RU215639U1

RU215639U1 - Friction hydraulic expansion tubular anchor

Info

Publication number: RU215639U1
Application number: RU2022118058U
Authority: RU
Inventors: Виталий Юрьевич Лузин; Максим Васильевич Мочалов
Original assignee: Виталий Юрьевич Лузин; Максим Васильевич Мочалов
Filing date: 2022-07-02
Publication date: 2022-12-21

Abstract

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности, а именно к креплению горных выработок, в частности к анкерной крепи для слабых пород. Техническим результатом, на обеспечение которого направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение прочности закрепления в шпуре и повышение несущей способности трубчатой анкерной крепи фрикционного типа за счет увеличения коэффициента трения между анкером и шпуром (породой). Технический результат достигается тем, что на фрикционном гидрораспорном трубчатом анкере, включающем трубку с продольной ω-образной складкой, сложенной вовнутрь по всей длине, раздуваемую втулку с раздуваемым отверстием и упором для шайбы, соединенную с трубкой, при этом на наружную поверхность трубки дополнительно нанесен слой материала, улучшающего сцепление анкера с породой, указанный дополнительный слой имеет включения материала с твердостью не ниже твердости анкера в виде частиц электрокорунда.The utility model relates to the mining industry, namely to the fastening of mine workings, in particular to anchoring for weak rocks. The technical result, which the proposed utility model is aimed at, is an increase in the strength of fastening in a hole and an increase in the bearing capacity of a friction-type tubular anchor lining by increasing the coefficient of friction between the anchor and the hole (rock). The technical result is achieved by the fact that on a friction hydraulic expansion tubular anchor, including a tube with a longitudinal ω-shaped fold folded inward along the entire length, an inflatable sleeve with an inflated hole and an emphasis for the washer, connected to the tube, while an additional layer is applied to the outer surface of the tube material that improves the adhesion of the anchor to the rock, said additional layer has inclusions of a material with a hardness not lower than the hardness of the anchor in the form of electrocorundum particles.

Description

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности, а именно к креплению горных выработок, в частности к анкерной крепи для слабых пород. The utility model relates to the mining industry, namely to the fastening of mine workings, in particular to anchoring for weak rocks.

Известен трубчатый анкер фрикционного типа (патент РФ № 1731959, МПК E21D21/00, з. 18.05.90, оп. 07.05.92), включающий разрезную трубу с развальцованным концом, заполненной расширяющейся при затвердевании смесью, снабжён опорной плиткой, закрепленной на развальцованном конце, а труба выполнена с поперечными разрезами, при этом в качестве заполняющей смеси использована смесь на основе строительной извести.A tubular friction type anchor is known (RF patent No. 1731959, IPC E21D21 / 00, z. 18.05.90, op. 07.05.92), including a split pipe with a flared end filled with a mixture that expands upon solidification, equipped with a support tile fixed at the flared end , and the pipe is made with transverse sections, while a mixture based on building lime is used as a filling mixture.

Недостаток известного трубчатого анкера фрикционного типа при установке его в породы с высокой твёрдостью недостаточное зацепление рельефа отверстия и рельефа анкера.The disadvantage of the well-known tubular friction type anchor when installed in rocks with high hardness is insufficient engagement of the relief of the hole and the relief of the anchor.

Известен фрикционный трубчатый анкер и раздувающий адаптер для него (пат. РФ на полезную модель № 243691, МПК E21D21/00, з. 26.07.2007, оп. 20.12.2011 Бюл. № 35), содержащий расширяемую трубку, соединенную с втулкой и при этом предусмотрена втулкообразная муфта, причем соединенная с расширяемой трубкой втулка вставлена во втулкообразную муфту, и при этом втулкообразная муфта в своем участке, который противолежит участку, который принимает втулку с расширяемой трубкой, выполнена с возможностью приема другого конструктивного элемента.Known friction tubular anchor and inflating adapter for it (US Pat. RF for utility model No. 243691, IPC E21D21/00, Z. 26.07.2007, op. 20.12.2011 Bull. No. 35), containing an expandable tube connected to the sleeve and when in this case, a sleeve-like sleeve is provided, wherein the sleeve connected to the expandable tube is inserted into the sleeve-shaped sleeve, and the sleeve-like sleeve in its section, which is opposite to the section that receives the sleeve with the expandable tube, is configured to receive another structural element.

Недостаток известного трубчатого анкера фрикционного типа при установке его в породы с высокой твёрдостью недостаточный коэффициент трения между анкером и породой, и, следовательно, недостаточное зацепление рельефа отверстия и рельефа анкера.The disadvantage of the well-known tubular friction type anchor when installed in rocks with high hardness is the insufficient coefficient of friction between the anchor and the rock, and, consequently, insufficient engagement of the relief of the hole and the relief of the anchor.

Наиболее близким по технической сущности является фрикционный трубчатый анкер и раздувающий адаптер для него (патент РФ № 207 877, МПК E21D21/00, 2021122441, з. 26.07.2021, оп 22.11.2021 Бюл. № 33), включающий трубку с продольной

-образной складкой, сложенной вовнутрь по всей длине, раздуваемую втулку с раздуваемым отверстием, и упором для шайбы, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными ребрами жесткости в виде складок, а наружная поверхность трубки выполнена рельефной.The closest in technical essence is a friction tubular anchor and an inflating adapter for it (RF patent No. 207 877, IPC E21D21 / 00, 2021122441, s.

-shaped pleat folded inward along the entire length, an inflatable sleeve with an inflated hole, and a washer stop, characterized in that it is provided with additional stiffening ribs in the form of folds, and the outer surface of the tube is embossed.

Недостаток известного фрикционного трубчатого анкера заключается в недостаточном коэффициенте трения между анкером и шпуром, пара металл камень имеет небольшой коэффициент трения 0.42до 0.5, что определяет недостаточное зацеплении рельефа отверстия и рельефа анкера. The disadvantage of the well-known friction tubular anchor is the insufficient coefficient of friction between the anchor and the hole, a pair of metal-stone has a small friction coefficient of 0.42 to 0.5, which determines insufficient engagement of the relief of the hole and the relief of the anchor.

Техническим результатом, на обеспечение которого направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение прочности закрепления в шпуре и повышение несущей способности трубчатой анкерной крепи фрикционного типа, за счет увеличения коэффициента трения между анкером и шпуром (породой).The technical result, which the proposed utility model is aimed at, is an increase in the strength of fastening in a hole and an increase in the bearing capacity of a friction-type tubular anchor lining, by increasing the coefficient of friction between the anchor and the hole (rock).

Технический результат достигается тем, что на фрикционном гидрораспорном трубчатом анкере, включающем трубку с продольной ɷ-образной складкой, сложенной вовнутрь по всей длине, раздуваемую втулку с раздуваемым отверстием и упором для шайбы, соединенной с трубкой, при этом на наружную поверхность трубки дополнительно нанесен слой материала, улучшающего сцепление анкера с породой, указанный дополнительный слой имеет включения материала с твердостью не ниже твердости анкера, в виде частиц электрокорунда.The technical result is achieved by the fact that on a friction hydraulic expansion tubular anchor, including a tube with a longitudinal ɷ- shaped fold folded inward along the entire length, an inflatable sleeve with an inflated hole and a stop for a washer connected to the tube, while an additional layer is applied to the outer surface of the tube material that improves the adhesion of the anchor to the rock, the specified additional layer has inclusions of a material with a hardness not lower than the hardness of the anchor, in the form of electrocorundum particles.

Нанесение дополнительного слоя на поверхности трубки, позволяет увеличить силу трения, возникающую между стенками шпура и стенками анкера в процессе раскрытия ɷ-образной складки под действием давления текучей среды, под давлением подаваемой через адаптер, надетый на втулку, через раздуваемое отверстие в полость трубки. Для особо твёрдых пород, в этот слой добавляется наполнитель с твёрдостью выше, чем у породы (например, электрокорунд), что обеспечивает врезание его в породу (размер частиц небольшой и высокая твёрдость) и стенку анкера при его раздувании, а дополнительный слой служит для удержания частиц на поверхности анкера до их врезания в шпур и анкер. После этого фрикционный трубчатый анкер надежно закрепляется в шпуре независимо от увлажненности и загрязненности стенок шпура.The application of an additional layer on the surface of the tube makes it possible to increase the friction force that occurs between the walls of the borehole and the walls of the anchor in the process of opening the ɷ- shaped fold under the action of the pressure of the fluid supplied under pressure through the adapter, put on the sleeve, through the inflated hole into the cavity of the tube. For especially hard rocks, a filler with a hardness higher than that of the rock (for example, electrocorundum) is added to this layer, which ensures that it cuts into the rock (particle size is small and high hardness) and the wall of the anchor when it is inflated, and an additional layer serves to hold particles on the surface of the anchor before they cut into the hole and the anchor. After that, the friction tubular anchor is securely fixed in the hole, regardless of the moisture content and contamination of the walls of the hole.

После того как давление жидкости внутри анкера становится равным нулю, сила зацепления анкера в шпуре определяется силой трения, которая увеличивается, если наносится дополнительный слой, увеличивающий трение, или слой с мелкими высокотвердыми включениями.After the fluid pressure inside the anchor becomes zero, the engagement force of the anchor in the hole is determined by the friction force, which increases if an additional friction-increasing layer or a layer with small, high-hard inclusions is applied.

На фиг.1 представлен фрикционный гидрораспорный трубчатый анкер - общий вид анкера; Figure 1 shows a friction hydraulic expansion tubular anchor - General view of the anchor;

на фиг 2 представлен анкер с дополнительным слоем на поверхности трубки;figure 2 shows the anchor with an additional layer on the surface of the tube;

на фиг. 3а изображен в раскрытом состоянии в шпуре с дополнительным слоем; in fig. 3a is shown in the open state in a hole with an additional layer;

на фиг. 3б изображен в раскрытом состоянии в шпуре с дополнительным слоем; имеющим включения материалов с высокой твердостьюin fig. 3b is shown in the open state in a hole with an additional layer; having inclusions of materials with high hardness

Фрикционный гидрораспорный трубчатый анкер состоит изFriction hydraulic expansion tubular anchor consists of

1 - раздуваемая втулка с упором для пластины 7;1 - inflatable sleeve with stop for plate 7;

2 - отверстие в раздуваемой втулке;2 - hole in the inflated sleeve;

3 - трубка со сложенной внутрь по всей длине ɷ-образной складкой;3 - a tube with an ɷ-shaped fold folded inward along its entire length;

4 - задняя втулка;4 - rear bushing;

5 - поверхность трубки, включая складку;5 - surface of the tube, including the fold;

6 - упор для анкерной пластины;6 - stop for the anchor plate;

7 - анкерная пластина;7 - anchor plate;

8 - дополнительный слой, нанесенный для увеличения трения;8 - an additional layer applied to increase friction;

9 - мелкие твердые включения;9 - small solid inclusions;

10 - шпур.10 - hole.

Трубка 3 имеет продольную ɷ-образную складку, которая образует замкнутую полость, при этом стенки трубки 3 и стенки складки герметично соединяются друг с другом в начале и конце, анкер устанавливается на трубку 3, устанавливается втулка 4, с противоположной стороны закрепляется раздувная втулка 1 и ее отверстие 2 герметично соединены с полостью трубки 3. Раздувная втулка 2 имеет упор 9 для установки пластины 7 и закрепления адаптера установки (на чертеже не показано) для подачи текучей среды при монтаже анкера.The tube 3 has a longitudinal ɷ- shaped fold, which forms a closed cavity, while the walls of the tube 3 and the walls of the fold are hermetically connected to each other at the beginning and end, the anchor is installed on the tube 3, the sleeve 4 is installed, the inflatable sleeve 1 is fixed on the opposite side and its opening 2 is hermetically connected to the cavity of the tube 3. The inflatable sleeve 2 has a stop 9 for installing the plate 7 and fixing the installation adapter (not shown in the drawing) for supplying fluid during the installation of the anchor.

На поверхность 5 нанесен дополнительный слой 8 или слой 8с мелкими включениями 9. Установка анкера производится следующим образом. После бурения шпуров в породе в шпур устанавливается анкер с анкерной пластиной 7, выполненной в виде прижимной шайбы (так как отверстие шпура намного больше (для анкера 27 мм рекомендуемое отверстие 32-38 мм), после чего к раздувной втулке (1) подключается насос высокого давления через адаптер (на чертеже не показан), и подается вода через отверстие втулки (2) в полость анкера. Под действием давления воды стенки трубки (3) расширяются, и ɷ-образная складка выдавливается наружу. При этом анкер расширяется и плотно заполняет объем шпура, при этом дополнительный слой 8 деформируется и увеличивает силу трения для высокопрочных пород, мелкие твёрдые частицы 9 врезаются в шпур (породу) и стенку анкера, надежно закрепляя его в шпуре независимо от увлажненности стенок шпура.An additional layer 8 or layer 8 with small inclusions 9 is applied to the surface 5. The anchor is installed as follows. After drilling holes in the rock, an anchor with an anchor plate 7 made in the form of a clamping washer is installed in the hole (since the hole in the hole is much larger (for an anchor of 27 mm, the recommended hole is 32-38 mm), after which a high-pressure pump is connected to the inflatable sleeve (1). pressure through the adapter (not shown in the drawing), and water is supplied through the hole of the sleeve (2) into the cavity of the anchor. Under the action of water pressure, the walls of the tube (3) expand, and the ɷ- shaped fold is squeezed out. In this case, the anchor expands and densely fills the volume hole, while the additional layer 8 is deformed and increases the friction force for high-strength rocks, small solid particles 9 cut into the hole (rock) and the wall of the anchor, securely fixing it in the hole, regardless of the moisture content of the walls of the hole.

Установка анкеравозможна в шпурах определенного размера, пробуренных в породах различной крепости с практически одинаковой несущей способностью.Anchor installation is possible in holes of a certain size, drilled in rocks of various strengths with almost the same bearing capacity.

Claims

Friction hydraulic expansion tubular anchor, including a tube with a longitudinal ɷ- shaped fold folded inward along its entire length, an inflatable sleeve with an inflatable hole and a stop for a washer connected to the tube, while a layer of material is additionally applied to the outer surface of the tube, which improves the adhesion of the anchor to the rock , characterized in that said additional layer has inclusions of a material with a hardness not lower than the hardness of the anchor in the form of electrocorundum particles.