RU2448254C2

RU2448254C2 - Metal-rubber wedge anchor

Info

Publication number: RU2448254C2
Application number: RU2010132522/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Смирнов (RU); Владимир Алексеевич Смирнов; Дмитрий Юрьевич Дорджиев (RU); Дмитрий Юрьевич Дорджиев; Евгений Владимирович Гончаров (RU); Евгений Владимирович Гончаров; Дмитрий Валерьевич Дмитриев (RU); Дмитрий Валерьевич Дмитриев; Николай Сергеевич Конокотов (RU); Николай Сергеевич Конокотов; Эдуард Николаевич Работа (RU); Эдуард Николаевич Работа
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2012-04-20
Also published as: RU2010132522A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: metal-rubber wedge anchor consists of a bar, locking bolt and elastic sleeve put on it. Locking bolt is an integral part of the bar. Elastic sleeve is provided with conicity on one of the ends and put with tightness on the locking bolt so that it is borne against the bolt head. Cone part of elastic sleeve is provided with cuts forming petals bent on the ends. Inner sides of petals have a notch with possibility of contacting the bore pit walls.

EFFECT: simpler design, technology of installation and improved load-carrying capacity of metal-rubber anchor.

2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к анкерам для крепления подземных горных выработок и укрепления целиков, а также для установки технологического оборудования.The invention relates to the mining industry, and in particular to anchors for attaching underground mine workings and fortifying pillars, as well as for installing process equipment.

Известна анкерная крепь горных выработок (А.с. SU №1263875, E21D 21/00, 1986 г.), состоящая из стержня с упорной головкой, образующего винтовую пару со стержнем головного замка и упорной головкой, с помощью которых в двух полуоболочках продольно сжимается эластичная втулка. В сжатом виде эластичную втулку в составе анкера вводят в шпур, наносят удар по одной из упорных головок, в результате чего снимаются фиксаторы с эластичной втулки. Эластичная втулка разжимается в поперечном направлении, полуоболочки расходятся, прижимаются к стенкам шпура, и происходит закрепление анкера.Known anchor support of mine workings (A.S. SU No. 1263875, E21D 21/00, 1986), consisting of a rod with a thrust head forming a helical pair with a head lock rod and a thrust head, with the help of which it is longitudinally compressed in two half-shells elastic sleeve. In a compressed form, the elastic sleeve as part of the anchor is inserted into the hole, one of the thrust heads is struck, as a result of which the clamps are removed from the elastic sleeve. The elastic sleeve is expanded in the transverse direction, the half shells diverge, are pressed against the walls of the hole, and the anchor is fixed.

Основными недостатками конструкции этой крепи является сложность замковой части анкеров, предусматривающая изготовление множества сложных деталей. Кроме того, конструкция анкера и технология его установки требуют повышенной точности размещения замка анкера относительно забоя шпура и точности соблюдения параметров шпуров (диаметра и длины) при бурении.The main design flaws of this lining is the complexity of the castle part of the anchors, which involves the manufacture of many complex parts. In addition, the design of the anchor and the technology of its installation require increased accuracy of placement of the anchor lock relative to the bottom of the hole and the accuracy of observing the parameters of the holes (diameter and length) during drilling.

Известен глубинный репер, который представляет собой отрезок трубы с кольцевой проточкой для крепления продольных распорных резинок и приваренный к нему металлический пруток (Смирняков В.В. и др. Наблюдения за проявлениями горного давления в шахтных условиях. Грузинский политехнический институт. Тбилиси, 1972, с.42-45). Пруток предназначен для досылки и закрепления репера на определенной глубине в скважине.The well-known depth benchmark, which is a piece of pipe with an annular groove for attaching longitudinal spacer rubber and a metal rod welded to it (Smirnyakov V.V. et al. Observations of manifestations of rock pressure in mine conditions. Georgian Polytechnic Institute. Tbilisi, 1972, p. .42-45). The bar is designed for sending and fixing the benchmark at a certain depth in the well.

Установка репера производится с помощью установочной трубы. Репер с закрепленными в головной его части одним концом резинками досылается на определенную глубину скважины с помощью прутка, при этом свободные концы резинок располагаются в направлении устья скважины. На заданной глубине с помощью установочной трубы производится раскрепление репера. С этой целью конец установочной трубы подводится к краям лепестков, а репер с помощью прутка подвигают на некоторое расстояние в обратном направлении к устью скважины. Свободные концы резинок при этом загибаются в противоход к движению репера и за счет трения расклинивают репер в зазорах между отрезком трубы репера и стенками скважины.Installing the rapper is done using the installation pipe. The benchmark with rubber bands fixed at its head with one end is sent to a certain depth of the well using a rod, while the free ends of the elastic bands are located in the direction of the wellhead. At a given depth with the help of the installation pipe, the bench is released. To this end, the end of the installation pipe is brought to the edges of the petals, and the bench using the rod is moved a certain distance in the opposite direction to the wellhead. The free ends of the elastic bands are bent in opposition to the movement of the benchmark and due to friction, the benchmark is wedged in the gaps between the length of the benchmark pipe and the borehole walls.

К недостаткам этой конструкции относятся сложность технологии раскрепления и недостаточная для анкерной крепи прочность раскрепления замков.The disadvantages of this design include the complexity of the technology of unfastening and the strength of the unlocking of the locks insufficient for anchor support.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является металлорезиновый анкер (патент РФ №1550977, E21D 21/00, 1994 г.), принятый за прототип, включающий стержень, замковый болт, надетую на него эластичную втулку с упорной шайбой и разрезными распорными кольцами по концам и соединяющую стержень с замковым болтом резьбовую муфту, в котором для предотвращения вращения замка при установке анкера в основании эластичной втулки выполнен наружный продольный выступ, а изнутри под выступом - соответствующая ему выемка.The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a rubber-metal anchor (RF patent No. 1550977, E21D 21/00, 1994), adopted as a prototype, including a rod, a locking bolt, an elastic sleeve with a thrust washer and split spacers mounted on it rings at the ends and a threaded coupling connecting the rod to the locking bolt, in which an external longitudinal protrusion is made in the base of the elastic sleeve to prevent the rotation of the lock when installing the anchor, and a corresponding recess is made inside the protrusion from the inside.

Основным недостатком этого анкера является сложность конструкции его замковой части, предусматривающая изготовление множества деталей. Кроме того, согласно конструкции анкера его несущая способность определяется прочностью детали, передающей вращение основного стержня на стержень головного замка, которая значительно ниже несущей способности основного стержня.The main disadvantage of this anchor is the complexity of the design of its castle parts, involving the manufacture of many parts. In addition, according to the design of the anchor, its bearing capacity is determined by the strength of the part transmitting the rotation of the main rod to the head lock rod, which is significantly lower than the bearing capacity of the main rod.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, технологии установки и повышение несущей способности металлорезинового анкера.The technical result of the invention is to simplify the design, installation technology and increase the bearing capacity of the metal-rubber anchor.

Технический результат изобретения достигается тем, что замковый болт составляет со стержнем единое целое, а эластичная втулка, выполненная с цилиндрическим участком и участком переменной конусности, насажена с натягом на замковый болт с упором цилиндрического участка втулки на головку болта, при этом на узкой конусной части эластичная втулка имеет вырезы переменной ширины, образующие загнутые на концах и расходящиеся от стержня в стороны лепестки, внутренние стороны которых имеют насечку и возможность контактировать со стенками шпура.The technical result of the invention is achieved in that the locking bolt is integral with the rod, and the elastic sleeve made with a cylindrical section and a variable taper section is fitted with an interference fit on the locking bolt with the emphasis of the cylindrical section of the sleeve on the bolt head, while the elastic conical part the sleeve has cutouts of variable width, forming petals bent at the ends and diverging from the rod to the sides, the inner sides of which have a notch and the ability to contact the walls of the hole .

Технический результат изобретения достигается также тем, что эластичная втулка выполнена в виде закрепленной у головки замкового болта металлической втулки с конусностью и насаженного на нее с натягом отрезка эластичной трубки.The technical result of the invention is also achieved by the fact that the elastic sleeve is made in the form of a metal sleeve fixed to the head of the locking bolt of the sleeve with a taper and a segment of the elastic tube is fitted with an interference fit.

На фиг.1 изображен продольный разрез металлорезинового анкера до распора в шпуре; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - развертка резиновой втулки замка по линии загиба лепестков; на фиг.4 - продольный разрез замка анкера после распора в шпуре; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - продольный разрез металлической втулки по п.2 формулы.Figure 1 shows a longitudinal section of a metal-rubber anchor to the limit in the hole; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a scan of the rubber sleeve of the lock along the bend line of the petals; figure 4 is a longitudinal section of the lock of the anchor after expansion in the hole; figure 5 is a section bB in figure 4; figure 6 is a longitudinal section of a metal sleeve according to claim 2 of the formula.

Металлорезиновый анкер состоит из болта 1 с надетой на него с натягом эластичной втулкой 2, например, из литой высокопрочной эластичной резины, опорной плитки 3 и натяжной гайки 4. Эластичная втулка 2 имеет переменный внешний профиль, включающий цилиндрическую часть на одном из концов и переменную конусность, постепенно убывающую к другому концу втулки. При этом конусная часть на конце имеет вырезы переменной ширины, образующие лепестки. Цилиндрическая часть втулки 2 при сборке примыкает к головке болта 1, при этом за счет установки ее с натягом и сил упругого восстановления резины образованные вырезами лепестки 5 на конце втулки закономерно выгибаются с закручиванием в стороны от стержня. На свободном конце болта 1, имеющем резьбу, размещены опорная плитка 3 и натяжная гайка 4.The rubber-metal anchor consists of a bolt 1 with an elastic sleeve 2 fitted onto it with interference fit, for example, of cast high-strength elastic rubber, a support plate 3 and a tension nut 4. The elastic sleeve 2 has a variable external profile including a cylindrical part at one end and a variable taper gradually decreasing to the other end of the sleeve. Moreover, the conical part at the end has cutouts of variable width, forming petals. The cylindrical part of the sleeve 2 during assembly is adjacent to the head of the bolt 1, while due to the installation of it with an interference fit and the forces of elastic recovery of rubber, the petals 5 formed by the cutouts at the end of the sleeve naturally bend with twisting away from the rod. At the free end of a bolt 1 having a thread, a support plate 3 and a tension nut 4 are placed.

Металлорезиновый анкер устанавливают следующим образом.Metal-rubber anchor set as follows.

Предварительно собранный анкер подводят к устью пробуренного шпура 6 и подают в шпур до упора в забой головки болта 1. При этом «лепестки» 5 резиновой втулки 2 соприкасаются со стенками шпура 6, но не препятствуют продвижению анкера по шпуру.The pre-assembled anchor is brought to the mouth of the drilled hole 6 and fed into the hole until it stops in the face of the head of bolt 1. At the same time, the “petals” 5 of the rubber sleeve 2 are in contact with the walls of the hole 6, but do not impede the movement of the anchor along the hole.

После упора головки болта 1 в забой шпура анкер подают на некоторое расстояние в обратном направлении, при этом лепестки 5, имеющие контакт со стенками шпура за счет упругости резины, закономерно загибаются в «противоход» движению анкера в направлении головки замка и продвигаются в зазор между стенками шпура и втулкой 2 до расклинивания в зазоре за счет конусности наружной поверхности втулки 2, создавая начальный распор замка в шпуре.After the bolt head 1 rests, the anchor is fed into the borehole face for a certain distance in the opposite direction, while the petals 5, which contact the borehole walls due to the elasticity of the rubber, are naturally bent into the “opposite” direction to the anchor movement in the direction of the lock head and move into the gap between the walls hole and sleeve 2 to wedging in the gap due to the taper of the outer surface of the sleeve 2, creating the initial spacer of the castle in the hole.

Окончательный распор в замке осуществляют с помощью натяжной гайки 4. Гайковертом или специальным ключом вращают гайку 4, при этом она навинчивается на болт 1 и через его головку сжимает расклиненную в шпуре своими «лепестками» резиновую втулку 2 в осевом направлении. В результате втулка 2 радиально расширяется и прижимается к стенкам шпура, создавая необходимый распор замка. Одновременно с распором замка происходит натяжение стержня анкера.The final spacer in the lock is carried out with the help of a tension nut 4. A nut 4 is rotated with a wrench or a special wrench, while it is screwed onto the bolt 1 and through its head compresses the rubber sleeve 2 wedged in the borehole in the axial direction. As a result, the sleeve 2 radially expands and is pressed against the walls of the hole, creating the necessary lock spreader. Along with the expansion of the lock, the anchor rod is tensioned.

Эластичная втулка может быть выполнена в виде закрепленной у головки замкового болта металлической втулки с конусностью (фиг.6) и насаженного на нее с натягом эластичного элемента, выполненного из трубки соответствующего диаметра и толщины, например из отрезка резинового шланга.The elastic sleeve can be made in the form of a metal sleeve fixed to the head of the locking bolt of the sleeve with a taper (Fig. 6) and an elastic element mounted on it with an interference fit, made of a tube of the corresponding diameter and thickness, for example, from a piece of rubber hose.

Claims

1. A metal-rubber wedge anchor, including a rod, a locking bolt, an elastic sleeve worn on it, characterized in that the locking bolt is made with the rod as a whole, and the elastic sleeve is made with a taper at one end and is tightened on the locking bolt with emphasis on the head of the bolt, while on the conical part of the elastic sleeve has cutouts forming bent at the ends of the petals, the inner sides of which have a notch with the possibility of contact with the walls of the hole.

2. A wedge-shaped metal-rubber anchor according to claim 1, characterized in that the elastic sleeve is made in the form of a metal sleeve fixed to the head of the locking bolt of the sleeve with a taper and an elastic element fitted from it with an interference fit made of a piece of tube.