SU1097800A1

SU1097800A1 - Roof bolt securing arrangement

Info

Publication number: SU1097800A1
Application number: SU833566939A
Authority: SU
Inventors: Владимир Пантелеймонович Конухин; Борис Авраамович Виттенберг; Владимир Алексеевич Аверьянов; Виталий Иванович Борщ-Компониец
Original assignee: Специальное конструкторско-технологическое бюро Главтоннельметростроя; Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1983-03-24
Filing date: 1983-03-24
Publication date: 1984-06-15

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ АНКЕРА, включающее открытый с одной стороны цилиндрический сосуд дл твердеющего состава с осевым отверстием на дне, установленный по оси устройства, пропущенный через отверстие сосуда анкерньй стержень, элемент дл вьщавливани состава из сосуда, упор и ограничитель обратного хода сосуда, отличающеес тем, что, с целью возможности многократного использовани устройства и повьшени надежности закреплени анкера, элемент дл выдавливани состава выполнен в виде подпружиненного поршн со сквозным осевым отверстием и полым штоком, свободно размещенных на анкерном стержне,при этом шток и дно сосуда снабжены св зьшающим их замком, причем упор 9 установлен на штоке, а ограничитель обратного хода сосуда - с возможностью взаимодействи с поршнем после вьздавливани твердеющего состава из сосуда. СО 001. DEVICE FOR FASTENING ANCHOR, including a cylindrical vessel open on one side for a hardening compound with an axial hole at the bottom, mounted along the axis of the device, an anchor bar through the vessel opening, an element for pulling the compound out of the vessel, a stop and a vessel backstop differing the fact that, in order to reuse the device and increase the reliability of securing the anchor, the element for extruding the composition is made in the form of a spring-loaded piston vym hole and the hollow rod, loosely placed on the anchor rod, wherein the rod and the bottom of the vessel provided with communication zshayuschim lock them, the abutment 9 is mounted on the rod, and backstop vessel - to cooperate with the piston after vzdavlivani hardenable composition from the vessel. CO 00

Description

2.Устройство по П.1, о т л ичающеес -тем, что поршень подпружинен посредством цилиндрической винтовой пружины раст жени , установленной между дном сосуда и тьшьной стороной поршн .2. The device according to Claim 1, which means that the piston is spring-loaded by means of a cylindrical tension spring, installed between the bottom of the vessel and the third side of the piston.

3.Устройство по П.1, о т л ичагощеес тем, что замок выполнен в виде радиальных выступов на упоре штока и соответЬтвующих им прор.езей Б отверстии дна сосуда.3. The device according to item 1, about the t of the ichchagoshees the fact that the lock is made in the form of radial protrusions on the stop rod and the corresponding prop. B hole of the vessel bottom.

4. Устройство по П.1, о т л ичающеес тем, что ограничитель обратного хода выполнен в виде внутреннего кольцевого буртика на конце открытой части сосуда.4. The device according to Claim 1, which is based on the fact that the backstop is made in the form of an internal annular collar at the end of the open part of the vessel.

Изобретение относитс к средствам возведени крепи горных выработок, а именно к устройствам дл закрепле ни анкеров с помощью твердеющих составов. Известно устройство дл установки анкерной крепи, включающее анкерный стержень, уплотнительную диафрагму, трубки дл подачи твердеющего состав и отвода воздуха и оборудование дл нагнетани в скважину твердеющего раствора 1 1. Однако применение такого устройст св зано со значительными затратами, вызванными необходимостью использова ни нагнетательного насоса и герме-, тизации скважины. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл закреплени анкера,, включающее откры тый с одной стороны цилиндрический сосуд дл твердеющего со,става с осевым отверстием па дне, установленный по оси устройства, пропущенный через отверстие сосуда анкерный стержень, элемент вьщавливани состава из сосу да, упор и ограничитель обратного хо да сосуда 22. рднако применение этого устройств св зано с материальными потер ми вследствие оставлени в каждой скважине сосуда и поршн . Кроме того, его конструкци не позвол ет произвести уплотнение раствора из-за боль його сопротивлени его выдавливанию через перфорированные стенки сосуда и создать значительные усили дл уплотнени вследствие ненадежности распорного устройства, что отрицательно сказываетс на надежности зак реплени анкера. Целью изобретени вл етс возможность многократного использовани устройства и повышение надежности закреплени анкера. Цель достигаетс тем, что в устройстве дл закреплени анкера, включающем открытый с одной стороны цилиндрический сосуд дл твердеющего состава с осевым отверстием на дне, установленный по оси устройства,пропущенный через отверстие сосуда анкерный стержень, элемент дл вьщавливани состава из сосуда, упор и ограничитель обратного хода сосуда, элемент дл выдавливани состава выполнен в виде подпружиненного поршн со сквозным осевым отверстием и полым штоком, свободно размещенных на анкерном стержне, при этом шток и дно сосуда снабжены св зывающим их замком , причем упор установлен на штоке, а ограничитель обратного, хода сосуда - с возможностью взаимодействи с поршнем после выдавливани твердеющего состава из сосуда. Поршень подпружинен посредством цилиндрической винтовой пружины раст жени , установленной между дном сосуда и тьшьной стороной поршн . Замок выполнен в виде радиальных выступов на упоре штока и соответствуюш51Х им прорезей в отверстии дна сосуда. Ограничитель обратного хода выполнен в виде внутреннего кольцевого буртика на конце открытой части сосуда. На фиг.1 изображено устройство дл закреплени анкера в положении до начала выдавливани и уплотнени твердеющего раствора, продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - то же, после окончани выдавливани и уплотнени твердеющего раствора на фиг,4 анкер после окончани закреплени в сквалсине. Устройство дл закреплени анкера состоит из цилиндрического сосуда 1 с дном 2, внутри которого размещен поршень 3 со штоком 4, вьтолнённый со сквозным осевым отверстием 5, через которое свобод но, т.е. с возможностью относитель ного осевого движени , .пропущен анкерный стержень 6. В зазоре между анкерным стержнем 6 и поршне 3 размещено уплотнение 7. Поршень 3 подпружинен в осевом направлении с помощью цилиндрической винтовой пружины раст жени 8, установленной между дном 2 сосуда и тьшьно стороной 9 поршн 3. На шток 4 надет и жестко прикреплен к нему посредством, например, сварки 10 кольцеобразный упор 11, поджатьй к дну 2 сосуда в собранном устройстве с помощью пружины 8. Дл соединени и разъединени упора 11 с дном 2 сосуда имеетс замок, которьй выполнен из чередующихс выс тупов 12 на упоре 11 и ответных впадин 13 в дне 2 сосуда 1, проход и их радиально относительно оси 14 устройства. Сосуд 1 заполнен твердеющим составом. Внешн цилиндрическа поверхность поршн 3 имеет посто нный контакт с внутренней цилиндрической поверхностью 15 сосуда 1 дл обеспечени пр мого выдавливани состава из сосуда. Сосуд 1 имеет ограничитель обратного хода 16, выполненный в виде, например, внутреннего кольцевого буртика на конце открытой части сосуда 1.Дп того, чтобы зафиксировать анкерный стержень 6 относительно осталь ной части устройства в собранном виде, в нижней части анкерного сте н 6 вьшолнено радиальное отверсти 17, а в штоке 4 - соответствующее верстие 18. Через отверстие 17 в а керном стержне 6 и отверстие 18 в штоке 4 пропущен фиксатор19. Кром того, устройство имеет оголовок 20 служащий одорой дл гайки 21, нави чиваемой на нижний конец анкерного стержн 6 дл нат жени последнего 004 Устройство работает следующим образом . Вначале открьшают замок пружины дл обеспечени относительного движени поршн 3 и сосуда 1 путем поворота в ту или другую сторону на 90° штока 4 с поршнем 3 и упором 11 относительно сосуда 1 до совпадени выступов 12 на упоре 11 с .впадинаьда 13 в дне 2 сосуда 1. Затем выт гивают поршень 3 в направлении к дну 2 сосуда 1, сжима при этом пружину 8, и закрывают замок путем обратного поворота упора 11 относительно дна 2 сосуда 1. В отверстие 5 вставл ют анкерньй стержень 6 до совмещени его верхнего торца с верхним торцом сосуда 1 и фиксируют его в этом положении с помощью фиксатора 19. После сборки устройства сосуд 1 заполн ют твердеющим составом и ввод т в скважину 22 до упора в ее дно. Затем удал ют фиксатор 19, открывают замок и вьщавливают твердеющими состав поршнем 3 из сосуда 1. Выдавливание состава производ т путем приложени к выступающему концу штока 4 статической или динамической осевой нагрузки , при этом можно эффективно совмещать давление в направлении дна скважины 22 с вибрацией посредством вибрационного или ударного инструмента 23, воздействующего на выступающий из скважины конец штока, которьй может вл тьс продолжением наращиваемого по мере заглублени в скважину бурового снар да,св занного с буровой установкой, а вибрационным инструментом может служить пневмоударник буровой установки (не показаны). Выдавливание твердеющего состава из сосуда 1 после прижати торца последнего к дну скважины 22 становитс возможным благодар тому, что сосуд 1 подпружинен в осевом направлении относительно поршн 3 и в момент открыти замка с помощью пружины 8 смещаетс к устью скважины. Это смещение продолжаетс под воздействием давлени вытесн емого состава на верхний торец сосуда 1. Перемещение сосуда 1 к устью скважины происходит до тех пор, пока его ограничитель обратного хода, выполненньй в виде переднего кольцевого буртика 16, не упретс в поршень 3. Далее сосуд 1 перемещаетс вперед вместе с поршнем,осуществл уплотнение твердеющего состава в результате чего происходи вытеснение из него излишней жидкости , котора может свободно просачиватьс через зазоры между поршнем 3 и анкерным стержнем 6,а также между внешней поверхностью сосуда 1 и стенками скважины 22, При достижении требуемой степени уплотнени твердеющей смеси нагрузку снимают и устройство оставл ют в таком положении до тех пор, пока состав не схватитс с анкерным стержнем и со стенками скважины, после чего поршень 3 со штоком 4 и сосуд 1 можно удалить из скважины дл использовани при установке других анкеров. После затвердевани сос22The invention relates to the construction of lining of mine workings, namely to devices for fastening anchors with the help of hardening compositions. A device for installing anchor supports is known, which includes an anchor rod, a sealing diaphragm, tubes for supplying hardening composition and venting air, and equipment for injecting hardening solution 1 1 into the well. However, the use of such a device is costly due to the need to use a pressure pump and hermetization, well tization. The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a device for securing an anchor, which includes a cylindrical vessel open on one side for hardening co, standing with an axial orifice on the bottom, mounted along the axis of the device, an anchor bar Inserting the compound from the vessel, the stop and the stopper of the vessel return 22. However, the use of this device is associated with material losses due to the vessel and the piston remaining in each well. In addition, its design prevents compaction of the solution due to the high resistance to its extrusion through the perforated walls of the vessel and creates significant forces for compaction due to the unreliability of the spacer, which adversely affects the reliability of the anchor seal. The aim of the invention is the possibility of multiple use of the device and improving the reliability of securing the anchor. The goal is achieved in that in a device for securing an anchor, including a cylindrical vessel open on one side for a hardening composition with an axial hole at the bottom, an anchor rod passed through the vessel opening, an element for removing the composition from the vessel, an emphasis and a back rest stop the stroke of the vessel, the element for extruding the composition is made in the form of a spring-loaded piston with a through axial bore and a hollow rod, freely placed on the anchor rod, while the stem and the bottom of the vessel provide They are equipped with a lock that binds them, the stop is mounted on the rod, and the limiter of the backward stroke of the vessel is able to interact with the piston after squeezing the hardening compound out of the vessel. The piston is spring-loaded by means of a coil spring of tension that is installed between the bottom of the vessel and the third side of the piston. The lock is made in the form of radial protrusions on the stop rod and the corresponding slots in the hole in the bottom of the vessel. The backstop is made in the form of an internal annular shoulder at the end of the open part of the vessel. Fig. 1 shows a device for securing the anchor in position prior to the start of extrusion and consolidation of the hardening solution, a longitudinal section; Fig. 2 shows section A-A in Fig. 1; in FIG. 3 - the same, after termination of extrusion and consolidation of the hardening solution in FIG. 4, the anchor after termination of fixation in squalax. The device for securing the anchor consists of a cylindrical vessel 1 with a bottom 2, inside of which is placed a piston 3 with a rod 4, which is complete with a through axial bore 5, through which it is free, i.e. with the possibility of relative axial movement, an anchor rod 6 is missed. A seal 7 is placed in the gap between the anchor rod 6 and the piston 3. The piston 3 is spring-loaded in the axial direction by means of a cylindrical tension spring 8 installed between the bottom of the vessel 2 and the side 9 piston 3. It is attached to the rod 4 and rigidly attached to it by means of, for example, welding 10 an annular stop 11, pressing 2 vessels into the assembled device to the bottom with a spring 8. For connecting and separating the stop 11 from the bottom 2 vessels there is a lock It is made of alternating heights 12 at the stop 11 and the response depressions 13 in the bottom 2 of the vessel 1, the passage and their radially relative to the axis 14 of the device. The vessel 1 is filled with a hardening compound. The outer cylindrical surface of the piston 3 is in constant contact with the inner cylindrical surface 15 of the vessel 1 to provide a direct extrusion of the composition from the vessel. The vessel 1 has a backflow stop 16, made in the form of, for example, an internal annular collar at the end of the open part of the vessel 1. In order to fix the anchor rod 6 relative to the rest of the device in assembled form, in the lower part of the anchor wall 6 the radial holes 17, and in the rod 4 - the corresponding version 18. Through the hole 17 in the a core rod 6 and the hole 18 in the rod 4 is passed the latch19. In addition, the device has a cap 20 serving as an odor for a nut 21, screwed on the lower end of the anchor rod 6 for tensioning the last 004 The device operates as follows. First, the spring lock is opened to allow the relative movement of the piston 3 and the vessel 1 by rotating the stem 4 with the piston 3 and the stop 11 relative to the vessel 1 to 90 degrees in one direction or the other until the projections 12 rest on the support 11 sec. The length 13 in the bottom 2 of the vessel 1 Then, the piston 3 is pulled out towards the bottom 2 of the vessel 1, while compressing the spring 8, and closing the lock by reverse turning the stop 11 relative to the bottom 2 of the vessel 1. Insert the anchor rod 6 into the hole 5 until its upper end aligns with the upper end vessel 1 and fix it in this posited and with the help of a latch 19. After assembling the device, the vessel 1 is filled with a hardening compound and introduced into the borehole 22 until it stops at its bottom. Latch 19 is then removed, the lock is opened and the piston 3 is hardened from the vessel 1. The composition is extruded by applying a static or dynamic axial load to the protruding end of the rod 4 and vibrating the pressure in the direction of the bottom 22 or impact tool 23 acting on the end of the stem protruding from the well, which may be a continuation of the drill string associated with the drill installation, and can serve as a vibrating tool hammer drilling rig (not shown). Squeezing the hardening composition out of the vessel 1 after pressing the end of the latter to the bottom of the borehole 22 becomes possible due to the fact that the vessel 1 is spring-loaded in the axial direction relative to the piston 3 and at the time of opening the lock by means of the spring 8 is displaced to the wellhead. This displacement continues under the effect of the pressure of the displaced composition on the upper end of the vessel 1. The movement of the vessel 1 to the wellhead occurs until its return stop, made in the form of a front annular shoulder 16, rests on the piston 3. Next, the vessel 1 moves forward together with the piston, having compacted the hardening composition, as a result of which excess liquid is displaced from it, which can freely seep through the gaps between the piston 3 and the anchor rod 6, as well as between the outer When the desired degree of compaction of the hardening mixture is reached, the load is removed and the device is left in this position until the composition grasps with the anchor rod and the walls of the well, then the piston 3 with the rod 4 and the vessel 1 can be removed from the well for use when installing other anchors. After curing

Риг.г П 23 uijRig.r P 23 uij

тава производ т нат жение анкерного стержн 6 с помощью гайки 21.The tensioner tension the anchor rod 6 with a nut 21.

Использование изобретени позволит снизить расход металла на каждый анкер, применить более дешевые твердеющие составы, включающие крупный заполнитель, ускорить процесс затвердевани состава, осуществить повышенное нат жение анкерного стержн , что увеличит надежность анкерной крепи и обеспечит возможность ее применени в весьма трещиноватых и сильно обводненных породах, где составы меньшей плотности с большим водосодержанием и более длительными сроками схватывани не применимы в св зи с их вымыванием и утечкой через трещины.The use of the invention will reduce the consumption of metal for each anchor, apply cheaper hardening compositions, including coarse aggregate, speed up the process of solidification of the composition, increase the tension of the anchor rod, which will increase the reliability of anchor support and make it possible to use it in very fractured and highly watered rocks, where lower density formulations with greater water content and longer setting time are not applicable due to their leaching and leakage through cracks.

11 8 15 3 1611 8 15 3 16

Claims

1. DEVICE FOR ANCHOR FASTENING, including a cylindrical vessel open on one side for a hardening composition with an axial hole on the bottom, mounted along the device axis, an anchor rod passed through the vessel opening, an element for squeezing the composition out of the vessel, an emphasis and a vessel return stopper , characterized in that, in order to · reuse the device and increase the reliability of anchoring, the element for extruding the composition is made in the form of a spring-loaded piston with a through axial a hole and a hollow rod freely placed on the anchor rod, while the rod and the bottom of the vessel are equipped with a lock connecting them, with the stop § mounted on the rod and the backstop of the vessel with the possibility of interaction with the piston after extruding the hardening composition from the vessel.

SU „„ 1097800

2. The device according to claim 1, wherein the piston is spring-loaded by means of a cylindrical helical tension spring installed between the bottom of the vessel and the rear of the piston.

3. The device according to claim 1, wherein the lock is made in the form of radial protrusions on the rod stop and corresponding slots in the opening of the bottom of the vessel.

4. The device according to claim 1, wherein the backstop is made in the form of an inner annular collar at the end of the open part of the vessel.