RU2373396C1

RU2373396C1 - Cord anchor

Info

Publication number: RU2373396C1
Application number: RU2008126619/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Евгеньевич Ануфриев (RU); Виктор Евгеньевич Ануфриев
Original assignee: Виктор Евгеньевич Ануфриев
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2009-11-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: this invention refers to the mining industry and in particular, to the anchor fixation of the mine workings of the deep laying. Cord anchor consists of cordage fibres with the lock, supporting sleeve with the external threading for the nut and axial hole with the wedge wherein the cordage fibres are supposed to be fixed. Internal surface of the supporting sleeve is made of conjugate with each other cylindrical and conic parts with long slots the cordage fibres are laid wherein. The wedge has longitudinal cuts contacting by the form with the cordage fibres. The anchor is equipped with firm spacers installed along the axis of the cord, and above them and between them above the cordage fibres there are elastic coverings having the external diametre not exceeding the diametre of the well wherein the anchor is installed.

EFFECT: invention excludes the slipping motion of the fibres and the loss of the bearing capacity of the cord during the operation of the cord anchor.

6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности, частности к анкерному креплению горных выработок глубокого заложения.The present invention relates to the mining industry, in particular to the anchoring of deep-seated mining.

Известен канатный анкер, содержащий опорную муфту, соединенную с проволоками каната в осевом отверстии посредством клина, при этом муфта соединена резьбой со стержнем хвостовика анкера, на котором размещены опорные элементы и опорная гайка (патент РФ на изобретение №2178082, кл. E21D 21/00, заявлено 10.08.1999 г., опубликовано 10.01.2002 г.).Known cable anchor containing a support sleeve connected to the wire of the rope in the axial hole by means of a wedge, while the sleeve is threaded to the shaft of the shank of the anchor on which the support elements and the support nut are placed (RF patent for the invention No. 2178082, class E21D 21/00 , announced on 08/10/1999, published on 01/10/2002).

Недостатком известного канатного анкера является его ограниченная низкая способность (не более 30 тс), которая обусловлена ограниченным числом (6 шт.) проволок по периметру клиновой втулки при одинарной свивке. В многопроволочных двойных свивках толщина проволочек малая. В кольцевом зазоре между муфтой и клиновой втулкой свивки при значительных осевых нагрузках (25-45 тс) многопроволочные свивки значительно деформируются по форме. В результате отдельные проволочки деформируются в большей степени и рвутся, а остальные после этого проскальзывают уже при меньшей нагрузке.A disadvantage of the known cable anchor is its limited low ability (not more than 30 tf), which is due to the limited number (6 pcs.) Of wires around the perimeter of the wedge sleeve with a single lay. In multi-wire double strands, the thickness of the wires is small. In the annular gap between the coupling and the wedge-shaped sleeve of the lay with significant axial loads (25-45 tf), the multi-wire lay is significantly deformed in shape. As a result, individual wires are deformed to a greater extent and are torn, and the rest then slip already at a lower load.

Наиболее близким аналогом по технической сущности является канатный анкер, натяжное устройство которого содержит муфту, соединенную с канатом в осевом отверстии посредством клиновой втулки (патент РФ №2281397, кл. E21D 20/00, дата подачи заявки 26.03.2004 г., опубликовано 10.08.2006 г., БИ №22). Особенностью известного канатного анкера является то, что один конец муфты имеет кольцевую проточку, в которой установлена направляющая, охватывающая канат, и на противоположном конце муфты имеется резьба для гайки, а конец муфты выполнен в виде шестигранника для натяжения каната. Кроме того, для создания объемного натяжения прядей каната последние залиты металлизированной шпаклевкой. Указанные конструктивные особенности канатного анкера способствуют увеличению его несущей способности. Недостаток анкера состоит в недостаточной несущей способности, обусловленной способом закрепления анкера клином в цилиндроконическом отверстии муфты опорной.The closest analogue in technical essence is a rope anchor, the tensioner of which contains a sleeve connected to the rope in the axial bore by means of a wedge sleeve (RF patent No. 2281397, class E21D 20/00, application filing date 03/26/2004, published on 10.08. 2006, BI No. 22). A feature of the known rope anchor is that one end of the coupling has an annular groove in which a guide covering the rope is installed, and a nut thread is provided at the opposite end of the coupling, and the end of the coupling is made in the form of a hexagon for tensioning the rope. In addition, to create a volumetric tension of the strands of the rope, the latter are flooded with metallized putty. These design features of the cable anchor contribute to an increase in its bearing capacity. The disadvantage of the anchor is the insufficient bearing capacity due to the method of fixing the anchor with a wedge in the cylindrical conical bore of the support sleeve.

Целью предлагаемого изобретения является повышение несущей способности канатного анкера.The aim of the invention is to increase the bearing capacity of the cable anchor.

Указанная цель достигается тем, что в канатном анкере, содержащем пряди каната с замком, опорной муфтой с внешней резьбой для гайки и осевым отверстием с клином для фиксации прядей каната в нем, внутренняя поверхность опорной муфты выполнена из сопряженных между собой цилиндрической и конической частей с продольными пазами для укладки в них прядей каната, а клин имеет продольные прорези по форме контактирующих с ними прядей каната, при этом анкер снабжен жесткими проставками, установленными по оси каната, и над ними и между ними поверх прядей каната размещены упругие эластичные покрытия, имеющие внешний диаметр, не превышающий диаметр скважины, в которой установлен анкер.This goal is achieved by the fact that in a rope anchor containing strands of rope with a lock, a support sleeve with an external thread for a nut and an axial hole with a wedge for fixing the strands of rope in it, the inner surface of the support sleeve is made of mating cylindrical and conical parts with longitudinal grooves for laying strands of rope in them, and the wedge has longitudinal slots in the shape of the strands of rope in contact with them, while the anchor is equipped with rigid spacers installed along the axis of the rope, and above them and between them on top of the straight The rope has elastic resilient coatings having an external diameter not exceeding the diameter of the well in which the anchor is installed.

Выполнение продольных пазов в конической части опорной муфты по форме контактирующих с ними прядей каната позволяет плотно разместить в них указанные пряди и затем зажать их в этой части муфты клином, что позволяет нагружать пряди равномерно и уменьшает вероятность продергивания прядей при их нагружении.Performing longitudinal grooves in the conical part of the support sleeve in the form of strands of rope in contact with them allows you to tightly place these strands in them and then clamp them in this part of the sleeve with a wedge, which allows you to load the strands evenly and reduces the likelihood of pulling the strands when they are loaded.

По этой же причине клин имеет продольные прорези по форме контактирующих с ними прядей каната.For the same reason, the wedge has longitudinal slots in the shape of the strands of rope in contact with them.

Размещение по продольной оси жестких проволок с уплотнением прядей над ними и между ними с помощью упругих эластичных покрытий необходимо для повышения качества взаимодействия с закрепляющим материалом, для обеспечения совместной работы всех прядей под нагрузкой, исключает возможность продергивания их относительно друг друга.Placement of rigid wires along the longitudinal axis with compaction of the strands above them and between them using elastic elastic coatings is necessary to improve the quality of interaction with the fixing material, to ensure that all strands work together under load, eliminating the possibility of pulling them relative to each other.

Канатный анкер предложенной конструкции обеспечивает несущую способность болле 45 тс.The rope anchor of the proposed design provides a bearing capacity of more than 45 tf.

Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид канатного анкера в скважине, на фиг.2 - опорная муфта в продольном разрезе, на фиг.3, 4 и 5 - соответственно сечения по I-I, II-II, III-III на фиг.1.The essence of the proposal is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of a cable anchor in a well, in Fig. 2 - a support sleeve in a longitudinal section, in Figs. 3, 4 and 5 - sections II, II-II, III-III, respectively in figure 1.

Канатный анкер содержит канат 1, состоящий из нескольких прядей, скрученных между собой.The rope anchor contains a rope 1, consisting of several strands twisted together.

На одном конце каната в скважине установлен замок 2 известной конструкции, а на другом конце установлена выступающая в выработку опорная муфта 3, имеющая цилиндрическую 4 и коническую 5 части. На внутренней поверхности опорной муфты имеются продольные пазы 6, выполненные по форме контактирующих с ними прядей каната. Через осевое отверстие 7 опорной муфты проходит канат 1. Пряди каната уложены в соответствующий продольный паз 6 опорной муфты 3. Количество пазов соответствует количеству прядей. Фиксацию прядей в продольных пазах осуществляют клином 8, который имеет соответствующие продольные прорези, выполненные с опорными поверхностями для прядей каната. На внешней поверхности опорная муфта имеет резьбу, гайку 9 и опорную шайбу 10. Клин 8 может иметь центральный канал 11 для пропуска центральной пряди каната. Внутри каната по его продольной оси между прядей установлены жесткие проставки 12, над которыми нанесены упругие эластичные хомуты 13, в качестве которых могут быть использованы, например, полиамидные ленты. Каждая лента плотно наматывается на пряди каната над проставкой и плотно прижимает пряди к проставке, в результате чего канат работает как единое целое.A lock 2 of a known construction is installed at one end of the rope in the well, and a support sleeve 3 protruding into the working hole is installed at the other end, having a cylindrical 4 and a conical 5 part. On the inner surface of the support sleeve there are longitudinal grooves 6 made in the form of strands of wire in contact with them. Rope 1 passes through the axial hole 7 of the support sleeve. The strands of rope are laid in the corresponding longitudinal groove 6 of the support sleeve 3. The number of grooves corresponds to the number of strands. The fixation of the strands in the longitudinal grooves is carried out by the wedge 8, which has the corresponding longitudinal slots made with the supporting surfaces for the strands of the rope. On the outer surface, the support sleeve has a thread, a nut 9 and a support washer 10. The wedge 8 may have a central channel 11 for passing the center strand of the rope. Rigid spacers 12 are installed inside the rope along its longitudinal axis between the strands, over which elastic elastic clamps 13 are applied, for which, for example, polyamide tapes can be used. Each tape is tightly wound on the strands of the rope above the spacer and tightly presses the strands to the spacer, as a result of which the rope works as a whole.

Для герметизации устья шпура 15 к торцу опорной муфты 3 присоединен герметизатор 16 известной конструкции. Канат снабжен воздухоотводящей трубкой 14. При закреплении путем нагнетания каната быстротвердеющим раствором 17 воздух из скважины 15 отводится через воздухоотводящую трубку 14, конец которой выводят в выработку, через трубу герметизатора.To seal the mouth of the hole 15 to the end of the support sleeve 3 is attached to the sealant 16 of known design. The rope is equipped with an air exhaust pipe 14. When fastened by injection of the wire with a quick-hardening solution 17, air from the well 15 is discharged through the air exhaust pipe 14, the end of which is led into the working out, through the sealant pipe.

Ниже приведено описание установки и работы канатного анкера.The following is a description of the installation and operation of the cable anchor.

В пробуренную скважину 15 устанавливают канатный анкер, для чего канат 1 в сборе вводят в скважину и с помощью замка 2 создают первоначальный его распор.A rope anchor is installed in the drilled well 15, for which the assembled rope 1 is inserted into the well and using its lock 2 its initial spacing is created.

Первоначальный распор осуществляется путем вращения гайки 9. Под влиянием первоначального распора канат выпрямляется. Гайка 9 опирается о полусферическую шайбу 10. Последняя опирается через решетчатую затяжку на поверхность пород кровли выработки. Канат 1 перемещается к устью скважины и раскрепляет о стенки скважины у ее дна замок 2. Дальнейшее вращение гайки приводит к выпрямлению каната и его натяжению между замком 2 и опорной муфтой 3. Канат 1 с клином 8 в процессе изготовления анкера предварительно опрессован в опорной муфте 3 путем силового перемещения каната 1 с клином 8 через осевое отверстие относительно опорной муфты 3. При этом пряди каната прижимаются клином 8 к стенкам продольных пазов опорной муфты и предотвращают его проскальзывание между стенками пазов опорной муфты 3 и стенками прорезей клина 8, поскольку угол конусности поверхностей, между которыми зажимаются пряди каната, обеспечивает достаточную силу трения (свыше 45 тс), к торцу опорной муфты 3 посредством накидной монтажной гайки (не показано) присоединяется штуцер с обратным клапаном. К штуцеру присоединяется нагнетательный рукав и через него закрепляющий материал 17 под давлением подают в муфту. Закрепляющий материал 17 через зазоры между прядями 1 и клином 8 и отверстие 11 в клине проходит через опорную муфту 3 в трубу герметизатора 16, поступает в затрубное пространство и растягивает рукав герметизатора, который перекрывает устье скважины 15. Дальнейшее повышение давления в закрепляющем материале приводит к его перемещению за пределы герметизатора в скважину 15, заполняя ее. Воздух из скважины 15 через воздухоотводящую трубку 14 вытесняется в рудничную атмосферу выработки. После отверждения закрепляющего материала относительные деформации расслоения приконтурного массива вызывают деформации каната между замком 2 и гайкой 9 опорной муфты 3, а также между узлами уширения каната, образованными установкой между прядями каната жестких проставок 12. Прочность каната обеспечивает достаточное сопротивление растягивающим напряжениям в приконтурном массиве выработок.The initial spacer is carried out by rotating the nut 9. Under the influence of the initial expansion, the rope straightens. The nut 9 rests on a hemispherical washer 10. The latter rests through a lattice tightening on the surface of the rock of the roof of the mine. The rope 1 moves to the wellhead and loosens the lock 2 against the wall of the well at its bottom. Further rotation of the nut leads to the straightening of the rope and its tension between the lock 2 and the support sleeve 3. The rope 1 with the wedge 8 is pre-pressed in the support sleeve 3 during the manufacture of the anchor by force moving the rope 1 with the wedge 8 through the axial hole relative to the support sleeve 3. In this case, the strands of the rope are pressed by the wedge 8 against the walls of the longitudinal grooves of the support sleeve and prevent it from slipping between the walls of the grooves of the support sleeve 3 and by the slots of the wedge 8, since the taper angle of the surfaces between which the strands of the rope are clamped provides sufficient friction force (over 45 tf), a fitting with a check valve is connected to the end of the support sleeve 3 by means of a union mounting nut (not shown). An injection sleeve is connected to the fitting and through it the fixing material 17 is supplied under pressure to the coupling. The fixing material 17 through the gaps between the strands 1 and the wedge 8 and the hole 11 in the wedge passes through the support sleeve 3 into the pipe of the sealant 16, enters the annulus and stretches the sleeve of the sealant, which closes the mouth of the well 15. A further increase in pressure in the fixing material leads to it moving outside the sealant into the well 15, filling it. Air from the well 15 through the air exhaust pipe 14 is displaced into the mine atmosphere of the mine. After the fixing material is cured, the relative deformations of the stratification of the contour array cause the rope to deform between the lock 2 and the nut 9 of the support sleeve 3, as well as between the rope broadening nodes formed by the installation of hard spacers between the strands of the rope 12. The strength of the rope provides sufficient resistance to tensile stresses in the outflow array of the workings.

При замковой части каната за контуром устойчивой части свода давления канатный анкер способен поддерживать породы контура неустойчивой части массива весом более 45 тс.With the castle part of the rope behind the contour of the stable part of the pressure vault, the cable anchor is able to support the rocks of the contour of the unstable part of the massif weighing more than 45 tf.

Таким образом, конструктивные решения позволяют получить канатный анкер повышенной несущей способности, это подтверждается стендовыми испытаниями. Предел текучести такого анкера составляет 41 тс.Thus, constructive solutions make it possible to obtain a rope anchor of increased bearing capacity, this is confirmed by bench tests. The yield strength of such an anchor is 41 tf.

Claims

A rope anchor comprising strands of rope with a lock, a support sleeve with an external thread for a nut and an axial hole with a wedge for fixing strands of rope in it, characterized in that the inner surface of the support sleeve is made of mating cylindrical and conical parts with longitudinal grooves for laying therein the strands of rope, and the wedge has longitudinal slots in the shape of the strands of rope in contact with them, while the anchor is equipped with rigid spacers installed along the axis of the rope, and above them and between them on top of the strands of rope us resilient elastic cover having an external diameter not exceeding the diameter of the hole in which the anchor is installed.