RU89613U1

RU89613U1 - ANCHOR

Info

Publication number: RU89613U1
Application number: RU2008116122/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Кулаков; Евгений Викторович Кулаков
Original assignee: Виктор Николаевич Кулаков; Евгений Викторович Кулаков
Priority date: 2008-04-23
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2009-12-10

Abstract

1. Анкер, включающий несущий стержень с продольными щелями на концах и расположенным на внутреннем конце в шпуре распорным элементом, а на наружном конце на поверхности выработки - распорным элементом с конусной втулкой, отличающийся тем, что несущий стержень выполнен из бамбука. ! 2. Анкер по п.1, отличающийся тем, что распорные элементы выполнены в виде усеченных конусов. ! 3. Анкер по п.1 или 2, отличающийся тем, что на внутреннем конце несущего стержня установлены конические полувтулки или конические полувтулки и опорное кольцо. ! 4. Анкер по п.1 или 2, отличающийся тем, что на наружном конце несущего стержня между поверхностью выработки и конусной втулкой установлен упругий элемент.1. Anchor, comprising a supporting rod with longitudinal slots at the ends and a spacer element located on the inner end in the borehole, and a spacer element with a conical sleeve at the outer end on the working surface, characterized in that the bearing rod is made of bamboo. ! 2. Anchor according to claim 1, characterized in that the spacer elements are made in the form of truncated cones. ! 3. Anchor according to claim 1 or 2, characterized in that the conical half-sleeves or conical half-sleeves and a support ring are installed on the inner end of the supporting rod. ! 4. Anchor according to claim 1 or 2, characterized in that an elastic element is installed at the outer end of the supporting rod between the surface of the mine and the conical sleeve.

Description

Предполагаемое изобретение относится к горному делу, а именно к анкерным крепям, применяемым в горнодобывающей промышленности для крепления горных выработок.The alleged invention relates to mining, and in particular to anchor supports used in the mining industry for attaching mine workings.

Известен металлический замковый анкер типа ШК-1М, АК-8у, АКМ, состоящий из металлического стержня с выштампованной клиноконической головкой на одном и резьбой на другом конце, двух полувтулок, опорной пластины и гайки. (Анкерная крепь. Справочник. М., «Недра», 1990, стр.36-37).Known metal locking anchor type SHK-1M, AK-8u, AKM, consisting of a metal rod with a stamped clinoconical head on one and a thread on the other end, two half-sleeves, a base plate and a nut. (Anchor support. Handbook. M., "Nedra", 1990, pp. 36-37).

Недостатком известного анкера является невозможность его применения для крепления горных выработок, пройденных в массиве полезного ископаемого, подлежащего в последующем буровзрывной, гидравлической или механизированной выемке, т.к. металлические штанги создают помехи для выемки и транспортировки полезного ископаемого.A disadvantage of the known anchor is the impossibility of its use for securing the mine workings, passed in an array of minerals, to be subsequently drilling and blasting, hydraulic or mechanized excavation, because metal rods interfere with the extraction and transportation of minerals.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является деревянный анкер. (Анкерная крепь. Справочник. М., «Недра», 1990, стр.43-45). Анкер состоит из круглого несущего стержня с продольными щелями на концах, в которых размещают распорные элементы в виде клиньев, опорной пластины и конической втулки на наружном конце стержня. Щели прорезаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях во избежание раскалывания стержня во время установки анкера.The closest analogue to the claimed invention is a wooden anchor. (Anchor support. Handbook. M., "Nedra", 1990, pp. 43-45). An anchor consists of a round supporting rod with longitudinal slots at the ends, in which spacers are placed in the form of wedges, a support plate and a conical sleeve at the outer end of the rod. The slots are cut in two mutually perpendicular directions to avoid splitting of the rod during installation of the anchor.

Недостатками данного анкера являются низкая несущая способность и относительно высокая трудоемкость изготовления. Для изготовления стержней должна применяться древесина, не имеющая гнили, червоточин, косослоя, сердцевины, сучков и других пороков.The disadvantages of this anchor are low bearing capacity and the relatively high complexity of manufacturing. For the manufacture of rods, wood should be used that does not have rot, wormholes, a cross-layer, a core, knots and other defects.

Технической задачей предполагаемого решения является повышение несущей способности анкера при снижении трудоемкости его изготовления.The technical task of the proposed solution is to increase the bearing capacity of the anchor while reducing the complexity of its manufacture.

Поставленная задача решается тем, что в анкере, включающем несущий стержень с продольными щелями на концах и расположенным на внутреннем конце в шпуре распорным элементом, а на наружном конце на поверхности выработки распорным элементом с конусной втулкой, несущий стержень выполнен из бамбука. Распорные элементы выполнены в виде усеченных конусов. На внутреннем конце стержня установлены конические полувтулки и опорное кольцо, а на наружном конце несущего стержня между поверхностью выработки и конусной втулкой упругий элемент.The problem is solved in that in the anchor, including the supporting rod with longitudinal slots at the ends and a spacer element located on the inner end in the hole, and on the outer end on the working surface with a spacer element with a conical sleeve, the bearing rod is made of bamboo. Spacer elements are made in the form of truncated cones. Conical half-sleeves and a support ring are installed at the inner end of the rod, and an elastic element is installed at the outer end of the supporting rod between the working surface and the conical sleeve.

Отличительными признаками заявленного анкера от прототипа являются следующие:Distinctive features of the claimed anchor from the prototype are the following:

- выполнение несущего стержня из бамбука. По прочности на растяжение бамбук превосходит большинство видов применяемой древесины (сосна, береза, ель, дуб).- the implementation of the supporting rod of bamboo. Bamboo is superior in tensile strength to most types of wood used (pine, birch, spruce, oak).

Поскольку бамбуковые стержни полые, при распоре их контакт с поверхностью шпура реализуется равномерно по всему периметру. Это повышает качество укрепления внутреннего конца несущего стержня в шпуре. При использовании деревянных стержней такой возможности нет, т.к. диаметр стержня меньше диаметра шпура и контакт стержня по всему периметру шпура при распоре его плоским клином не возможен. Следовательно, применение бамбука, как с точки зрения его прочности, так и по условиям его работы с горным массивом имеет преимущество, что способствует повышению несущей способности анкера.Since bamboo rods are hollow, upon spreading, their contact with the surface of the borehole is realized evenly around the entire perimeter. This improves the quality of strengthening the inner end of the bearing rod in the hole. When using wooden rods, this is not possible, because the diameter of the rod is less than the diameter of the borehole and contact of the rod around the entire perimeter of the borehole when thrust with a flat wedge is not possible. Therefore, the use of bamboo, both from the point of view of its strength and the conditions of its work with the massif, has an advantage, which helps to increase the bearing capacity of the anchor.

Использование бамбука не требует предварительной обработки стержней, кроме как выбора по диаметру и обрезанию по длине. Не требуется прорезать и продольные щели на концах стержня, т.к. бамбук легко расщепляется строго по волокнам от удара по торцу стержня острым инструментом, а естественные узлы на стержне сдерживают распространение щелей на всю длину.The use of bamboo does not require pre-treatment of the rods, except for the choice of diameter and cutting along the length. It is not necessary to cut through the longitudinal slots at the ends of the rod, because bamboo easily splits strictly along the fibers from hitting the end of the rod with a sharp tool, and the natural nodes on the rod inhibit the spread of cracks along the entire length.

Это позволяет снизить трудоемкость изготовления анкера.This reduces the complexity of manufacturing the anchor.

- распорные элементы выполнены в виде усеченных конусов. Исполнение распорных элементов в виде усеченных конусов (в дальнейшем конус) позволяет равномерно прижать внутренний конец стержня по всему периметру к стенкам шпура, а наружный конец стержня к поверхности конической втулки. Благодаря этому все сечение несущего стержня работает под действием равномерно распределенной по периметру растягивающей силы. Этим достигается как качество закрепления концов несущего стержня, так и повышение его несущей способности. Конусы могут быть изготовлены из различных материалов: дерева, пластика, металла и др. Чем выше плотность материала, тем меньше податливость анкера;- spacer elements are made in the form of truncated cones. The execution of the spacer elements in the form of truncated cones (hereinafter the cone) makes it possible to uniformly press the inner end of the rod around the perimeter to the walls of the hole, and the outer end of the rod to the surface of the conical sleeve. Due to this, the entire cross section of the supporting rod operates under the action of a tensile force uniformly distributed around the perimeter. This achieves both the quality of fixing the ends of the bearing rod, and increasing its bearing capacity. Cones can be made of various materials: wood, plastic, metal, etc. The higher the density of the material, the lower the compliance of the anchor;

- на внутреннем конце стержня установлены конические полувтулки. Установка конических полувтулок на внутренний конец несущего стержня повышает сопротивление перемещению несущего стержня с установленным в нем конусом, т.к. он заклинивается. При этом, чем больше растягивающее усилие на несущем стержне, тем с большим усилием он заклинивается. Таким образом, несущий стержень работает с нарастающим сопротивлением. В зависимости от диаметра шпуров могут быть установлены более двух полувтулок, однако их внешний радиус должен быть равен радиусу шпуров. Конусность конических полувтулок и конусов должна быть одинаковой. Внешнюю поверхность полувтулок целесообразно выполнять рифленой, например с кольцевыми ребрами, чтобы исключить их проскальзывание по поверхности шпура. Конические полувтулки могут быть изготовлены из стали, керамики, пластмассы, бамбука и других материалов.- conical half-sleeves are installed on the inner end of the rod. The installation of conical half-sleeves on the inner end of the carrier rod increases the resistance to movement of the carrier rod with a cone installed in it, because he is jammed. In this case, the greater the tensile force on the supporting rod, the more it wedges. Thus, the supporting rod works with increasing resistance. Depending on the diameter of the holes, more than two half-sleeves can be installed, but their outer radius must be equal to the radius of the holes. The taper of conical half-shells and cones should be the same. The outer surface of the half-sleeves, it is advisable to perform corrugated, for example with annular ribs to prevent them from slipping on the surface of the hole. Conical half-sleeves can be made of steel, ceramic, plastic, bamboo and other materials.

Использование конических полувтулок в совокупности с распорными элементами в виде конусов позволяет укрепить несущий стержень в шпуре с усилием, равным его прочности на разрыв.The use of conical half-sleeves in conjunction with spacers in the form of cones allows you to strengthen the supporting rod in the hole with a force equal to its tensile strength.

- на внутреннем конце стержня установлено опорное кольцо. Опорное кольцо устанавливается в контакте с коническими полувтулками для предотвращения их самопроизвольного смещения во время установки анкера, а также создания опоры для них при забивании несущего стержня на распорные элементы. Опорное кольцо не должно препятствовать расщеплению несущего стержня при его забивании на распорные элементы. Поэтому оно может быть изготовлено из эластичного материала, например резины, или твердого: пластмасса, металл и др. В последнем случае кольцо должно иметь сквозные прорези, совпадающие со щелями на несущем стержне, и жестко укреплено на нем, например, с помощью клея. Целесообразно изготавливать кольцо из бамбука и укреплять на стержне с помощью клея. При этом не требуется на кольце делать прорези, т.к. оно легко расщепляется вместе с несущим стержнем под действием распорного элемента. Жесткое укрепление опорного кольца на несущем стержне позволяет увеличить первоначальный распор анкера со стенками шпура, снизить его податливость и повысить несущую способность;- a support ring is installed on the inner end of the rod. The support ring is installed in contact with the conical half-bushings to prevent their spontaneous displacement during the installation of the anchor, as well as creating support for them when driving the supporting rod onto the spacer elements. The support ring should not impede the splitting of the support rod when it is driven into spacer elements. Therefore, it can be made of an elastic material, such as rubber, or hard: plastic, metal, etc. In the latter case, the ring must have through slots that coincide with the slots on the supporting rod, and is rigidly fixed to it, for example, with glue. It is advisable to make a ring of bamboo and fix it to the shaft with glue. It is not required to make slots on the ring, because it is easily split together with the supporting rod under the action of the spacer element. Rigid reinforcement of the support ring on the supporting rod allows you to increase the initial spacer of the anchor with the walls of the hole, reduce its compliance and increase the bearing capacity;

- на наружном конце несущего стержня между поверхностью выработки и конусной втулкой установлен упругий элемент. В качестве упругого элемента может быть использовано резиновое кольцо или пластина, тарельчатая или спиральная пружина и т.д. Упругий элемент устанавливается для распределения нагрузки на большую опорную площадь и создания предварительного натяжения анкера. Предварительное натяжение анкера производится посредством поочередного удара по конусу и конусной втулке. При ударе по конусной втулке упругий элемент сжимается, одновременно за счет продольной составляющей вытягивается несущий стержень. При последующем ударе по конусу в момент его проскальзывания в полости стержня последний вместе с конусной втулкой под воздействием упругого элемента перемещается, увеличивая распор внутреннего конца несущего стержня. Последовательными ударами по конусу и конусной втулке создают необходимое предварительное натяжение анкера. Предварительное натяжение анкера улучшает качество и надежность его закрепления, повышает несущую способность.- at the outer end of the supporting rod between the surface of the excavation and the conical sleeve mounted elastic element. As an elastic element, a rubber ring or plate, a disk or coil spring, etc. can be used. The elastic element is installed to distribute the load on a large bearing area and create a preliminary tension of the anchor. The pre-tensioning of the anchor is carried out by alternately striking the cone and cone sleeve. Upon impact on the conical sleeve, the elastic element is compressed, at the same time, the bearing rod is elongated due to the longitudinal component. Upon subsequent impact on the cone at the moment of its slipping in the cavity of the rod, the latter, together with the conical sleeve, moves under the influence of the elastic element, increasing the spacer of the inner end of the bearing rod. Successive impacts on the cone and cone sleeve create the necessary pre-tensioning of the anchor. Pre-tensioning the anchor improves the quality and reliability of its fastening, increases the bearing capacity.

Совокупность отличительных признаков, характеризующих устройство, позволяет повысить несущую способность анкера и снизить трудоемкость его изготовления за счет использования в качестве несущего стержня бамбука, распорных элементов в виде усеченных конусов, конических полувтулок, опирающихся на опорное кольцо и упругого элемента между поверхностью выработки и конической втулкой.The set of distinctive features characterizing the device allows to increase the bearing capacity of the anchor and reduce the complexity of its manufacture due to the use of bamboo, spacer elements in the form of truncated cones, conical half-sleeves resting on a support ring and an elastic element between the working surface and the conical sleeve.

Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его примера реализации и прилагаемыми чертежами.The invention is illustrated by the description of a specific, but not limiting example of implementation and the accompanying drawings.

На фиг.1 представлен заявленный анкер, общий вид; на фиг.2 - поперечный разрез (А-А) внутреннего конца анкера в шпуре; на фиг.3 показан поперечный разрез (В-В) наружного конца анкера на поверхности выработки. Анкер состоит из несущего стержня 1 (фиг.1) с продольными щелями на внутреннем конце 2 (фиг.2) и на наружном конце 3 (фиг.3), конусов 4 и 5 (фиг.1), конических полувтулок 6, опорного кольца 7, конической втулки 8, упругого элемента 9 в виде тарельчатой пружины.Figure 1 presents the claimed anchor, General view; figure 2 is a transverse section (aa) of the inner end of the anchor in the hole; figure 3 shows a cross section (BB) of the outer end of the anchor on the surface of the mine. The anchor consists of a supporting rod 1 (figure 1) with longitudinal slots on the inner end 2 (figure 2) and on the outer end 3 (figure 3), cones 4 and 5 (figure 1), conical half-sleeves 6, support ring 7, a tapered sleeve 8, an elastic element 9 in the form of a disk spring.

Работа анкера. На внутренний конец несущего стерня 1 устанавливают опорное кольцо 7 (например, резиновое кольцо), легким ударом острого инструмента, например топорика, по торцу расщепляют конец стержня. В упор с опорным кольцом на внутренний конец стержня устанавливают конические полувтулки 6, например, с помощью мягкой тонкой проволоки 10 и в полость несущего стержня 1 вставляют конус 4. Несущий стержень 1 вводят в шпур до его торца и забивают на конус 4. Конус расщепляет несущий стержень 1 и прижимает его вместе с коническими полувтулками 6 к стенкам шпура 11. На наружный конец несущего стержня устанавливают упругий элемент в виде тарельчатой пружины 9, коническую втулку 8, а в полость стержня забивают конус 5. Поочередными ударами по конической втулке и конусу производят предварительное натяжение анкера. Натяжение анкера фиксируется по сжатию тарельчатой пружины.Anchor work. A support ring 7 is installed on the inner end of the bearing stub 1 (for example, a rubber ring), with a light blow of a sharp tool, such as a hatchet, the end of the rod is split at the end. Tapered half-sleeves 6 are mounted on a stop with a support ring on the inner end of the rod, for example, using a soft thin wire 10 and a cone 4 is inserted into the cavity of the bearing rod 1. The bearing rod 1 is inserted into the hole to its end and hammered into the cone 4. The cone splits the bearing the rod 1 and presses it together with the conical half-sleeves 6 to the walls of the hole 11. An elastic element in the form of a Belleville spring 9, a conical sleeve 8 is installed on the outer end of the supporting rod, and the cone 5 is driven into the cavity of the rod. Alternate hits on the conical the sleeve and cone preload the anchor. The anchor tension is fixed by the compression of the cup spring.

Оба конца несущего стержня работают в режиме самозаклинивания с нарастающим сопротивлением, что обеспечивает высокое качество закрепления и его несущую способность.Both ends of the supporting rod operate in self-jamming mode with increasing resistance, which ensures high quality of fastening and its bearing capacity.

Claims

1. Anchor, comprising a supporting rod with longitudinal slots at the ends and a spacer element located on the inner end in the borehole, and a spacer element with a conical sleeve at the outer end on the working surface, characterized in that the bearing rod is made of bamboo.

2. Anchor according to claim 1, characterized in that the spacer elements are made in the form of truncated cones.

3. Anchor according to claim 1 or 2, characterized in that the conical half-sleeves or conical half-sleeves and a support ring are installed on the inner end of the supporting rod.

4. Anchor according to claim 1 or 2, characterized in that an elastic element is installed at the outer end of the supporting rod between the surface of the mine and the conical sleeve.