RU2205960C1

RU2205960C1 - Roof bolting

Info

Publication number: RU2205960C1
Application number: RU2001125179A
Authority: RU
Inventors: В.И. Магдыч; В.К. Новосадов; О.А. Утиралов; В.А. Юрченко
Original assignee: Закрытое акционерное общество "СибТрансУголь"
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: mining; applicable in support of mine workings. SUBSTANCE: roof bolting is effected with use of securing bushing, anchor including load-carrying rod with supporting member of screw and tip, supporting washer and nut. Securing bushing covers one or more cartridges of mineral fixing agents of anchors. Supporting member of load-carrying rod of anchor is made in form of length of single - or multithreaded screw sections. Tip is made in form of n-sided pyramid. Mineral fixing agent is cartridged in water-permeable shell filled with expanding cement mixture immersed in water before its installation in borehole. Expanding cement mixture may consists of portland cement, alumina slag, gypsum and setting accelerator in form of soda ash. Parameters of supporting member of single-or multithread screw sections, number of pyramid sides and angle at vertex of tip pyramid are selected depending on conditions of roof bolting application and physico- mechanical properties of cartridged mineral fixing agent of anchors. EFFECT: reduced time taken for roof bolting installation and reduced labor input of its manufacture. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к креплению горных выработок, а именно к анкерной крепи. The invention relates to the fastening of mine workings, namely to anchor support.

В мировой практике широко применяются различные виды анкерных крепей, которые обеспечивают в различной степени упрочнение пород свода горной выработки, тем самым исключая обрушение свода. В настоящее время нашли широкое применение в производстве горных работ крепи анкерно-стержневых видов с быстротвердеющими органическими или минеральными наполнителями. В основном все виды таких крепей сводятся к стержневым анкерам с ампульным наполнителем органическими или минеральными быстротвердеющими составами [1]. In world practice, various types of anchor supports are widely used, which provide, to varying degrees, hardening of the rocks of the arch of mining, thereby eliminating the collapse of the arch. Nowadays, they are widely used in mining operations for supporting anchor-rod species with quick-hardening organic or mineral fillers. Basically, all types of such supports are reduced to rod anchors with ampoule filling with organic or mineral quick-hardening compounds [1].

Известна конструкция анкерной крепи, включающая установленный в скважине грузонесущий стержень с эксцентрично поставленной опорной головкой на его замковом конце, минеральный заполнитель, подпорный элемент с эксцентрично поставленной шайбой. Головка имеет торцевую часть в виде усеченного конуса с углом наклона к оси грузонесущего стержня 1-15^o, снабженную бороздкой. Причем отношение длины конической части к цилиндрической равно 1:(1,8-2), а высота цилиндрической части составляет не менее диаметра скважины, зазор между цилиндрической частью и стеной скважины равен 3,0-3,3% от диаметра скважины, при этом минеральный заполнитель берут с крупностью зерен 5-100% от зазора. Кроме того, в анкерной крепи между минеральным заполнителем и шайбой установлена эксцентричная эластичная шайба [2].A known construction of anchor support, including a load-bearing rod installed in the well with an eccentrically mounted support head at its locking end, mineral aggregate, retaining element with an eccentrically placed washer. The head has an end part in the form of a truncated cone with an angle of inclination to the axis of the load-bearing rod 1-15 ^o , equipped with a groove. Moreover, the ratio of the length of the conical part to the cylindrical is 1: (1.8-2), and the height of the cylindrical part is not less than the diameter of the well, the gap between the cylindrical part and the wall of the well is 3.0-3.3% of the diameter of the well, mineral aggregate is taken with a grain size of 5-100% of the gap. In addition, an eccentric elastic washer is installed in the anchor support between the mineral filler and the washer [2].

Недостатками известного технического решения являются сложность конструкции анкера, высокая трудоемкость его изготовления и установки, низкая скорость закрепления. The disadvantages of the known technical solutions are the complexity of the design of the anchor, the high complexity of its manufacture and installation, low fastening speed.

Наиболее близким аналогом является анкерная крепь, включающая грузонесущий стержень с опорным элементом на его замковом конце, замок, выполненный в виде закрепляющей втулки, состоящей из патрона, в который помещена удерживающая пробка из крошки горной неразмокающей породы, подпорный элемент, ограничивающий пробку со стороны устья скважины, опорную шайбу с гайкой. При этом опорный элемент снабжен шнеком и конусным наконечником [3]. The closest analogue is anchor support, including a load-bearing rod with a supporting element at its locking end, a lock made in the form of a fixing sleeve, consisting of a cartridge, in which a holding stopper from crumb rock non-wetting rock is placed, a retaining element restricting the stopper from the side of the wellhead , washer with nut. In this case, the support element is equipped with a screw and a conical tip [3].

Недостатком указанного решения является сложность его конструкции, высокая трудоемкость изготовления и установки, низкая скорость установки анкера и низкая эксплуатационная надежность при закреплении. The disadvantage of this solution is the complexity of its design, the high complexity of manufacturing and installation, low installation speed of the anchor and low operational reliability when securing.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение вышеперечисленных недостатков и от его применения может быть получен следующий технический результат: сокращение времени установки анкера, снижение трудоемкости его изготовления и установки, повышение адгезии за счет улучшения перемешивания компонентов и разрушения оболочки и, как следствие, повышение прочности и надежности крепления анкера. The present invention is aimed at eliminating the above disadvantages and the following technical result can be obtained from its use: reducing the installation time of the anchor, reducing the complexity of its manufacture and installation, increasing adhesion by improving the mixing of components and breaking the shell and, as a result, increasing the strength and reliability of fastening anchor.

Единый технический результат достигается тем, что анкерная крепь содержит закрепляющую втулку, анкер, включающий грузонесущий стержень с опорным элементом винтового профиля и наконечником, опорную шайбу и гайку. Закрепляющая втулка состоит из одного или более закрепителей анкеров минеральных патронированных, выполненных в виде патронов, состоящих из водопроницаемой оболочки, заполненной расширяющейся цементной смесью. Перед установкой в шпур патроны затворяют путем погружения их в воду. Расширяющаяся цементная смесь состоит из портландцемента, глиноземистого шлака, гипса и активизатора твердения. В качестве активизатора твердения используют кальцинированную соду. Опорный элемент грузонесущего стержня анкера выполнен в виде отрезков одно- или многозаходного винтового профиля, наконечник выполнен в форме n-угольной пирамиды. Параметры опорного элемента одно- или многозаходного винтового профиля, количество граней и угол при вершине пирамиды наконечника выбираются в зависимости от условий применения анкерной крепи и физико-механических свойств закрепителя анкеров минерального патронированного. A unified technical result is achieved in that the anchor support comprises a fixing sleeve, an anchor including a load-bearing rod with a support element of the screw profile and a tip, a support washer and a nut. The fixing sleeve consists of one or more fixers of mineral cartridge anchors, made in the form of cartridges, consisting of a permeable shell filled with an expanding cement mixture. Before installing in a hole, the cartridges are closed by immersing them in water. The expanding cement mix consists of Portland cement, alumina slag, gypsum and a hardening activator. As a hardening activator, soda ash is used. The supporting element of the load-bearing rod of the anchor is made in the form of segments of a single or multiple thread profile, the tip is made in the form of an n-coal pyramid. The parameters of the support element of a single- or multi-start screw profile, the number of faces and the angle at the tip of the tip pyramid are selected depending on the conditions of application of the anchor support and the physicomechanical properties of the anchor anchor of the mineral cartridge.

На фиг.1 показана анкерная крепь, осевой разрез, на фиг.2 - закрепитель анкеров минеральный патронированный, общий вид. In Fig.1 shows the anchor support, axial section, in Fig.2 - anchor fixer mineral cartridge, general view.

Анкерная крепь состоит из закрепляющей втулки 1, сформированной из одного или более патронов 2, выполненных из водопроницаемой оболочки 3, заполненной расширяющейся цементной смесью 4, анкера 5, выполненного в виде грузонесущего стержня 6. На конце грузонесущего стержня 6, вводимого в шпур 7, предусмотрен опорный элемент 8 винтового профиля, выполненного в виде отрезков одно- или многозаходной винтовой линии, с наконечником 9, выполненным в форме n-угольной пирамиды. При этом параметры опорного элемента одно- или многозаходного винтового профиля, количество граней и угол при вершине пирамиды наконечника 9 выбираются в зависимости от условий применения анкерной крепи и физико-механических свойств закрепителя анкеров минерального патронированного. На внешнем конце анкера 5 установлены опорная шайба 10 и гайка 11. Anchor support consists of a fixing sleeve 1 formed of one or more cartridges 2 made of a permeable shell 3 filled with an expanding cement mixture 4, an anchor 5 made in the form of a load-bearing rod 6. At the end of the load-bearing rod 6, introduced into the hole 7, is provided supporting element 8 of a helical profile made in the form of segments of a single or multi-helical line, with a tip 9 made in the form of an n-angle pyramid. In this case, the parameters of the support element of a single or multi-helical screw profile, the number of faces and the angle at the tip of the tip pyramid 9 are selected depending on the conditions of use of the anchor support and the physicomechanical properties of the anchor anchor mineral cartridge. At the outer end of the anchor 5, a support washer 10 and a nut 11 are installed.

Расширяющаяся цементная смесь 4 производится из портландцемента, глиноземистого шлака, гипсового компонента и кальцинированной соды в качестве активизатора твердения. The expanding cement mixture 4 is made from Portland cement, alumina slag, gypsum component and soda ash as a hardening activator.

Установку и закрепление анкера осуществляют следующим образом. Installation and fixing of the anchor is as follows.

В шпур 7 с помощью грузонесущего стержня 6 вводят один или более патронов 2, предварительно затворенных в воде, до упора в забой шпура 7. Затем подают анкер 5. Путем поступательного перемещения и вращения подают грузонесущий стержень 6, который своим пирамидальным наконечником 9 разрушает оболочку патрона 2 и внедряется в смесь 3. А посредством одно- или многозаходной винтовой линии опорный элемент 8 перемешивает расширяющуюся цементную смесь 3 и уплотняет ее по всей длине. Затем устанавливают опорную шайбу 10 и гайку 11, создают необходимое предварительное натяжение анкера. One or more cartridges 2, previously closed in water, are inserted into the hole 7 using a load-bearing rod 6, all the way to the bottom of the hole 7. Then an anchor 5 is fed. By means of translational movement and rotation, a load-bearing rod 6 is fed, which destroys the cartridge shell with its pyramidal tip 9 2 and is introduced into the mixture 3. And by means of a single or multiple helix, the support element 8 mixes the expanding cement mixture 3 and compacts it along its entire length. Then, a support washer 10 and a nut 11 are installed, and the necessary preliminary tension of the anchor is created.

Использование анкерной крепи позволит сократить и стабилизировать время установки анкеров за счет выполнения грузонесущего стержня анкера с пирамидальным наконечником, получить улучшенное перемешивание компонентов закрепителя анкеров минерального патронированного и разрушение оболочки, улучшив таким образом адгезию и, как следствие, повысив прочность и надежность закрепления анкера. Опорный элемент винтового профиля, выполненный в виде отрезков одно- или многозаходной винтовой линии, позволяет поднять кривую набора прочности анкерной крепи, повысив ее несущую способность в начальный период работы. The use of anchor supports will reduce and stabilize the installation time of anchors due to the implementation of a load-bearing anchor rod with a pyramidal tip, to obtain improved mixing of the components of the anchor fixers of the mineral cartridge and the destruction of the shell, thereby improving adhesion and, as a result, increasing the strength and reliability of anchor fixing. The supporting element of the screw profile, made in the form of segments of a single or multiple helix, allows you to raise the curve of the set of strength of the anchor lining, increasing its bearing capacity in the initial period of operation.

Источники информации
1. В.Е.Ануфриев, Е.А.Косьминов, В.Я.Ибряшкин, А.В.Ремезов, А.В.Кадошников, В.И.Храмцов. Перспективы развития технологии крепления контура выработки анкерными крепями. - Кемерово, Кузбассвузиздат, 1999 г., 15-26.Sources of information
1. V.E. Anufriev, E.A. Kosminov, V.Ya. Ibryashkin, A.V. Remezov, A.V. Kadoshnikov, V.I. Khramtsov. Prospects for the development of technology for securing the production contour with anchor supports. - Kemerovo, Kuzbassvuzizdat, 1999, 15-26.

2. Патент РФ 2083843, кл. E 21 D 21/00 oт 10.07.97. 2. RF patent 2083843, cl. E 21 D 21/00 from 07/10/97.

3. Авт. свидетельство СССР 1073471, кл. E 21 D 21 /00 oт 15.02.84 - прототип. 3. Auth. USSR certificate 1073471, cl. E 21 D 21/00 from 02.15.84 - prototype.

Claims

1. Anchor support containing a fixing sleeve, an anchor comprising a load-bearing rod with a supporting element of the screw profile and a tip, a supporting washer and a nut, characterized in that the fixing sleeve consists of one or more anchor anchors of mineral cartridges, the supporting element of the load-bearing anchor rod is made in in the form of segments of a single or multi-start screw profile, the tip is made in the form of an n-angle pyramid.

2. Anchor support according to claim 1, characterized in that the mineral anchored anchor fixer is made in the form of a cartridge, consisting of a permeable shell filled with an expanding cement mixture, and closed before installation in a hole by immersing it in water.

3. Anchor support according to claim 1 or 2, characterized in that the expanding cement mixture consists of Portland cement, alumina slag, gypsum and a hardening activator.

4. Anchor support according to any one of claims 1 to 3, characterized in that soda ash is used as a hardening activator.

5. Anchor support according to claim 1, characterized in that the parameters of the support element of a single or multi-helical profile, the number of faces and the angle at the tip of the tip pyramid are selected depending on the conditions of use of the anchor support and the physicomechanical properties of the anchor anchor mineral cartridge.