RU2178082C2

RU2178082C2 - Cable anchor

Info

Publication number: RU2178082C2
Application number: RU99117674A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Ануфриев; А.В. Сурков; Г.С. Франкевич; Г.Г. Штумпф
Original assignee: Ануфриев Виктор Евгеньевич
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2002-01-10

Abstract

FIELD: mining industry, particularly, bolting of mine working contours. SUBSTANCE: cable anchor consists of many wires of cable strands, cable boxes for connection of wire ends of cable strands, limiters of radial displacement of wires of cable strands. Cable box is threaded with rod of anchor tail having supporting members and supporting nut. Cable box has conical surface engageable with external wires of cable strands between which wedge is installed. Cable strands located in boreholes made in geological structure are separated by inserts in intervals between limiters of radial displacement of cable strand wires for relative motion and bending of cable strands. Separated cable strands may be embraced from outside by conical sleeve separated into pairs along axis. Conical sleeve is provided with flexible feathers. Wedge may be made in the form of discrete sleeve embracing central wire of cable and have external conical surface and thread on surfaces of contact with cable wires. Wedge may have hollows mating profile of cable strands embraced by it. EFFECT: improved bolting due to provision of high prestressing. 4 cl, 8 dwg

Description

Предложение относится к горной промышленности, в частности к анкерам глубокого заложения для крепления контура выработок, когда необходимая длина анкера превосходит высоту выработки. The proposal relates to the mining industry, in particular to deep-laid anchors for securing the workings contour when the required length of the anchor exceeds the working height.

Известен канатный анкер /1/, в котором элементы открытой поверхности спиральных наружных прядей имеют форму углублений, расположенных наклонно относительно продольной оси. Углубления выполнены на поверхности проволок накаткой. На трос навинчивается муфта, имеющая многогранную форму для создания крутящего момента при затяжке троса. Known cable anchor / 1 /, in which the elements of the open surface of the spiral outer strands have the form of recesses located obliquely relative to the longitudinal axis. The recesses are made on the surface of the wire knurled. A clutch having a multifaceted shape is screwed onto the cable to create torque when tightening the cable.

Недостаток такого анкера состоит в том, что прочность внешних проволок ослабляется при переходе к накатанной резьбе. Поэтому для обеспечения необходимой несущей способности требуется введение дополнительного количества проволок вокруг центральной. The disadvantage of this anchor is that the strength of the outer wires is weakened when moving to the knurled thread. Therefore, to provide the necessary bearing capacity, the introduction of an additional number of wires around the central one is required.

Наиболее близким аналогом по технической сущности является система штанговой крепи с использованием скрученного каната /2/, которая состоит из множества отдельных канатов и узла для соединения первых концов каждого каната. The closest analogue in technical essence is the rod support system using twisted rope / 2 /, which consists of many separate ropes and a node for connecting the first ends of each rope.

Недостаток такого анкера состоит в том, что отсутствует возможность создания высокого предварительного натяжения незамедлительно после установки анкера в скважину и закрепления его цементирующими смесями нагнетательным способом. При закреплении каната цементирующими смесями в ампулах отсутствует возможность эффективного перемешивания закрепляющих смесей с отвердителем. Такой анкер неэффективно выполняет функцию сшивки слоев пород вследствие их расслоений и конструктивных недостатков анкера, не обеспечивающего полноту передачи нагрузки со стенок скважины на грузонесущий канат. The disadvantage of such an anchor is that it is not possible to create a high pre-tension immediately after installing the anchor in the well and fixing it with cementing mixtures by the injection method. When fixing the rope with cementitious mixtures in ampoules, there is no possibility of efficient mixing of the fixing mixtures with the hardener. Such an anchor inefficiently performs the function of stitching rock layers due to their stratification and structural defects of the anchor, which does not ensure the completeness of the transfer of load from the walls of the well to the load-carrying rope.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества крепления за счет обеспечения возможности создания высокого (до 70% от номинальной нагрузки) предварительного натяжения, повышения качества выполняемой функции сшивки, эффективности перемешивания цементирующих смесей, обеспечение податливости. The aim of the invention is to improve the quality of fastening by providing the ability to create high (up to 70% of the nominal load) pre-tension, improve the quality of the function of crosslinking, the effectiveness of mixing cementitious mixtures, ensuring flexibility.

Указанная цель достигается тем, что в канатном анкере, состоящем из множества проволок, прядей и имеющем муфту для соединения концов проволок, прядей, ограничители радиального перемещения проволок каната, опорные элементы и опорную гайку, муфта соединена резьбой со стержнем хвостовика анкера, на котором размещены опорные элементы и опорная гайка, и имеет коническую поверхность, с которой взаимодействуют наружные проволоки прядей каната, между которыми размещен клин, причем пряди каната, размещенные в скважине, образованной в геологической структуре, в интервалах между ограничителями радиального перемещения проволок прядей каната, разъединены вставками с возможностью относительного перемещения и изгиба проволок каната, и которые охвачены с внешней стороны разделенной вдоль оси на части конической втулкой, снабженной упругими усами. Клин выполнен в виде несплошной втулки, охватывающей центральную проволоку каната, и имеет внешнюю коническую поверхность и резьбу на поверхностях контакта с проволоками каната. Клин имеет впадины, совпадающие с профилем охватывающих его прядей каната. This goal is achieved by the fact that in a cable anchor consisting of a plurality of wires, strands and having a coupling for connecting the ends of the wires, strands, limiters of the radial movement of the rope wires, support elements and a support nut, the coupling is threaded to the shaft of the anchor shank, on which the support elements and a support nut, and has a conical surface with which the outer wires of the strands of the rope interact, between which a wedge is placed, and the strands of the rope placed in a well formed in geological second structure, in the intervals between the radial movement limiters wire rope strands are disconnected inserts with the possibility of relative movement and the bending wire rope, and are covered on the outer side divided axially apart conical sleeve provided with resilient whiskers. The wedge is made in the form of a non-continuous sleeve covering the central wire of the rope, and has an external conical surface and thread on the contact surfaces with the wires of the rope. The wedge has hollows that coincide with the profile of the strands of rope covering it.

Присоединение к муфте стержня, выполняющего функцию хвостовика анкера, позволяет создать необходимый запас резьбы для хода опорной гайки (при минимальном расходе стали) и тем самым создать достаточное предварительное натяжение анкера. The attachment to the coupling of the rod, which serves as the anchor shank, allows you to create the necessary thread reserve for the movement of the support nut (with a minimum consumption of steel) and thereby create a sufficient preliminary tension of the anchor.

Коническая поверхность муфты и введение клина в муфту между проволоками прядей каната обеспечивает надежное соединение каната с муфтой и дополнительную податливость анкера за счет проскальзывания каната относительно муфты. Величина этого проскальзывания зависит от нагрузки. Кроме того, дополнительная податливость анкера кроме упругих деформаций каната обеспечивается опорной полусферической шайбой на величину, равную радиусу сферической поверхности. The conical surface of the coupling and the introduction of a wedge into the coupling between the wires of the strands of the rope provides a reliable connection of the rope to the coupling and additional flexibility of the anchor due to slipping of the rope relative to the coupling. The magnitude of this slip depends on the load. In addition, the additional flexibility of the anchor, in addition to the elastic deformations of the rope, is provided by the hemispherical support washer by an amount equal to the radius of the spherical surface.

При закреплении анкера полимербетоном для его перемешивания и прочного сцепления с цементирующим материалом в скважине проволоки пряди каната разъединены в интервалах между ограничителями жесткими вставками, выполненными в виде скоб или конических втулок. When fixing the anchor with polymer concrete for its mixing and strong adhesion to the cementing material in the borehole, the wire strands of the rope are disconnected in the intervals between the limiters by rigid inserts made in the form of brackets or conical bushings.

Для обеспечения незамедлительного начального натяжения канатного анкера при закреплении его цементирующими смесями нагнетательным способом пряди каната в местах их контактного рассоединения с внешней стороны охвачены разделенной вдоль оси на части конической втулкой, снабженной упругими усами. Коническая втулка при взаимодействии с утолщением каната выполняет функцию замка анкера при закреплении его цементирующими смесями. To ensure immediate initial tension of the cable anchor when fixing it with cementing mixtures by the injection method, the strands of the rope in the places of their contact disconnection from the outside are covered by a conical sleeve divided along the axis into parts, equipped with an elastic mustache. When interacting with the thickening of the rope, the conical sleeve acts as an anchor lock when securing it with cementitious mixtures.

По сравнению с аналогом /1/ в предлагаемом решении повышается прочность каната при том же количестве проволок за счет замены резьбового соединения муфты с канатом на соединение посредством использования конической поверхности муфты и введения клина. Compared with the analogue / 1 /, the proposed solution increases the strength of the rope with the same number of wires by replacing the threaded connection of the coupling with the rope to the connection by using the conical surface of the coupling and introducing a wedge.

По сравнению с прототипом /2/ улучшается качество крепления путем обеспечения возможности создания высокого предварительного натяжения за счет запаса резьбы на шпильке, выполняющей функцию хвостовика анкера, и за счет введения замков анкера. Кроме того, введение клина и конической поверхности в муфте увеличивает величину податливости анкера. Compared with the prototype / 2 /, the quality of fastening is improved by providing the possibility of creating high pre-tension due to the stock of threads on the stud, which serves as the shank of the anchor, and by introducing locks of the anchor. In addition, the introduction of a wedge and a conical surface in the sleeve increases the flexibility of the anchor.

Анализ источников информации позволяет сделать вывод о том, что предложение удовлетворяет признаку "новизна и полезность". Analysis of information sources allows us to conclude that the proposal satisfies the sign of "novelty and utility."

Сущность предложения поясняется фиг. 1-8. The essence of the proposal is illustrated in FIG. 1-8.

На фиг. 1 представлен общий вид канатного анкера, закрепленного в скважине геологической структуры. In FIG. 1 shows a general view of a cable anchor fixed in a well of a geological structure.

На фиг. 2 представлено поперечное сечение муфты, соединяющей концы семижильного каната. In FIG. 2 shows a cross section of a sleeve connecting the ends of a seven-core cable.

На фиг. 3 - поперечное сечение муфты, соединяющей концы двух прядей каната. In FIG. 3 is a cross section of a coupling connecting the ends of two strands of rope.

На фиг. 4 - поперечное сечение муфты, соединяющей концы трех прядей каната. In FIG. 4 is a cross-section of a sleeve connecting the ends of three strands of rope.

На фиг. 5 - поперечное сечение муфты, соединяющей концы четырех прядей каната. In FIG. 5 is a cross section of a coupling connecting the ends of four strands of rope.

На фиг. 6 - конструкция муфты. In FIG. 6 - coupling design.

На фиг. 7а, б - упругое кольцо. In FIG. 7a, b — elastic ring.

Канатный анкер, установленный в скважине 1 (фиг. 1), включает канаты 2 (канат), охваченные ограничителями 3 радиального перемещения проволок прядей каната, вставки 4 в виде скоб или конических втулок, прерывающие контактное взаимодействие прядей каната в интервалах между ограничителями 3, стержень (шпильку) 5, соединенный резьбовым соединением с муфтой 6, соединенной с канатами (канатом) 2 посредством клина 7. Установленный в скважине 1 канатный анкер закреплен цементной смесью (или полимербетоном) 8. В устье скважины 1 для подачи цементных смесей 8 установлен герметизатор 9, выполненный с отверстиями для шлангов 10, 11. Шланг 10 предназначен для подачи раствора цементных смесей. Шланг 11 предназначен для отвода воздуха. Муфта 6 (фиг. 6) выполнена в виде втулки. Осевое отверстие выполнено ступенчатым с коническим переходом с большего диаметра на меньший. Отверстие большего диаметра имеет резьбу для соединения со стержнем (шпилькой) 5. Стержень 5 выполняет функцию хвостовика анкера, на котором установлены опорные элементы: полусферическая опорная шайба 12, промежуточная шайба 13, опорная гайка 14. Опорные элементы взаимодействуют с геологической структурой через решетчатую перетяжку 15. Для создания высокого начального натяжения канатного анкера, закрепляемого нагнетательным способом цементирующими смесями, канат снабжен замками. Клином замков служит канат 2 в местах прерывания контактного взаимодействия прядей каната вставками 4 в интервалах между ограничителями 3. В качестве распорной гильзы используется коническая втулка 16, разделенная вдоль оси на части, которые соединены между собой, образуя коническую втулку 16, упругими кольцами 17. Концы упругих колец 17 (фиг. 7) загнуты и образуют упругие усы. Кольца 17 размещены в кольцевой проточке втулки 16, выполненной со стороны контакта втулки со стенками скважины. Упругие усы колец 17 предотвращают обратный ход втулки 16. Расстояние между концами упругих усов до момента размещения каната в скважине больше диаметра скважины на 6-8 мм. В собранном виде к канату 2 прикреплен воздухоотводящий шланг 11 для отвода воздуха из скважины при нагнетательном способе закрепления анкера. The rope anchor installed in the borehole 1 (Fig. 1) includes ropes 2 (rope) covered by limiters 3 of radial movement of wire strands, inserts 4 in the form of brackets or conical bushings, interrupting the contact interaction of the strands of rope in the intervals between the limiters 3, the rod (stud) 5 connected by a threaded connection to a sleeve 6 connected to ropes (rope) 2 by means of a wedge 7. A wire anchor installed in the well 1 is fixed with cement mixture (or polymer concrete) 8. At the wellhead 1 for supplying cement mixtures 8 a sealant 9 is installed, made with holes for the hoses 10, 11. The hose 10 is designed to supply a solution of cement mixtures. Hose 11 is designed for air exhaust. The clutch 6 (Fig. 6) is made in the form of a sleeve. The axial hole is made stepwise with a conical transition from a larger diameter to a smaller one. The hole with a larger diameter has a thread for connection with the rod (stud) 5. The rod 5 performs the function of the shank of the anchor on which the supporting elements are installed: a hemispherical supporting washer 12, an intermediate washer 13, a supporting nut 14. The supporting elements interact with the geological structure through a lattice constriction 15 . To create a high initial tension of the cable anchor, secured by the injection method with cementing mixtures, the rope is equipped with locks. The wedge of the locks is the rope 2 at the points of interruption of the contact interaction of the strands of the ropes with inserts 4 in the intervals between the stops 3. As a spacer sleeve, a conical sleeve 16 is used, divided along the axis into parts that are connected to each other, forming a conical sleeve 16, with elastic rings 17. Ends elastic rings 17 (Fig. 7) are bent and form an elastic mustache. Rings 17 are placed in the annular groove of the sleeve 16, made from the side of the contact of the sleeve with the walls of the well. The elastic whiskers of the rings 17 prevent the reverse movement of the sleeve 16. The distance between the ends of the elastic mustache until the rope is placed in the well is 6-8 mm larger than the diameter of the well. Assembled to the rope 2 is attached an air outlet hose 11 for venting air from the well with the injection method of securing the anchor.

Основным элементом, соединяющим муфту 6 с канатами (канатом) 2, является клин 7. Число прядей каната в анкере определяется из расчета необходимой несущей способности анкеров в зависимости от их длины, плотности установки. Несколько прядей каната 2 закрепляются (фиг. 3, 4, 5) в муфте 6 посредством клина 7, выполненного коническим с продольными впадинами, совпадающими с профилем охватывающих его прядей каната 2. The main element connecting the clutch 6 with the ropes (rope) 2 is the wedge 7. The number of strands of rope in the anchor is determined from the calculation of the necessary bearing capacity of the anchors depending on their length and installation density. Several strands of rope 2 are fixed (Fig. 3, 4, 5) in the sleeve 6 by means of a wedge 7 made conical with longitudinal hollows coinciding with the profile of the strands of rope 2 surrounding it.

При использовании каната с прядями в виде проволок (7 штук, например, арматурный канат К-7) клин 7 выполнен в виде несплошной втулки (фиг. 2), охватывающей центральную проволоку каната, и имеет внешнюю коническую поверхность и резьбу на поверхностях контакта с проволоками каната. Несплошность втулки 7 создается продольной прорезью. Резьба предназначена для увеличения сцепления и трения клина 7 с проволоками каната 2. When using a rope with strands in the form of wires (7 pieces, for example, K-7 reinforcing rope), the wedge 7 is made in the form of a non-continuous sleeve (Fig. 2), covering the central wire of the rope, and has an external conical surface and thread on the contact surfaces with wires the rope. The discontinuity of the sleeve 7 is created by a longitudinal slot. The thread is designed to increase the adhesion and friction of the wedge 7 with the wires of the rope 2.

Канатный анкер устанавливают и закрепляют способом нагнетания цементных смесей (смол) или механическим способом полимербетоном. Нагнетательный способ используется при наличии водопритоков из скважины. Механический способ используется при отсутствии водопритоков из скважины. Механический способ состоит в досылке ампул с закрепляющим материалом в скважину анкером, в досылке анкера с вращением до упора его торца в дно скважины, в перемешивании полимербетона анкером путем его вращения, в ожидании времени отвердения, в предварительном натяжении. В таком случае вращение анкера необходимо для перемешивания закрепляющих смесей с отвердителем. При закреплении анкера смолой в ампулах вставки 4, увеличивающие диаметр каната, выполняют функцию смесителя для качественного перемешивания смолы с отвердителем. В дальнейшем, после отвердения смолы, образованные вставками 4 "узлы" каната увеличивают силу сцепления каната со смолой. The rope anchor is installed and fixed by the method of injection of cement mixtures (resins) or mechanically by polymer concrete. The injection method is used in the presence of water inflow from the well. The mechanical method is used in the absence of water inflow from the well. The mechanical method consists in sending the ampoules with the fixing material to the borehole with an anchor, in sending the ampoules with rotation of the end face to the bottom of the well, in mixing the polymer concrete with the anchor by rotating it, in anticipation of the curing time, in pre-tension. In this case, the rotation of the anchor is necessary for mixing the fixing mixtures with the hardener. When fixing the anchor with resin in ampoules of the insert 4, increasing the diameter of the rope, serve as a mixer for high-quality mixing of the resin with the hardener. Subsequently, after hardening of the resin, the rope “nodes” formed by the inserts 4 increase the adhesion force of the rope to the resin.

Установка канатного анкера, закрепляемого цементирующими смесями нагнетательным способом, осуществляется следующим образом. После окончания бурения скважины 1 (фиг. 1) в нее вставляют в собранном виде канатный анкер. В местах уширения вкладыш 4 разъединяет пряди каната. В этих местах канат имеет увеличенный диаметр. Интервал уширения ограничен обжимными втулками 3, которые ограничивают радиальное перемещение прядей каната. На втулки 3 оперты торцы конических втулок 16, которые состоят из долек, соединенных в коническую втулку кольцами 17 с упругими усами. Расстояние между концами упругих усов на 6-8 мм больше диаметра скважины. В собранном виде к канату 2 прикреплен воздухоотводящий шланг 11. The installation of the cable anchor, fixed cementing mixtures discharge method, as follows. After the drilling of the well 1 (Fig. 1) is completed, a wire anchor is inserted into it in assembled form. In places of broadening, the liner 4 separates the strands of the rope. In these places the rope has an increased diameter. The broadening interval is limited by crimp bushings 3, which limit the radial movement of the strands of the rope. On the bushings 3, the ends of the conical bushings 16 are supported, which consist of lobes connected to the conical bush by rings 17 with an elastic mustache. The distance between the ends of the elastic mustache is 6-8 mm larger than the diameter of the well. Assembled to the rope 2 attached to the exhaust pipe 11.

После досылки до упора в дно скважины анкер не может выпасть, т. к. удерживается упругими усами колец 17 конических втулок 16. Верхний открытый торец шланга 11 размещен у забоя скважины. У устья скважины канат соединен с муфтой 6 посредством клина 7. В муфту ввинчен конец стержня 5. После досылки анкера на хвостовик 5 надевают герметизатор 9 до упора его фланцами в устье скважины. Затем на хвостовик 5 надевают опорные элементы 12, 13 и закрепляют их гайкой 14. При вращении гайки 14 на хвостовике 5 муфта 6 и канат 2 перемещаются к устью скважины. Дольки конической втулки 16 не имеют обратного хода, т. к. оперты на стенки скважины упругими усами колец 17, размещенных в кольцевой впадине втулки 16. Уширения каната 2 заходят в коническую втулку 16, раздвигая ее дольки до упора в стенки скважины 1. Конические втулки 16 с внешней стороны выполнены с кольцевыми выступами, которыми они внедряются в стенки скважины, увеличивая сцепление с ними. Уширения каната 2, образованные вкладышами 4, выполняют функцию распорного клина при взаимодействии с конической втулкой 16 при перемещении каната к устью скважины. Таким образом, вращением гайки 14 на хвостовике 5 создается предварительное натяжение каната 2 при его взаимодействии с коническими втулками 16. После предварительного натяжения в устье скважины 1 через отверстие фланца герметизатора 9 вставляют конец подающего шланга 10. Противоположный конец шланга 10 подсоединен к насосу. После установки анкера насосом через шланг 10 заполняют скважину 1 цементирующей смесью 8. При этом воздух из скважины 1 отводится через воздухоотводящий контрольный шланг 11. Контролем полного заполнения скважины раствором смеси 8 является появление на выходе шланга 11 этого раствора. По окончании процесса заполнения скважины 1 раствором смеси 8 подающий шланг 10 зажимают хомутом и отрезают от остальной части. Под действием сил горного давления контур неустойчивой части массива вокруг выработки расширяется, т. е. увеличивает свой объем за счет расслоения, появления новых и раскрытия старых трещин, дислокации. При этом устье скважины перемещается в сторону выработки, оказывая силовое давление через перетяжку 15 на опорную 12 и промежуточную 13 шайбы, на опорную гайку 14, которая соединена со стержнем 5 резьбовым соединением. Стержень 5 через резьбовое соединение передает растягивающую нагрузку на муфту 6, которая конической поверхностью и узким отверстием взаимодействует с наружными проволоками каната. Конец каната под действием нагрузки со стороны муфты 6 проскальзывает. Вместе с проскальзыванием каната 2 относительно муфты 6 перемещается и клин 7, который размещен внутри прядей (проволок) каната. Сцепление и трение клина с проволоками каната усилено резьбой на поверхности клина. Поэтому клин относительно каната не перемещается. С перемещением клина 7 в сторону узкого отверстия муфты 6 усиливается трение наружных проволок каната о коническую поверхность муфты. В конечном итоге силы трения каната 2 о стенку муфты 6 уравновешивают действующие осевые нагрузки на муфту. After sending it all the way to the bottom of the well, the anchor cannot fall out, because it is held by the elastic mustache of the rings 17 of the conical sleeves 16. The upper open end of the hose 11 is located at the bottom of the well. At the wellhead, the rope is connected to the sleeve 6 by means of a wedge 7. The end of the rod 5 is screwed into the sleeve. After sending the anchor, the sealant 9 is put on the sealant 9 until it stops with flanges at the wellhead. Then, supporting elements 12, 13 are put on the shank 5 and fixed with a nut 14. When the nut 14 is rotated on the shank 5, the sleeve 6 and the rope 2 are moved to the wellhead. The segments of the conical sleeve 16 do not have a reverse stroke, because the elastic walls of the rings 17 supported in the annular cavity of the sleeve 16 are supported on the borehole 16. The broadening of the rope 2 enters the conical sleeve 16, pushing its segments all the way into the borehole walls 1. Conical bushings 16 from the outside are made with annular protrusions with which they are embedded in the walls of the well, increasing adhesion with them. The broadening of the rope 2, formed by the liners 4, perform the function of a spacer wedge when interacting with the conical sleeve 16 when moving the rope to the wellhead. Thus, the rotation of the nut 14 on the shank 5 creates a preliminary tension of the rope 2 when it interacts with the conical sleeves 16. After the preliminary tension, the end of the supply hose 10 is inserted through the hole of the flange of the sealant 9. The opposite end of the hose 10 is connected to the pump. After installing the anchor, the pump 1 through the hose 10 fills the well 1 with cementitious mixture 8. At the same time, air from the well 1 is discharged through the air exhaust control hose 11. The complete filling of the well with the solution of mixture 8 is controlled by the appearance of this solution at the outlet of the hose 11. At the end of the process of filling the well 1 with a solution of mixture 8, the supply hose 10 is clamped with a hose clamp and cut off from the rest. Under the influence of rock pressure forces, the contour of the unstable part of the array around the mine expands, that is, increases its volume due to stratification, the appearance of new and the opening of old cracks, dislocations. In this case, the wellhead moves to the production side, exerting force pressure through the constriction 15 onto the support 12 and intermediate washers 13, onto the support nut 14, which is connected to the shaft 5 by a threaded connection. Rod 5 through a threaded connection transfers a tensile load to the sleeve 6, which interacts with the outer wires of the rope with a tapered surface and a narrow hole. The end of the rope under the influence of the load from the sleeve 6 slides. Together with the slipping of the rope 2 relative to the clutch 6, the wedge 7 is also moved, which is placed inside the strands (wires) of the rope. The adhesion and friction of the wedge with the wire of the rope is reinforced by threads on the surface of the wedge. Therefore, the wedge relative to the rope does not move. With the movement of the wedge 7 in the direction of the narrow hole of the sleeve 6, the friction of the outer wires of the rope against the conical surface of the sleeve is enhanced. Ultimately, the friction forces of the rope 2 against the wall of the coupling 6 balance the effective axial loads on the coupling.

Противоположный конец каната 2 закреплен на отрезке скважины 1 в устойчивой части приконтурного массива выработки. Цементирующая смесь 8 заполняет все впадины неровной поверхности скважины 1, имеет прочную адгезию со стенками скважины и канатом, заполняет разрывы контактной сплошности проволок каната 2, образованные вставками 4. Под действием осевой нагрузки канат 2, опираясь на стенки отвердевшей цементной смеси прядями, ограничителями радиального перемещения проволок каната, "узлами" каната, образованными вставками 4, подвергает отвердевшую смесь 8 на интервале устойчивой части массива сдвиговым напряжениям. Вследствие того что сдвиговая прочность смеси 8 превосходит действующие нагрузки, канат 2 в устойчивой части массива надежно закреплен и не может перемещаться к устью скважины относительно ее стенок. Этому препятствуют "узлы" каната. В неустойчивой части приконтурного массива канат подвержен упругим деформациям, цементная смесь 8 под действием растягивающих нагрузок растрескивается, расслаивается вместе с приконтурным массивом. Однако отделится от устойчивой части массива она не может, т. к. этому препятствуют опорные элементы 12, 13, 14 анкера в устье скважины и "узлы" каната, с которыми связана отвердевшая цементная смесь. Вследствие того что дилатансионные процессы (расширение) приконтурного массива в неустойчивой части неизбежны, то для защиты каната от перегрузок предназначена податливая опорная полусферическая шайба 12. Ее нагрузочная характеристика выбирается более низкой по отношению к нагрузочной характеристике системы "канат -муфта - стержень". Податливость опорной полусферической шайбы определяется меридиональным радиусом полусферы. Толщина стенок опорной полусферической шайбы и радиус определяют параметры ее нагрузочной характеристики. The opposite end of the rope 2 is fixed on the segment of the well 1 in the stable part of the near-edge array of production. The cementitious mixture 8 fills all the hollows of the uneven surface of the well 1, has strong adhesion with the walls of the well and the rope, fills the contact continuity gaps of the wires of the rope 2, formed by the inserts 4. Under the action of the axial load, the rope 2, resting on the walls of the hardened cement mixture with strands that limit the radial movement wire ropes, "nodes" of the rope formed by the inserts 4, exposes the hardened mixture 8 on the interval of the stable part of the array shear stresses. Due to the fact that the shear strength of the mixture 8 exceeds the existing loads, the rope 2 in the stable part of the array is reliably fixed and cannot move to the wellhead relative to its walls. This is prevented by the "nodes" of the rope. In the unstable part of the near-edge array, the rope is subject to elastic deformations, the cement mixture 8 under the action of tensile loads cracks, delaminates along with the near-edge array. However, it cannot separate from the stable part of the massif, because the anchor support elements 12, 13, 14 at the wellhead and the rope “knots” that harden the cement mixture are interfered with this. Due to the fact that dilatation processes (expansion) of the near-edge array in the unstable part are unavoidable, a flexible hemispherical washer 12 is designed to protect the rope from overloads. Its load characteristic is chosen lower with respect to the load characteristic of the "rope-coupling-rod" system. The compliance of the support hemispherical washer is determined by the meridional radius of the hemisphere. The wall thickness of the hemispherical support washer and the radius determine the parameters of its load characteristics.

За счет значительного предварительного натяжения анкер быстрее включается в работу, снижая расслоение. При этом создается некоторое состояние объемного сжатия приконтурного массива, которое увеличивает остаточную прочность приконтурного массива в его неустойчивой части. Осуществление предварительного натяжения на любую заданную величину возможно благодаря введению замков в виде конических втулок и достаточному запасу резьбы на стержне 5 при меньших затратах на металл по сравнению с прототипом. Due to the significant pre-tensioning, the anchor is quickly included in the work, reducing delamination. This creates a certain state of volumetric compression of the edge massif, which increases the residual strength of the side massif in its unstable part. The implementation of pre-tensioning at any given value is possible due to the introduction of locks in the form of conical bushings and a sufficient supply of thread on the rod 5 at a lower cost for metal compared to the prototype.

Таким образом соединение каната с жестким хвостовиком муфтой посредством клина в отличие от прототипа /2/ улучшает качество крепления путем обеспечения возможности создания высокого предварительного натяжения за счет наличия резьбы на хвостовике 5 с опорной гайкой 14 и за счет введения замков 16. Thus, the connection of the rope with a rigid shank by means of a wedge, in contrast to the prototype / 2 / improves the quality of fastening by providing the possibility of creating high pre-tension due to the presence of threads on the shank 5 with the support nut 14 and due to the introduction of locks 16.

Образование вставками 4 участков уширения по длине каната улучшает функцию сшивки анкера, при которой увеличивается доля передачи нагрузки со стороны слоев пород приконтурного массива на анкер и тем самым снижается нагрузка на опорные элементы анкерной крепи. Это позволяет применять более дешевые облегченные конструкции опорных элементов анкерной крепи. The formation of 4 sections of broadening along the length of the rope by inserts improves the anchor cross-linking function, in which the proportion of load transfer from the side of rock layers of the near-mass array to the anchor increases, and thereby the load on the supporting elements of the anchor support is reduced. This allows the use of cheaper lightweight support structures for anchor supports.

Источники информации
1. Патент GB 2281366 A1 Е 21 D 21/00. Изобретения стран мира. Вып. 063 01/70 с. 3.Sources of information
1. Patent GB 2281366 A1 E 21 D 21/00. Inventions of the countries of the world. Vol. 063 01/70 s. 3.

2. Патент WO 9505524 A1 Е 21 D 21/00. Изобретения стран мира. Вып. 063 05/96 с. 10. 2. Patent WO 9505524 A1 E 21 D 21/00. Inventions of the countries of the world. Vol. 063 05/96 sec. 10.

Claims

1. Rope anchor, consisting of many wires of rope strands, couplings for connecting the ends of wire strands of rope, limiters for radial movement of wire strands of rope, characterized in that the coupling is threaded to the shaft of the shank of the anchor, on which the supporting elements and the support nut are placed, and has the conical surface with which the outer wires of the strands of the rope interact, between which a wedge is placed, and the strands of the rope placed in the borehole formed in the geological structure, in the intervals between nichitelyami radial displacement wire rope strands are separated inserts with possibility of relative movement and the bending of the rope strands.

2. The rope anchor according to claim 1, characterized in that the wedge is made in the form of a non-continuous sleeve covering the central wire of the rope and has an external conical surface and thread on the contact surfaces with the wires of the rope.

3. The rope anchor according to claim 1, characterized in that the wedge has depressions that coincide with the profile of the strands of rope covering it.

4. The rope anchor according to claim 1, characterized in that the strands of the rope separated by the inserts are covered on the outside by a conical sleeve divided along the axis into parts, provided with an elastic mustache.