RU208241U1 - Anchor for securing mine workings - Google Patents

Anchor for securing mine workings Download PDF

Info

Publication number
RU208241U1
RU208241U1 RU2021116817U RU2021116817U RU208241U1 RU 208241 U1 RU208241 U1 RU 208241U1 RU 2021116817 U RU2021116817 U RU 2021116817U RU 2021116817 U RU2021116817 U RU 2021116817U RU 208241 U1 RU208241 U1 RU 208241U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
washers
metal
metal washer
conical
displacement
Prior art date
Application number
RU2021116817U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Тимофеевич Бедарев
Олег Владиславович Любимов
Евгений Юрьевич Пудов
Артур Рафикович Шайхисламов
Юрий Вадимович Дрозденко
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева» (КузГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева» (КузГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева» (КузГТУ)
Priority to RU2021116817U priority Critical patent/RU208241U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU208241U1 publication Critical patent/RU208241U1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к горному делу и может быть использована для обеспечения контроля за натяжением анкера в процессе установки и эксплуатации. Технический результат - повышение работоспособности анкера. Указанный технический результат достигается тем, что в анкере, включающем стержень, внедренный в замок, опорную плиту, узел податливости, выполненный в виде конической втулки, внедряемой гайкой в пакет шайб из податливого материала, установленных с возможностью сдвижения при деформировании вдоль образующей боковой поверхности конической втулки, согласно заявляемому техническому решению на заданной высоте от конической втулки в пакет между шайбами из податливого материала с одинаковым модулем упругости вставлены и зафиксированы металлические шайбы различной толщины с наружной и внутренней коническими поверхностями, при этом внешний диаметр наружной конической поверхности каждой последующей металлической шайбы больше соответствующего размера предыдущей металлической шайбы на величину, учитывающую этап смещения горных пород в кровле выработки, внутренняя коническая поверхность каждой последующей металлической шайбы имеет размеры, равные размерам ответного участка конической втулки на уровне толщины предыдущей металлической шайбы, а коническая втулка в сборе с металлическими шайбами выполнена с возможностью внедрения в пакет шайб из податливого материала на разных этапах смещения горных пород в кровле выработки, при этом усилие внедрения конической втулки определено из выражения:, Н,где- усилие внедрения конической втулки в сборе с металлическими шайбами, Н;- модуль упругости материала податливых шайб при растяжении, МПа;- коэффициент трения конической втулки и металлических шайб по податливым шайбам;,- внешний и внутренний радиусы податливых шайб, мм;- высота конической втулки, мм;- внешний диаметр наружной конической поверхности очередной i-ой металлической шайбы, мм;d - малый диаметр конической втулки, мм;- толщина очередной i-ой металлической шайбы, мм. 4 ил.The utility model relates to mining and can be used to control the tension of the anchor during installation and operation. The technical result is an increase in the performance of the anchor. The specified technical result is achieved by the fact that in the anchor, which includes a rod embedded in the lock, a base plate, a compliance assembly made in the form of a conical sleeve, which is inserted by a nut into a package of washers made of compliant material, installed with the possibility of displacement during deformation along the generatrix of the side surface of the conical sleeve , according to the claimed technical solution, at a given height from the conical sleeve, metal washers of various thicknesses with outer and inner conical surfaces are inserted and fixed into the package between washers made of pliable material with the same modulus of elasticity, while the outer diameter of the outer conical surface of each subsequent metal washer is larger than the corresponding size of the previous metal washer by a value that takes into account the stage of displacement of rocks in the roof of the working, the inner conical surface of each subsequent metal washer has dimensions equal to the dimensions of the counter section of the conical bushing at the level not the thickness of the previous metal washer, but the conical bushing assembly with metal washers is made with the possibility of being introduced into the pack of washers made of pliable material at different stages of displacement of rocks in the roof of the working, while the penetration force of the conical bushing is determined from the expression:, N, where is the force introduction of a conical bushing assembly with metal washers, N; - modulus of elasticity of the material of the pliable washers in tension, MPa; - coefficient of friction of the conical bushing and metal washers on the pliable washers;, - outer and inner radii of the pliable washers, mm; - height of the conical bushing, mm; - outer diameter of the outer conical surface of the next i-th metal washer, mm; d - small diameter of the conical bushing, mm; - thickness of the next i-th metal washer, mm. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к горному делу и может быть использована для обеспечения контроля за натяжением анкера в процессе установки и эксплуатации.The utility model relates to mining and can be used to provide control over the tension of the anchor during installation and operation.

Известен податливый анкер (авторское свидетельство СССР №1289996, МПК E21D 21/00, опубликовано 15.02.87, бюл. №6), включающий узел податливости в виде установленных на стержне конусного рассекателя и разрушаемой цилиндрической втулки с фланцем, при этом рассекатель размещен между натяжной гайкой и разрушаемой втулкой.Known malleable anchor (USSR author's certificate No. 1289996, IPC E21D 21/00, published 02/15/87, bull. No. 6), including a malleable unit in the form of a conical divider installed on the rod and a destructible cylindrical sleeve with a flange, while the divider is placed between the tension nut and breakable sleeve.

Недостаток известного анкера в том, что величина внедрения конусного рассекателя во втулку не увязана с усилием натяжения анкера при его установке и эксплуатации. Кроме того, разрушение втулки происходит не поэтапно, а произвольно, при этом деформированная втулка остается на стержне.The disadvantage of the known anchor is that the amount of penetration of the cone splitter into the sleeve is not linked to the tension force of the anchor during its installation and operation. In addition, the collapse of the sleeve does not occur in stages, but arbitrarily, while the deformed sleeve remains on the rod.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является анкер (авторское свидетельство СССР №1758239, МПК E21D 21/00, опубликовано 30.08.92, бюл. №32), включающий замок, стержень, опорную плиту, натяжную гайку и узел податливости, который выполнен в виде пакета податливых шайб с калиброванным центральным отверстием и с возрастающим модулем упругости по мере приближения к опорной плите, внедряемых во втулку в виде калиброванного усеченного конуса, причем калибр втулки у вершины усеченного конуса равен калибру отверстий шайб, а далее к основанию сферической головки её калибр больше калибра отверстий шайб и определяется усилием вдавливания, равнымThe closest to the proposed technical solution is an anchor (USSR author's certificate No. 1758239, IPC E21D 21/00, published on 08/30/92, bull. No. 32), including a lock, a rod, a base plate, a tension nut and a compliance unit, which is made in the form a package of flexible washers with a calibrated central hole and with an increasing modulus of elasticity as it approaches the base plate, inserted into the bushing in the form of a calibrated truncated cone, and the bushing caliber at the top of the truncated cone is equal to the size of the washer holes, and then to the base of the spherical head its caliber is greater than the caliber holes of washers and is determined by the pressing force equal to

Figure 00000001
, кгс,
Figure 00000001
 , kgf,

где

Figure 00000002
- усилие вдавливания конусной втулки, кгс;where
Figure 00000002
 - pressing force of the tapered sleeve, kgf;

Figure 00000003
- модуль упругости материала шайб при растяжении, кгс/см2;
Figure 00000003
 - modulus of elasticity of the washer material in tension, kgf / cm 2 ;

Figure 00000004
- коэффициент трения втулки по шайбе;
Figure 00000004
 - coefficient of friction of the sleeve on the washer;

Figure 00000005
,
Figure 00000006
 - внешний и внутренний радиусы шайб, см;
Figure 00000005
 ,
Figure 00000006
 - outer and inner radii of the washers, cm;

Figure 00000007
- высота конусной втулки, см;
Figure 00000007
 - height of the cone sleeve, cm;

Figure 00000008
,
Figure 00000009
 - больший и малый диаметр конусной втулки, см.
Figure 00000008
 ,
Figure 00000009
 - large and small diameter of the taper bush, see.

Недостатком известного анкера является его низкая работоспособность, определяемая тем, что:The disadvantage of the known anchor is its low performance, determined by the fact that:

при его установке в выработке сборка на нем узла податливости трудоемка вследствие необходимости соблюдения в пакете заданной последовательности неунифицированных шайб, выполненных с возрастанием модуля упругости в направлении от конической втулки к опорной плите;when it is installed in a mine, the assembly of the yielding unit on it is laborious due to the need to comply with a given sequence of non-standard washers in the package, made with an increase in the elastic modulus in the direction from the tapered sleeve to the base plate;

при его эксплуатации в выработке с собранным на нем вышеописанным узлом податливости и соответствующем расчете усилия вдавливания натяжной гайки не учитываются этапы развития смещения горных пород в кровле выработки.during its operation in a mine working with the above-described yielding unit assembled on it and the corresponding calculation of the force of pressing the tension nut, the stages of the development of displacement of rocks in the roof of the mine are not taken into account.

Технический результат - повышение работоспособности анкера.The technical result is to increase the performance of the anchor.

Указанный технический результат достигается тем, что в анкере, включающем стержень, внедренный в замок, опорную плиту, узел податливости, выполненный в виде конической втулки, внедряемой гайкой в пакет шайб из податливого материала, установленных с возможностью сдвижения при деформировании вдоль образующей боковой поверхности конической втулки, согласно заявляемому техническому решению на заданной высоте от конической втулки в пакет между шайбами из податливого материала с одинаковым модулем упругости вставлены и зафиксированы металлические шайбы различной толщины с наружной и внутренней коническими поверхностями, при этом внешний диаметр наружной конической поверхности каждой последующей металлической шайбы больше соответствующего размера предыдущей металлической шайбы на величину, учитывающую этап смещения горных пород в кровле выработки, внутренняя коническая поверхность каждой последующей металлической шайбы имеет размеры, равные размерам ответного участка конической втулки на уровне толщины предыдущей металлической шайбы, а коническая втулка в сборе с металлическими шайбами выполнена с возможностью внедрения в пакет шайб из податливого материала на разных этапах смещения горных пород в кровле выработки, при этом усилие внедрения конической втулки определено из выражения: The specified technical result is achieved by the fact that in the anchor, which includes a rod embedded in the lock, a base plate, a compliance unit made in the form of a conical bushing inserted by a nut into a package of washers made of a compliant material installed with the possibility of displacement during deformation along the generatrix of the lateral surface of the conical bushing , according to the claimed technical solution, at a given height from the tapered sleeve, metal washers of various thicknesses with outer and inner tapered surfaces are inserted and fixed into the package between washers made of pliable material with the same modulus of elasticity, while the outer diameter of the outer tapered surface of each subsequent metal washer is larger than the corresponding size the previous metal washer by an amount that takes into account the stage of displacement of rocks in the roof of the mine, the inner conical surface of each subsequent metal washer has dimensions equal to the dimensions of the mating section of the tapered sleeve at the level not the thickness of the previous metal washer, but the tapered sleeve assembled with metal washers is made with the possibility of inserting into the package of washers made of a pliable material at different stages of displacement of rocks in the roof of the mine, while the force of penetration of the tapered sleeve is determined from the expression:

Figure 00000010
, Н,
Figure 00000010
 , H,

где

Figure 00000011
- усилие внедрения конической втулки в сборе с металлическими шайбами, Н;where
Figure 00000011
 - force of introduction of the tapered bushing complete with metal washers, N;

Figure 00000012
- модуль упругости материала податливых шайб при растяжении, МПа;
Figure 00000012
 - modulus of elasticity of the material of the flexible washers under tension, MPa;

Figure 00000013
- коэффициент трения конической втулки и металлических шайб по податливым шайбам;
Figure 00000013
 - coefficient of friction of the tapered bushing and metal washers on the pliable washers;

Figure 00000014
,
Figure 00000015
 - внешний и внутренний радиусы податливых шайб, мм;
Figure 00000014
 ,
Figure 00000015
 - outer and inner radii of the flexible washers, mm;

Figure 00000016
- высота конической втулки, мм;
Figure 00000016
 - the height of the tapered sleeve, mm;

Figure 00000017
- внешний диаметр наружной конической поверхности очередной i-ой металлической шайбы, мм;
Figure 00000017
 - outer diameter of the outer conical surface of the next i-th metal washer, mm;

d - малый диаметр конической втулки, мм;d - small diameter of the tapered sleeve, mm;

Figure 00000018
- толщина очередной i-ой металлической шайбы, мм.
Figure 00000018
 - thickness of the next i-th metal washer, mm.

Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид анкера после установки, на фиг.2 - вид анкера при прохождении начальной зоны смещения горных пород в кровле выработки; на фиг.3 - вид анкера при прохождении средней зоны смещения горных пород в кровле выработки, на фиг. 4 - вид анкера при достижении предельного смещения горных пород в кровле выработки.The claimed device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the anchor after installation, figure 2 is a view of the anchor when passing the initial zone of displacement of rocks in the roof of the mine; figure 3 is a view of the anchor when passing through the middle zone of displacement of rocks in the roof of the mine, in Fig. 4 - view of the anchor when reaching the maximum displacement of rocks in the roof of the mine.

Заявляемый анкер (фиг. 1) включает стержень 1, внедренный в замок 2, опорную плиту 3, узел податливости, выполненный в виде конической втулки 4. Втулка 4 внедряется гайкой 5 в пакет шайб 6 из податливого материала. Шайбы 6 из податливого материала установлены с возможностью сдвижения при деформировании вдоль образующей боковой поверхности конической втулки 4.The inventive anchor (Fig. 1) includes a rod 1 embedded in the lock 2, a base plate 3, a compliance unit made in the form of a tapered bushing 4. The bushing 4 is inserted by a nut 5 into a package of washers 6 made of a compliant material. Washers 6 made of pliable material are installed with the possibility of displacement during deformation along the generatrix of the lateral surface of the tapered bushing 4.

На заданной высоте от конической втулки 4 в пакет между шайбами 6 из податливого материала с одинаковым модулем упругости вставлены и зафиксированы металлические шайбы 7 различной толщины с наружной и внутренней коническими поверхностями. При этом внешний диаметр наружной конической поверхности каждой последующей металлической шайбы 7 больше соответствующего размера предыдущей металлической шайбы 7 на величину, учитывающую этап смещения горных пород в кровле выработки. Внутренняя коническая поверхность каждой последующей металлической шайбы 7 имеет размеры, равные размерам ответного участка конической втулки 4 на уровне толщины предыдущей металлической шайбы 7.At a given height from the tapered bushing 4, metal washers 7 of various thicknesses with outer and inner tapered surfaces are inserted and fixed into the package between the washers 6 of a pliable material with the same modulus of elasticity. In this case, the outer diameter of the outer conical surface of each subsequent metal washer 7 is larger than the corresponding size of the previous metal washer 7 by an amount that takes into account the stage of displacement of rocks in the roof of the mine. The inner conical surface of each subsequent metal washer 7 has dimensions equal to the dimensions of the mating section of the tapered sleeve 4 at the level of the thickness of the previous metal washer 7.

Коническая втулка 4 в сборе с металлическими шайбами 7 выполнена с возможностью внедрения в пакет шайб 6 из податливого материала на разных этапах смещения горных пород в кровле выработки, при этом усилие внедрения конической втулки определено из вышеуказанного выражения.The tapered bushing 4, assembled with metal washers 7, is configured to be inserted into the package of washers 6 from a pliable material at different stages of displacement of rocks in the roof of the mine, while the force of penetration of the tapered bushing is determined from the above expression.

Анкер работает следующим образом.The anchor works as follows.

После внедрения в шпуре стержня 1 с замком 2 на стержне 1 размещена опорная плита 3, пакет шайб 6 из податливого материала с одинаковым модулем упругости. На заданной высоте между ними вставлены и зафиксированы металлические шайбы 7 различной толщины с наружной и внутренней коническими поверхностями, коническая втулка 4, гайка 5 (фиг. 1).After the introduction of the rod 1 with the lock 2 into the borehole, a base plate 3 is placed on the rod 1, a package of washers 6 made of a pliable material with the same modulus of elasticity. At a given height between them inserted and fixed metal washers 7 of various thicknesses with outer and inner tapered surfaces, tapered sleeve 4, nut 5 (Fig. 1).

В условиях установки, начальной зоны смещения горных пород в кровле выработки (фиг. 2), при закручивании гайки 5 с конической втулкой 4, последняя начинает внедряться в пакет шайб 6 из податливого материала с усилием, составляющим долю в процентах от несущей способности замка 2, определяемым из вышеуказанного выражения. Под воздействием смещения горных пород в кровле выработки шайбы 6 из податливого материала с одинаковым модулем упругости, деформируясь, сдвигаются вдоль образующей боковой поверхности конической втулки 4 и поочередно удаляются.In the conditions of installation, the initial zone of displacement of rocks in the roof of the mine (Fig. 2), when tightening the nut 5 with the tapered bushing 4, the latter begins to penetrate into the package of washers 6 from a pliable material with a force that is a percentage of the bearing capacity of the lock 2, defined from the above expression. Under the influence of displacement of rocks in the roof of the mine washers 6 made of pliable material with the same modulus of elasticity, deforming, are shifted along the generatrix of the lateral surface of the tapered bushing 4 and alternately removed.

При развитии смещения горных пород, прохождении средней зоны смещения кровли выработки, доля усилия внедрения в процентах от несущей способности замка должна быть изменена, будучи определенной из вышеуказанного выражения. Это достигается тем (фиг. 3), что к этому моменту первая металлическая шайба 7, предварительно вставленная и зафиксированная на заданной для этого этапа высоте между шайбами 6, достигает конической втулки 4, движется и фиксируется на ней, поскольку ее внутренняя коническая поверхность имеет размеры, равные размерам ответного участка конической втулки 4. Это - первая металлическая шайба 7 (количество предыдущих шайб - 0), поэтому определяется этот участок непосредственно от внешнего торца конической втулки 4.With the development of displacement of rocks, the passage of the middle zone of displacement of the roof of the mine, the proportion of the penetration force as a percentage of the bearing capacity of the lock should be changed, being determined from the above expression. This is achieved by the fact (Fig. 3) that by this time the first metal washer 7, previously inserted and fixed at a predetermined height between the washers 6, reaches the tapered sleeve 4, moves and is fixed on it, since its inner tapered surface has dimensions equal to the dimensions of the mating section of the tapered sleeve 4. This is the first metal washer 7 (the number of the previous washers is 0), therefore this section is determined directly from the outer end of the tapered sleeve 4.

Внешний диаметр наружной конической поверхности первой металлической шайбы 7 больше соответствующего размера предыдущей металлической шайбы (в этом начальном случае - конической втулки) на величину, учитывающую данный этап смещения горных пород в кровле выработки. Коническая форма наружной поверхности первой металлической шайбы 7 и ее толщина способствуют сдвигу деформированных шайб 6 из податливого материала с одинаковым модулем упругости сначала по оставшемуся свободным участку образующей боковой поверхности конической втулки 4, а затем - по этой поверхности, и их последующему поочередному удалению. Дополнительным фактором, учитывающим данный этап смещения горных пород в кровле выработки, является толщина первой металлической шайбы 7.The outer diameter of the outer conical surface of the first metal washer 7 is larger than the corresponding size of the previous metal washer (in this initial case, a tapered sleeve) by an amount that takes into account this stage of displacement of rocks in the roof of the mine. The conical shape of the outer surface of the first metal washer 7 and its thickness contribute to the shift of deformed washers 6 made of a pliable material with the same modulus of elasticity, first along the remaining free section of the generatrix of the lateral surface of the conical sleeve 4, and then along this surface, and their subsequent alternate removal. An additional factor that takes into account this stage of displacement of rocks in the roof of the mine is the thickness of the first metal washer 7.

При дальнейшем развитии смещения горных пород и достижении предельных значений смещения кровли выработки, доля усилия внедрения в процентах от несущей способности замка вновь должна быть изменена, будучи определенной из вышеуказанного выражения. Это достигается тем (фиг. 4), что вторая металлическая шайба 7, предварительно вставленная и зафиксированная на заданной для этого этапа высоте между шайбами 6, достигает конической втулки 4, движется и фиксируется на ней, поскольку ее внутренняя коническая поверхность имеет размеры, равные размерам ответного участка конической втулки 4. Это вторая металлическая шайба 7, поэтому определяется этот участок на уровне толщины предыдущей (первой) металлической шайбы 7. With the further development of the displacement of rocks and the achievement of the limiting values of the displacement of the working roof, the proportion of the penetration effort as a percentage of the bearing capacity of the lock must again be changed, being determined from the above expression. This is achieved by the fact (Fig. 4) that the second metal washer 7, previously inserted and fixed at a predetermined height between the washers 6, reaches the tapered sleeve 4, moves and is fixed on it, since its inner tapered surface has dimensions equal to the dimensions the mating section of the tapered sleeve 4. This is the second metal washer 7, therefore this section is determined at the level of the thickness of the previous (first) metal washer 7.

Внешний диаметр наружной конической поверхности второй металлической шайбы 7 больше соответствующего размера предыдущей, первой металлической шайбы на величину, учитывающую данный этап смещения кровли выработки. Коническая форма наружной поверхности второй металлической шайбы 7 и ее толщина способствуют сдвигу деформированных шайб 6 из податливого материала с одинаковым модулем упругости сначала по оставшемуся свободным участку образующей боковой поверхности конической втулки 4, а затем - по этой поверхности, и их последующему поочередному удалению. Дополнительным фактором, учитывающим данный этап смещения горных пород в кровле выработки, является толщина второй металлической шайбы 7.The outer diameter of the outer conical surface of the second metal washer 7 is larger than the corresponding size of the previous, first metal washer by an amount that takes into account this stage of displacement of the working roof. The conical shape of the outer surface of the second metal washer 7 and its thickness contribute to the shift of deformed washers 6 made of a pliable material with the same modulus of elasticity, first along the remaining free section of the lateral surface generatrix of the conical sleeve 4, and then along this surface, and their subsequent alternate removal. An additional factor that takes into account this stage of displacement of rocks in the roof of the mine is the thickness of the second metal washer 7.

Пример: для выработки сечением 10 м2, проводимой на глубине 300 м по пласту мощностью 1,5 м с присечкой пород кровли средней крепости

Figure 00000019
=3…5, срок службы 2 года. Выработка погашается очистными работами, смещение пород за весь срок службы выработки составляет 200-210 мм. Усилие закрепления замков анкеров составляет 38-40 кН. Усилие затяжки анкера при его установке должно составлять 60-70% от несущей способности замка 2, или 23-28 кН, тогда усилие внедрения конической втулки 4 из вышеуказанного выражения составитExample: for an excavation with a cross-section of 10 m 2 , carried out at a depth of 300 m along a seam with a thickness of 1.5 m with an undercut of roof rocks of medium strength
Figure 00000019
 = 3 ... 5, service life 2 years. The production is repaid by cleaning works, the displacement of rocks for the entire service life of the mine is 200-210 mm. The fastening force of the anchor locks is 38-40 kN. The tightening force of the anchor during its installation should be 60-70% of the bearing capacity of the lock 2, or 23-28 kN, then the force of insertion of the tapered bushing 4 from the above expression will be

Figure 00000020
27752 Н =
Figure 00000020
 27752 N =

= 27,8 кН,= 27.8 kN,

где

Figure 00000021
=48 МПа - модуль упругости материала податливых шайб при растяжении;
Figure 00000022
=0,6 - коэффициент трения конической втулки 4 с металлическими шайбами 7 по шайбам 6 из податливого материала;
Figure 00000023
=50 мм, r
Figure 00000024
=11 мм - внешний и внутренний радиусы шайб 6 из податливого материала;
Figure 00000025
=20 мм - высота конической втулки 4;
Figure 00000026
=46 мм - внешний диаметр наружной конической поверхности начальной (нулевой) металлической шайбы, выраженный большим диаметром конической втулки 4;
Figure 00000027
=22 мм - малый диаметр конической втулки 4 (фиг.2).where
Figure 00000021
 = 48 MPa - modulus of elasticity of the material of the flexible washers under tension;
Figure 00000022
 = 0.6 - coefficient of friction of the tapered bushing 4 with metal washers 7 on washers 6 of pliable material;
Figure 00000023
 = 50 mm, r
Figure 00000024
 = 11 mm - outer and inner radii of washers 6 made of pliable material;
Figure 00000025
 = 20 mm - the height of the tapered bushing 4;
Figure 00000026
 = 46 mm - outer diameter of the outer conical surface of the initial (zero) metal washer, expressed by the large diameter of the tapered sleeve 4;
Figure 00000027
 = 22 mm - small diameter of the tapered bushing 4 (figure 2).

В дальнейшем, при развитии смещения горных пород в кровле выработки усилие внедрения конической втулки 4 должно составлять 70-80% от несущей способности замка 2, т.е. 27-32 кН, при внедрении в первую металлическую шайбу 7 толщиной

Figure 00000028
=4 мм и внешним диаметром наружной конической поверхности
Figure 00000029
=56 мм, из вышеуказанного выражения составитIn the future, with the development of displacement of rocks in the roof of the mine, the force of penetration of the tapered sleeve 4 should be 70-80% of the bearing capacity of the lock 2, i.e. 27-32 kN, when introduced into the first metal washer 7 thick
Figure 00000028
 = 4 mm and the outer diameter of the outer conical surface
Figure 00000029
 = 56 mm, from the above expression will be

Figure 00000030
Figure 00000030

= 31452 Н = 31,5 кН.= 31452 N = 31.5 kN.

При приближении к предельным значениям смещения горных пород в кровле выработки усилие внедрения конической втулки 4 составляет 80-90% от несущей способности замка 2, т.е. 30-36 кН, при внедрении во вторую металлическую шайбу 7 толщиной

Figure 00000031
=2 мм (
Figure 00000032
 мм) и внешним диаметром наружной конической поверхности
Figure 00000033
 = 66 мм, из вышеуказанного выражения составитWhen approaching the limiting values of displacement of rocks in the roof of the mine, the force of penetration of the tapered sleeve 4 is 80-90% of the bearing capacity of the lock 2, i.e. 30-36 kN, when inserted into the second metal washer 7 thick
Figure 00000031
 = 2 mm (
Figure 00000032
 mm) and the outer diameter of the outer conical surface
Figure 00000033
 = 66 mm, from the above expression will be

Figure 00000034
Figure 00000034

В предлагаемой полезной модели заявляемый технический результат обеспечивается:In the proposed utility model, the claimed technical result is provided by:

использованием в пакете шайб из податливого материала с одинаковым модулем упругости. Наличие в предлагаемом техническом решении многочисленных, но унифицированных шайб снижает трудоемкость, упрощает сборку узла податливости, исключает ошибки при сборке, чем увеличивает последующую безотказность при эксплуатации, а, следовательно, повышает работоспособность анкера, то есть тем самым обеспечивается заявляемый технический результат;using in a package of washers made of pliable material with the same modulus of elasticity. The presence in the proposed technical solution of numerous, but unified washers reduces labor intensity, simplifies the assembly of the yielding unit, eliminates assembly errors, which increases the subsequent reliability during operation, and, consequently, increases the performance of the anchor, that is, thereby ensuring the claimed technical result;

вставкой и фиксацией на заданной высоте от конической втулки в пакете между шайбами из податливого материала металлических шайб различной толщины с наружной и внутренней коническими поверхностями, при этом внешний диаметр наружной конической поверхности каждой последующей металлической шайбы больше соответствующего размера предыдущей металлической шайбы на величину, учитывающую этап смещения кровли выработки, а внутренняя коническая поверхность каждой последующей металлической шайбы имеет размеры, равные размерам ответного участка конической втулки на уровне высоты предыдущей металлической шайбы. Наличие в предлагаемом техническом решении металлических шайб различной толщины, различного внешнего диаметра наружной конической поверхности каждой из них, а также размеров внутренней конической поверхности, исключает ошибки при сборке и позволяет однозначно вставить и зафиксировать на заданной высоте от конической втулки в пакете, что увеличивает последующую безотказность при эксплуатации, тем самым обеспечивая заявляемый технический результат. Кроме того, оперативная перекомпоновка узла податливости из элементов, составляющих данный признак полезной модели, позволяет непосредственно при эксплуатации анкера в выработке на различных этапах смещения кровли (последовательно на этапах: установки анкера, его работы в условиях начальной зоны смещения горных пород в кровле выработки, в условиях развивающихся смещений горных пород в средней зоне смещения, и, наконец, в условиях достижения предельных значений смещения кровли выработки) обеспечить требуемую для каждого вышеназванного этапа долю усилия внедрения в процентах от несущей способности замка анкера, чем повысить способность анкера длительно выполнять заданную функцию с установленными требованиями, то есть повысить работоспособность анкера и тем самым обеспечить заявляемый технический результат;insertion and fixation at a given height from the tapered bushing in a package between washers made of pliable material of metal washers of various thicknesses with outer and inner tapered surfaces, while the outer diameter of the outer tapered surface of each subsequent metal washer is larger than the corresponding size of the previous metal washer by an amount that takes into account the displacement stage the roof of the mine, and the inner conical surface of each subsequent metal washer has dimensions equal to the dimensions of the mating section of the tapered sleeve at the height of the previous metal washer. The presence in the proposed technical solution of metal washers of various thicknesses, different outer diameters of the outer conical surface of each of them, as well as the dimensions of the inner conical surface, eliminates assembly errors and allows you to unambiguously insert and fix at a given height from the conical sleeve in the package, which increases the subsequent reliability during operation, thereby ensuring the claimed technical result. In addition, the operational rearrangement of the yielding unit from the elements that make up this feature of the utility model allows directly during the operation of the anchor in the working at various stages of the roof displacement (sequentially at the stages: installation of the anchor, its operation under the conditions of the initial zone of displacement of rocks in the roof of the excavation, in conditions of developing displacements of rocks in the middle zone of displacement, and, finally, in the conditions of reaching the limit values of displacement of the roof of the working) to provide the required share of the penetration force for each of the above stages as a percentage of the bearing capacity of the requirements, that is, to increase the performance of the anchor and thereby ensure the claimed technical result;

определением по мере приближения конической втулки к опорной плите, на различных этапах смещения кровли выработки, усилия внедрения конической втулки в сборе с металлическими шайбами в пакет из вышеуказанного выражения. Использование вышеуказанного выражения при определении для каждого этапа смещения кровли при эксплуатации анкера в выработке требуемой доли усилия внедрения в процентах от несущей способности замка анкера позволяет осуществить правильную первоначальную сборку и оперативную перекомпоновку узла податливости анкера также для каждого вышеназванного этапа, тем самым повысить способность анкера длительно выполнять заданную функцию с установленными требованиями, то есть повысить работоспособность анкера и тем самым обеспечить заявляемый технический результат.determining, as the tapered sleeve approaches the base plate, at various stages of displacement of the mine roof, the force of introducing the tapered sleeve complete with metal washers into the package from the above expression. The use of the above expression when determining for each stage of the roof displacement during the operation of the anchor in the development of the required share of the penetration force as a percentage of the bearing capacity of the anchor lock allows for the correct initial assembly and operational rearrangement of the anchor compliance unit also for each of the above stages, thereby increasing the ability of the anchor to perform for a long time a given function with the established requirements, that is, to increase the performance of the anchor and thereby ensure the claimed technical result.

Claims (10)

Анкер для крепления горных выработок, включающий стержень, внедренный в замок, опорную плиту, узел податливости, выполненный в виде конической втулки, внедряемой гайкой в пакет шайб из податливого материала, установленных с возможностью сдвижения при деформировании вдоль образующей боковой поверхности конической втулки, отличающийся тем, что на заданной высоте от конической втулки в пакет между шайбами из податливого материала с одинаковым модулем упругости вставлены и зафиксированы металлические шайбы различной толщины с наружной и внутренней коническими поверхностями, при этом внешний диаметр наружной конической поверхности каждой последующей металлической шайбы больше соответствующего размера предыдущей металлической шайбы на величину, учитывающую этап смещения горных пород в кровле выработки, внутренняя коническая поверхность каждой последующей металлической шайбы имеет размеры, равные размерам ответного участка конической втулки на уровне толщины предыдущей металлической шайбы, а коническая втулка в сборе с металлическими шайбами выполнена с возможностью внедрения в пакет шайб из податливого материала на разных этапах смещения горных пород в кровле выработки, при этом усилие внедрения конической втулки определено из выражения: An anchor for securing mine workings, including a rod embedded in the lock, a base plate, a compliance unit made in the form of a tapered bushing, inserted by a nut into a package of washers made of a flexible material, installed with the possibility of displacement during deformation along the generatrix of the lateral surface of the tapered bushing, characterized in that, that at a given height from the tapered bushing, metal washers of various thicknesses with outer and inner conical surfaces are inserted and fixed into the package between washers made of a pliable material with the same modulus of elasticity, while the outer diameter of the outer conical surface of each subsequent metal washer is larger than the corresponding size of the previous metal washer by a value that takes into account the stage of displacement of rocks in the roof of the mine, the inner conical surface of each subsequent metal washer has dimensions equal to the dimensions of the mating section of the tapered sleeve at the level of the thickness of the previous metal washer, and The tapered bushing assembly with metal washers is made with the possibility of introducing into the package of washers made of a pliable material at different stages of displacement of rocks in the roof of the mine, while the force of insertion of the tapered bushing is determined from the expression:
Figure 00000035
, Н,
Figure 00000035
 , H, где
Figure 00000036
 - усилие внедрения конической втулки в сборе с металлическими шайбами, Н;where
Figure 00000036
 - force of introduction of the tapered bushing complete with metal washers, N;
Figure 00000037
 - модуль упругости материала податливых шайб при растяжении, МПа;
Figure 00000037
 - modulus of elasticity of the material of the flexible washers under tension, MPa;
Figure 00000038
 - коэффициент трения конической втулки и металлических шайб по податливым шайбам;
Figure 00000038
 - coefficient of friction of the tapered bushing and metal washers on the pliable washers;
Figure 00000039
,
Figure 00000040
 - внешний и внутренний радиусы податливых шайб, мм;
Figure 00000039
 ,
Figure 00000040
 - outer and inner radii of the flexible washers, mm;
Figure 00000041
 - высота конической втулки, мм;
Figure 00000041
 - the height of the tapered sleeve, mm;
Figure 00000042
 - внешний диаметр наружной конической поверхности очередной i-ой металлической шайбы, мм;
Figure 00000042
 - outer diameter of the outer conical surface of the next i-th metal washer, mm; d - малый диаметр конической втулки, мм;d - small diameter of the tapered sleeve, mm;
Figure 00000043
 - толщина очередной i-ой металлической шайбы, мм.
Figure 00000043
 - thickness of the next i-th metal washer, mm.
RU2021116817U 2021-06-10 2021-06-10 Anchor for securing mine workings RU208241U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021116817U RU208241U1 (en) 2021-06-10 2021-06-10 Anchor for securing mine workings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021116817U RU208241U1 (en) 2021-06-10 2021-06-10 Anchor for securing mine workings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU208241U1 true RU208241U1 (en) 2021-12-09

Family

ID=79174736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021116817U RU208241U1 (en) 2021-06-10 2021-06-10 Anchor for securing mine workings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU208241U1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1411502A2 (en) * 1986-02-05 1988-07-23 Карагандинский политехнический институт Yielding roof bolt
SU1509563A1 (en) * 1988-01-18 1989-09-23 Предприятие П/Я Г-4086 Fastening device
SU1548458A2 (en) * 1988-04-04 1990-03-07 Куйбышевское Проектно-Технологическое Бюро Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института "Вниипроектэлектромонтаж" Roof bolt
SU1758239A1 (en) * 1990-02-05 1992-08-30 Сибирский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела Anchor for supporting mine workings
RU2023812C1 (en) * 1991-04-16 1994-11-30 Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева Anchor unit for securing equipment to foundation
RU102680U1 (en) * 2010-09-28 2011-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) ANCHOR FOR MOUNTING THE MINING
RU144474U1 (en) * 2014-03-31 2014-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) ANCHOR FOR MOUNTING THE MINING
CN104278674A (en) * 2014-09-22 2015-01-14 华汇工程设计集团股份有限公司 Recyclable expansion anchor rod and construction method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1411502A2 (en) * 1986-02-05 1988-07-23 Карагандинский политехнический институт Yielding roof bolt
SU1509563A1 (en) * 1988-01-18 1989-09-23 Предприятие П/Я Г-4086 Fastening device
SU1548458A2 (en) * 1988-04-04 1990-03-07 Куйбышевское Проектно-Технологическое Бюро Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института "Вниипроектэлектромонтаж" Roof bolt
SU1758239A1 (en) * 1990-02-05 1992-08-30 Сибирский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела Anchor for supporting mine workings
RU2023812C1 (en) * 1991-04-16 1994-11-30 Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева Anchor unit for securing equipment to foundation
RU102680U1 (en) * 2010-09-28 2011-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) ANCHOR FOR MOUNTING THE MINING
RU144474U1 (en) * 2014-03-31 2014-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) ANCHOR FOR MOUNTING THE MINING
CN104278674A (en) * 2014-09-22 2015-01-14 华汇工程设计集团股份有限公司 Recyclable expansion anchor rod and construction method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS61217000A (en) Apparatus for anchoring tensile material of anchor, especially, lock anchor
CN106760219A (en) A kind of reducing steel reinforcement cage and its enlarging anchor rod or pile foundation
CN110621848B (en) Friction rock anchor rod
US3922867A (en) Friction rock stabilizers
NO178165B (en) Expansion plug with friction-reducing coating
US5253946A (en) Sucker rod end fitting
US4440526A (en) Rock anchoring arrangement
CN109235779A (en) A kind of self-centering full grout sleeve construction of achievable reinforcing bar and the practice
RU208241U1 (en) Anchor for securing mine workings
CN206521873U (en) A kind of reducing steel reinforcement cage and its enlarging anchor rod or pile foundation
CN2238911Y (en) Whole-long anchor fixed wedge expansion plastic-steel whole-long archor pin
CN113863297A (en) Sectional displacement multistage control negative poisson self-expansion anchor rod device
US3815467A (en) Anchoring assembly
CN114320408A (en) Sectional assembly type drilling and anchoring integrated grouting anchor rod
CN107191211A (en) Fork-shaped anchor pole and its installation method for anchoring breaking roof coal body
AU2016100070A4 (en) Grout Anchored Rock Bolt
CN109024582B (en) Reinforced anchor rod assembly
CN110700255B (en) Snake-shaped armor anchor rod and construction method thereof
CN110748367A (en) Prestress energy-absorbing anchor rod cable
CN113668523B (en) Claw anchor type anchor rod suitable for geotechnical engineering and construction method thereof
CN115539103A (en) High-stability grouting anchor rod for large-section roadway
RU199660U1 (en) TUBULAR ANCHOR FASTENER
KR100696583B1 (en) Extensive and compressive anchor equipped with elastic ring and that fixing method
CN2291449Y (en) Internal anchor external injection type anchor rod
CZ2969U1 (en) Pile