционировании анкера, зоны 10.Together with the reduced bending stresses caused by the formation of
Сопряжение анкера с пуансоном обеспечивается за счет участка 9. При этом длина b участка большая по длине 5 мм обеспечивает достаточное центрирование анкера и пуансона, и исключает выход участка 9 из пазов пуансона. Это обеспечивает надежность выполнения операции установки анкера в шпур при несоосном расположении оси шпура и направляющей буровой установки.The mating of the anchor with the punch is ensured by
Таким образом, совокупность предлагаемых технических решений отраженная в отличительных признаках, обеспечивает снижение напряжений возникающих в наиболее нагруженной зоне 10 на стадии изготовления и при его функционировании. Снижения напряжений позволяет снизить вероятность разрушения как при изготовлении так и при нагружении анкера породами при установке в шпур и обеспечивает повышение надежности функционирования.Thus, the totality of the proposed technical solutions, reflected in the distinctive features, provides a reduction in stresses arising in the most loaded
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020125314U RU201514U1 (en) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | FRICTION ANCHOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020125314U RU201514U1 (en) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | FRICTION ANCHOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU201514U1 true RU201514U1 (en) | 2020-12-18 |
Family
ID=73834641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020125314U RU201514U1 (en) | 2020-07-21 | 2020-07-21 | FRICTION ANCHOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU201514U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011006842A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Kfc Ltd | Construction method of expandable locking bolt |
RU180560U1 (en) * | 2018-04-17 | 2018-06-18 | Сергей Васильевич Колесников | Steel Friction Anchor |
WO2018206628A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Sandvik Intellectual Property Ab | Friction rock bolt |
RU192219U1 (en) * | 2019-04-16 | 2019-09-06 | Антон Анатольевич Зубков | Anchor |
-
2020
- 2020-07-21 RU RU2020125314U patent/RU201514U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011006842A (en) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Kfc Ltd | Construction method of expandable locking bolt |
WO2018206628A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Sandvik Intellectual Property Ab | Friction rock bolt |
RU180560U1 (en) * | 2018-04-17 | 2018-06-18 | Сергей Васильевич Колесников | Steel Friction Anchor |
RU192219U1 (en) * | 2019-04-16 | 2019-09-06 | Антон Анатольевич Зубков | Anchor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4339217A (en) | Expanding anchor bolt assembly | |
CN110621848B (en) | Friction rock anchor rod | |
EA037677B1 (en) | Locally anchored self-drilling hollow rock bolt | |
RU2666801C2 (en) | Drill string with bend resistant coupling | |
RU161881U1 (en) | ANCHOR FASTENERS | |
CN111720148B (en) | Section coal pillar self-anchoring opposite-pulling anti-scour anchor cable and using method thereof | |
CZ2003305A3 (en) | Pipe threaded joint capable of deformation with the aim to increase diameter and process for producing thereof | |
WO2022257864A1 (en) | Shear-resistant anchor cable support structure used for large-deformation roadway and support method | |
RU201514U1 (en) | FRICTION ANCHOR | |
US2889614A (en) | Method of making tubular, pronged reinforcing members for rock strata | |
CN206539358U (en) | A kind of pipe seam formula grouted anchor bar | |
CN205445644U (en) | Interior overlength shell type pipe seam stock of wearing | |
US2804797A (en) | Tubular, pronged reinforcing member for rock strata | |
CN117307219A (en) | Application method of multidimensional pressure-applying anchoring supporting structure | |
CN103255878B (en) | A kind of elastic clip ring type ground tackle | |
AU2008221612B2 (en) | Rock Bolt | |
JP2015172320A (en) | Between-rings joint and between-rings connection method for segment | |
RU161767U1 (en) | TUBULAR ANCHOR FRICTION TYPE | |
CN114542144B (en) | Broken surrounding rock enlarged type end anchoring multi-stage yielding constant-resistance large-deformation anchor rod and method | |
CN216077172U (en) | Let and press anchor pipe | |
CN214497500U (en) | High-strength anchor rod supporting structure of foundation pit | |
KR102139640B1 (en) | Holding fixture of the incline reinforcing material | |
CN110130959B (en) | Anti-drop large-deformation anchor rod and anchoring method | |
CN217974351U (en) | Self-drilling type prestressed anchor rod | |
CN219711555U (en) | Large-deformation yielding anchor rod with prestress and constant resistance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220408 Effective date: 20220408 |