RU2593665C1

RU2593665C1 - Composite mine anchor

Info

Publication number: RU2593665C1
Application number: RU2015128031/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Леконцев; Екатерина Владимировна Рубцова
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2016-08-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to mining industry and, in particular, to anchor support, and can be used for attachment of mine workings circuits. Composite mine anchor includes a load-carrying rod from composite material on the basis of fibers and polymer binder. Anchor is solid in cross section and has a head part with screw groove and a shank. Shank has thread and nut. Polymer binder of the composite material includes grains of ferromagnetic powder. Said grains allow removing parts of the load-carrying rod destroyed during coal production with the help of magnetic catchers.

EFFECT: load-carrying rod obtains additional properties with higher mechanical strength.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к анкерным крепям, и может найти применение для крепления контуров горных выработок.The invention relates to the mining industry, namely to anchor supports, and may find application for fastening the contours of mine workings.

Известен анкер для сталеполимерной анкерной крепи по патенту РФ на полезную модель №28893, кл. E21D 21/00, опубл. 20.04.2003 г., включающий металлический армирующий стержень с резьбой на одном конце и замковой частью на другом, опорную шайбу и гайку, снабженный дополнительной резьбой, размещенной на замковой части.Known anchor for steel-polymer anchor lining according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 28893, class. E21D 21/00, publ. 04/20/2003, including a metal reinforcing rod with a thread on one end and a lock part on the other, a support washer and nut, equipped with an additional thread placed on the lock part.

Недостатками данного анкера, выполненного из стали, являются высокая первоначальная стоимость, значительный вес, усложняющий транспортировку и установку в шпур, высокая прочность на срез, вследствие чего при разрушении угольного пласта шнеком комбайна стальной анкер не разрушается, а только деформируется и, попадая на ленту конвейера, может повредить ее. Также при взаимодействии со шнеком комбайна стальной стержень может вызвать искрообразование, что недопустимо из условий безопасности.The disadvantages of this anchor made of steel are the high initial cost, significant weight, which complicates the transportation and installation in the borehole, high shear strength, as a result of which, when the coal seam is destroyed by the screw of the combine, the steel anchor does not collapse, but only deforms and gets on the conveyor belt may damage her. Also, when interacting with the auger of the combine, a steel rod can cause sparking, which is unacceptable from safety conditions.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является анкер шахтной крепи по патенту РФ №2292459, кл. E21D 21/00, опубл. 27.01.2007 г., включающий грузонесущий стержень из композиционного материала, имеющий головную часть и хвостовик, снабженный резьбой и гайкой, и выполненный сплошным в поперечном сечении, оснащенный уширениями на головной части и хвостовике, выполненными заодно с основной частью стержня, резьба хвостовика размещена непосредственно на его уширении, а уширение на головной части снабжено винтовой канавкой, при этом внутренние диаметры винтовой канавки и резьбы хвостовика совпадают с диаметром основной части стержня между уширениями или превышают его, а гайка хвостовика выполнена из высокопрочного полимера.The closest in technical essence and the totality of essential features is an anchor shaft support according to the patent of the Russian Federation No. 2292459, class. E21D 21/00, publ. 01/27/2007, including a load-bearing rod made of composite material, having a head part and a shank, equipped with a thread and a nut, and made continuous in cross section, equipped with widenings on the head part and shank, made integral with the main part of the shaft, the thread of the shank is placed directly on its broadening, and the broadening on the head part is provided with a helical groove, while the internal diameters of the helical groove and thread of the shank coincide with the diameter of the main part of the rod between the broadening or ayut it and the nut shank made of a high polymer.

Недостатком данного анкера шахтной крепи является то, что образовавшиеся после срезания шнеком угольного комбайна разрушенные части грузонесущего стержня из композиционного материала перемешиваются с транспортируемым углем и в дальнейшем происходит наматывание волокон композиционного материала на вращающиеся детали технологического оборудования и забивание ими отверстий грохотов. Это приводит к выходу из строя механизмов обогатительного оборудования, требует его остановки для прочистки от волокон композиционного материала, тем самым снижая производительность и долговечность оборудования.The disadvantage of this shaft support anchor is that the destroyed parts of the load-bearing rod made of composite material formed after cutting the coal harvester with a screw are mixed with transported coal and subsequently the fibers of the composite material are wrapped around the rotating parts of the processing equipment and clogged with the holes of the screens. This leads to the failure of the mechanisms of the processing equipment, requires stopping it to clean the composite material from the fibers, thereby reducing the productivity and durability of the equipment.

Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, заключается в повышении эффективности утилизации разрушенных частей композитного шахтного анкера за счет придания композиционному материалу, из которого изготовлен грузонесущий стержень, новых механических свойств при повышении механической прочности грузонесущего стержня.The technical problem solved by the proposed device is to increase the efficiency of disposal of the destroyed parts of the composite shaft anchor by giving the composite material from which the load-bearing rod is made new mechanical properties while increasing the mechanical strength of the load-bearing rod.

Задача решается тем, что в предлагаемом композитном шахтном анкере, включающем грузонесущий стержень из композиционного материала, выполненный сплошным в поперечном сечении и имеющим головную часть, снабженную винтовой канавкой, и хвостовик, снабженный резьбой и гайкой, согласно предлагаемому техническому решению в состав полимерного связующего волокн композиционного материала грузонесущего стержня введены зерна ферромагнитного порошка.The problem is solved in that in the proposed composite shaft anchor, including a load-bearing rod made of composite material, made continuous in cross section and having a head part provided with a screw groove, and a shank provided with a thread and a nut, according to the proposed technical solution, the composition of the polymer binder fiber composite The material of the load-bearing rod introduced grain of ferromagnetic powder.

Указанная совокупность признаков позволяет придать грузонесущему стержню ферромагнитные свойства, что обеспечивает возможность эффективного удаления его разрушенных частей из угля с помощью магнитных улавливателей. Это исключает негативное воздействие волокон композиционного материала грузонесущего стержня, образовавшихся после его срезания угольным комбайном, на работу обогатительного оборудования. Введение в полимерное связующее зерен ферромагнитного порошка обеспечивает эффективную утилизацию разрушенных частей грузонесущего стержня композитного шахтного анкера и дополнительно повышает его механическую прочность.The specified set of features makes it possible to impart ferromagnetic properties to the load-bearing rod, which makes it possible to efficiently remove its destroyed parts from coal using magnetic traps. This eliminates the negative impact of the fibers of the composite material of the load-bearing rod, formed after its cutting by a coal combine, on the operation of the processing equipment. The introduction of ferromagnetic powder grains into the polymer binder ensures the efficient utilization of the destroyed parts of the load-bearing core of the composite shaft anchor and further increases its mechanical strength.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения композитного шахтного анкера и чертежами фиг. 1, 2. На фиг. 1 показан композитный шахтный анкер, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific embodiment of a composite shaft anchor and the drawings of FIG. 1, 2. In FIG. 1 shows a composite shaft anchor, general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Композитный шахтный анкер (фиг. 1) содержит грузонесущий стержень 1, выполненный сплошным в поперечном сечении, имеющий головную часть 2, снабженную винтовой канавкой 3, и хвостовик 4, снабженный резьбой 5 и гайкой 6. Грузонесущий стержень 1 (фиг. 2) выполнен из композиционного материала на основе волокон 7 и полимерного связующего 8. В состав полимерного связующего 8, склеивающего волокна 7 композиционного материала, введены зерна 9 ферромагнитного порошка. В качестве волокон 7 композиционного материала могут быть использованы стеклянные, базальтовые, органические и другие армирующие волокна или их комбинация.Composite shaft anchor (Fig. 1) contains a load-bearing rod 1, made solid in cross section, having a head part 2, provided with a screw groove 3, and a shank 4, equipped with a thread 5 and a nut 6. The load-carrying rod 1 (Fig. 2) is made of a composite material based on fibers 7 and a polymer binder 8. The composition of the polymer binder 8, gluing fibers 7 of the composite material, introduced grains 9 of a ferromagnetic powder. As fibers 7 of the composite material can be used glass, basalt, organic and other reinforcing fibers, or a combination thereof.

Работает композитный шахтный анкер следующим образом. После бурения шпура в борт угольного пласта на заданную глубину вводят композитный шахтный анкер и закрепляющие составы в ампулах. В процессе последующей отработки угольного пласта композитный шахтный анкер срубается исполнительным органом комбайна, при этом разрушенные части грузонесущего стержня 1 из композиционного материала попадают вместе с отбитым углем на скребковый конвейер, затем перегружаются на ленточный конвейер. В зоне установки магнитных улавливателей разрушенные части грузонесущего стержня 1 из композиционного материала, обладающего ферромагнитными свойствами за счет введения зерен 9 ферромагнитного порошка в состав полимерного связующего 8, эффективно улавливаются из транспортируемого угля. Такая утилизация эффективна, т.к. предохраняет обогатительное оборудование от забивания его волокнами 7 композиционного материала, исключает существенные затраты труда и времени на прочистку и ремонт оборудования. Введение в состав полимерного связующего 8 для склеивания волокон 7 композиционного материала зерен 9 ферромагнитного порошка дополнительно повышает механическую прочность грузонесущего стержня 1, увеличивая тем самым несущую способность композитного шахтного анкера.Works composite mine anchor as follows. After drilling a hole, a composite shaft anchor and fixing compositions in ampoules are introduced into the side of the coal seam at a predetermined depth. In the process of subsequent mining of the coal seam, the composite mine anchor is cut down by the executive body of the combine, while the destroyed parts of the load-bearing rod 1 from the composite material fall together with the beaten-off coal onto the scraper conveyor, then are loaded onto the conveyor belt. In the installation area of the magnetic traps, the destroyed parts of the load-carrying rod 1 made of a composite material having ferromagnetic properties due to the introduction of grains 9 of ferromagnetic powder into the composition of the polymer binder 8 are effectively captured from the transported coal. Such disposal is effective because protects the processing equipment from clogging it with fibers 7 of the composite material, eliminates the significant labor and time costs for cleaning and repairing equipment. The introduction of a polymer binder 8 for bonding fibers 7 of a composite material of grains 9 of ferromagnetic powder further increases the mechanical strength of the load-bearing rod 1, thereby increasing the bearing capacity of the composite shaft anchor.

Claims

Composite shaft anchor, including a load-bearing rod of a composite material based on fibers and a polymeric binder, made solid in cross section and having a head part provided with a helical groove, and a shank provided with a thread and a nut, characterized in that the composition of the polymer binder is a composite carrier material grains of ferromagnetic powder are introduced to provide the ability to remove parts of the load-bearing rod that are destroyed during coal mining using magnetic traps teley.