Анкерне кріплення

Реферат: Анкерне кріплення містить стрижень, що встановлений уздовж поверхні шпуру, який виконаний в масиві. В масиві виконаний додатковий шпур, в якому уздовж його поверхні встановлений додатковий стрижень, при цьому обидва шпури зі стрижнями розташовані під кутом один до одного, вершина якого звернена назовні масиву, а кінці стрижнів з'єднані зі взаємним упором один в один безпосередньо або крізь проміжний елемент. UA 70236 U (54) АНКЕРНЕ КРІПЛЕННЯ UA 70236 U UA 70236 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до кріплень гірничих виробок з застосуванням анкерів. В існуючому в теперішній час рівні техніки є відомими наступні аналоги. Відомі анкери точкового кріплення, наприклад [1]. Цей анкер містить стрижень, конусний елемент, гільзу з поздовжніми прорізами і поперечними виступами, а також ексцентричну втулку, що розміщена на гільзі. Конусний елемент виконаний з проточуванням, в якому розміщена кільцева пружина. Спільною суттєвою ознакою корисної моделі і аналога є стрижень. Недоліки цього аналога наступні. Несуча здатність анкера визначається перерізом стрижня. Переріз стрижня значно менше перерізу шпуру, що необхідно для прохода в шпурі вузла кріплення, який виступає за діаметр стрижня. Анкер закріплюється на малій довжині шпуру. Крім того, анкер не забезпечує взаємного скріплення шарів масиву в разі їх розшарування. Все це веде до зниження несучої здатності анкерного кріплення з обмеженням можливостей його використовування. Відомі анкери з закріпленням уздовж довжини шпуру механічними елементами, наприклад [2]. Цей анкер вміщує стрижень, рухомі і нерухомі ексцентрикові розпірні елементи, що встановлені на стрижні з чергуванням, плиту, натяжний пристрій, що розміщені на виступаючому кінці стрижня. Рухомі ексцентрикові елементи виконані у вигляді піввтулок з поздовжнім U-подібним пазом, який взаємодіє зі стрижнем. Площина зрізу піввтулок нахилена під гострим кутом до осі стрижня. Спільною суттєвою ознакою корисної моделі і аналога є стрижень. Цей анкер забезпечує проміжне скріплення в шпурі шарів масиву, і більшу сумарну довжину ділянок закріплення, що підвищує його несучу здатність. Однак цей анкер складніший за конструкцією і дорожчий в виготовленні. Це обмежує можливості використовування цього анкера. Відомі анкерні кріплення, які містять трубчатий стрижень, що встановлений уздовж поверхні шпуру за допомогою вибуху, наприклад [3]. Спільною суттєвою ознакою корисної моделі і аналога є стрижень. Таке анкерне кріплення при його встановленні вимагає призупинення робіт в ближній зоні за вимогами безпеки. Це обмежує можливості його використовування. Прототипом корисної моделі є анкерне кріплення, відоме з [4]. Це анкерне кріплення вміщує стрижень, полімерне зв'язуюче, затяжку, шайбу, гайку. Спільною суттєвою ознакою корисної моделі і прототипу є стрижень. В цьому анкерному кріпленні несучу здатність підвищують за рахунок взаємного безперервного скріплення шарів масиву полімером уздовж довжини шпуру. Однако недоліки прототипу виявляються у тому, що після кількох років використовування анкерне кріплення починає втрачати несучу здатність із-за старіння полімеру. Також при використовуванні такого анкерного кріплення на слабких породах не забезпечується висока несуча здатність із-за зриву зчеплення полімеру зі слабкою породою. Крім того, вартість такого анкерного кріплення висока із-за високої вартості полімеру. Це обмежує можливості використовування такого анкера. В основу корисної моделі поставлено задачу розширити можливості використовування анкерного кріплення за рахунок виключення: старіння полімеру, зриву зчеплення полімеру зі слабкою породою, зниження вартості. Також ця задача досягається за рахунок виключення вищезгаданих недоліків аналогів. Поставлена задача досягається тим, що в анкерному кріпленні, яке містить стрижень, що встановлений уздовж поверхні шпуру, який виконаний в масиві, у відзнаку від прототипу - в масиві виконаний додатковий шпур, в якому уздовж його поверхні встановлений додатковий стрижень, при цьому обидва шпури зі стрижнями розташовані під кутом один до одного, вершина якого звернена назовні масиву, а кінці стрижнів з'єднані зі взаємним упором один в один безпосередню або крізь проміжний елемент. На кінцях стрижнів можуть бути виконані скоси, якими стрижні уперті один в один. Перпендикулярно скосам на стрижнях можуть бути виконані отвори, що співвісні один до одного, в які встановлений кріпильний елемент, наприклад у вигляді шплінта. Біля з'єднаних кінців стрижнів зі скосами - на стрижні - можуть бути встановлені хомути з продовгуватими виїмками, якими хомути надягнуті на стрижні і скріплені. Кріплення зі скосами на кінцях стрижнів може бути обладнане плитою з отворами, якими плита надягнута на стрижні біля з'єднаних кінців стрижнів. Стрижні можуть бути виконані з фланцями на кінцях, при цьому стрижні з'єднані з одним фланцями. В кріпленні з проміжним елементом - проміжний елемент може бути виконаний у вигляді плити з двома отворами, що виконані під кутом, який рівний куту між шпурами зі стрижнями, при цьому кінці стрижнів заведені в отвори плити зі взаємним упором один в один крізь плиту. Ці отвори плити і кінці стрижнів можуть бути виконані у вигляді взаємно спряжених конічних поверхонь. Біля кінців стрижнів можуть бути виконані буртики, якими стрижні уперті в плиту з боку масиву. 1 UA 70236 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В отворах плити з боку, що протилежний відносно масиву, можуть бути виконані буртики, в які уперті стрижні. Плита може бути виконана зі знімною кришкою з боку, що протилежний відносно масиву, в яку уперті стрижні. Плита може бути виконана зі штифтами в отворах з боку, що протилежний відносно масиву, а стрижні уперті в штифти. Стрижні біля кінців можуть бути виконані зі штифтами, що виступають, при цьому, стрижні уперті штифтами в плиту з боку масиву. Стрижні біля кінців можуть бути виконані з вигинами, що співвісні, а проміжний елемент виконаний у вигляді втулки, що надягнена на вигини. Вигини можуть бути виконані з різьбою, а втулка виконана у вигляді різьбової муфти, що накручена на вигини. Біля кінців стрижнів можуть бути виконані співвісні отвори, а проміжний елемент виконаний у вигляді пальця, що встановлений в отворах. Співвісні отвори можуть бути утворені патрубками, що приварені біля кінців стрижнів. Палець може бути зафіксований від осьового зміщення. Стрижні можуть бути виконані з труб з вигинами біля кінців, що співвісні, при цьому на вигинах виконані наскрізні пази, а проміжний елемент виконаний у вигляді вкладиша в вигинах. Проміжний елемент може бути виконаний у вигляді патрубка, який вигнутий і надягнений на кінці стрижнів. Стрижні можуть бути виконані порожнинними, а проміжний елемент виконаний у вигляді гнутого пальця, що заведений в порожнини стрижнів. На кінці одного стрижня може бути виконана різьба, а біля кінця другого стрижня виконаний буртик, при цьому проміжний елемент виконаний з двома отворами, одне з яких - різьбове, яким він нагвинчений на один зі стрижнів, а другий стрижень заведений в другий отвір з упором буртика в проміжний елемент. В розвиток цього варіанта на кінці другого стрижня може також бути виконана різьба, на яку нагвинчена гайка, що притискує проміжний елемент до буртика. В варіантах, де використовується плита з отворами - кріплення може бути обладнане п'ятою, що стикається з масивом, а плита виконана принаймні з одним різьбовим отвором з натискним болтом, що притискує п'яту до масиву. В інших варіантах з'єднання стрижнів - кріплення може бути обладнане п'ятою, що стикається з масивом, і плитою з виїмкою, якою плита надягнена на з'єднання стрижнів з боку масиву, при цьому плита виконана принаймні з двома різьбовими отворами з натискними болтами, що притискують п'яту до масиву. В варіантах, де використовується п'ята, вона може бути виконана принаймні з одним отвором або пазом чи прорізом, куди пропущені стрижні. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом, якого можна досягти, полягає у наступному. У відзнаку від прототипу, те що в масиві виконаний додатковий шпур, в якому уздовж його поверхні встановлений додатковий стрижень, обидва шпури зі стрижнями розташовані під кутом один до одного, вершина якого звернена назовні масиву, а кінці стрижнів з'єднані зі взаємним упором один в один безпосередню або крізь проміжний елемент - дозволило виключити: старіння полімеру, зрив зчеплення полімеру зі слабкою породою, високу вартість. У порівнянні з аналогами це дозволило виключити недоліки аналогів. Все згадане розширює можливість використовування анкерного кріплення. Супутнім позитивним ефектом анкерного кріплення є розширення зони закріплення масиву. На фіг. 1 зображено один з варіантів анкерного кріплення. На фіг. 2 зображено варіант місця А фіг. 1. На фіг. 3 зображено другий варіант місця А, фіг. 1. На фіг. 4 зображений переріз Б-Б фіг. 3. На фіг. 5 зображений ще один варіант місця А, фіг. 1. На фіг. 6 зображено переріз В-В, фіг. 5. На фіг. 7 зображений другий варіант анкерного кріплення, а на фіг. 8 - третий варіант. На фіг. 9 зображений четвертий варіант анкерного кріплення, на фіг. 10 - п'ятий варіант, а на фіг. 11-шостий варіант. На фіг. 12 зображено варіант з'єднання кінців стрижнів крізь проміжний елемент, а на фіг. 13 - інший варіант такого з'єднання. На фіг. 14 зображено сьомий варіант анкерного кріплення, а на фіг. 15 - восьмий варіант. На фіг. 16 зображений дев'ятий варіант анкерного кріплення. На фіг. 17 зображений варіант з'єднання кінців стрижнів. На фіг. 18 зображений десятий варіант анкерного кріплення. На фіг. 19 зображено переріз Г-Г фіг. 18. На фіг. 20 зображений одинадцятий варіант анкерного кріплення. На фіг. 21 зображений дванадцятий варіант анкерного кріплення. На фіг. 22 зображений тринадцятий варіант 2 UA 70236 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 анкерного кріплення. На фіг. 23-32 зображені варіанти зони з'єднання кінців стрижнів, коли використовується п'ята, що стискається з масивом. Анкерне кріплення містить стрижень 1, що встановлений уздовж поверхні шпуру 2, який виконаний в масиві 3. В масиві виконаний додатковий шпур 4, в якому уздовж його поверхні встановлений додатковий стрижень 5. Обидва шпури зі стрижнями розташовані під кутом  один до одного, вершина якого звернена назовні масиву. Кінці 6 стрижнів з'єднані зі взаємним упором один в один безпосередньо (фіг. 1) або крізь проміжний елемент 7 (фіг. 8-18, 20-22). На кінцях 6 стрижнів 1, 5 можуть бути виконані скоси 8, якими стрижні уперті один в один. Перпендикулярно скосам 8 на стрижнях можуть бути виконані отвори 9, що співвісні один до одного, в які встановлений кріпильний елемент 10, наприклад у вигляді шплінта (фіг. 2). Біля з'єднаних кінців стрижнів на стрижні можуть бути встановлені хомути 11 з продовгуватими виїмками 12, якими хомути надягнуті на стрижні і скріплені (фіг. 3, 4). Вищезгадане кріплення може бути обладнане плитою 13 з отворами 14, якими плита надягнута на стрижні біля з'єднаних кінців стрижнів (фіг. 5, 6). В кріпленні стрижні 1, 5 можуть бути виконані з фланцями 15 на кінцях, при цьому стрижні з'єднані один з одним фланцями (фіг. 7). В кріпленні з проміжними елементами 7 останній може бути виконаний у вигляді плити 16 з двома отворами 17, що виконані під кутом, який рівний куту між шпурами зі стрижнями, при цьому кінці стрижнів заведені в отвори плити зі взаємним упором один в один крізь плиту (фіг. 813). Отвори 17 плити 16 і кінці стрижнів 1, 5 можуть бути виконані у вигляді взаємно спряжених конічних поверхонь 18 (фіг. 8). Біля кінців стрижнів 1, 5 можуть бути виконані буртики 19, якими стрижні уперті в плиту 16 з боку масиву 3 (фіг. 9). В отворах 17 плити 16 з боку, що протилежний відносно масиву 3 можуть бути виконані буртики 20, в які уперті стрижні 1, 5 (фіг. 10). Плита 16 може бути виконана зі знімною кришкою 21 з боку, що протилежний відносно масиву 3, в яку уперті стрижні 1, 5 (фіг. 11). Плита 16 може бути виконана зі штифтами 22 в отворах 17 з боку, що протилежний відносно масиву 3, а стрижні 1, 5 уперті в штифти 22 (фіг. 12). Стрижні 1, 5 біля кінців можуть бути виконані зі штифтами 23, що виступають, при цьому стрижні уперті штифтами в плиту 16 з боку масиву 3 (фіг. 13). Стрижні 1, 5 біля кінців можуть бути виконані з вигинами 24, що співвісні, а проміжний елемент 7 виконаний у вигляді втулки, що надягнена на вигини (фіг. 14). Вигини 24 можуть бути виконані з різьбою 25, а втулка виконана у вигляді різьбової муфти, що нагвинчена на вигини (фіг. 14). В кріпленні біля кінців стрижнів 1, 5 можуть бути виконані співвісні отвори 26, а проміжний елемент 7 виконаний у вигляді пальця, що встановлений в отворах (фіг. 15). Співвісні отвори 26 можуть бути утворені патрубками 27, що приварені біля кінців стрижнів 1,5 (фіг. 16, 17). Проміжний елемент 7 у вигляді пальця може бути зафіксований від осьового зміщення наприклад так, як це зображено на фіг. 15-17. В кріпленні стрижні 1, 5 можуть бути виконані з труб з вигинами 28 біля кінців, що співвісні, при цьому на вигинах виконані наскрізні пази 29, а проміжний елемент 7 виконаний у вигляді вкладиша в вигинах (фіг. 18, 19). Наскрізні пази 29 служать для встановлення проміжного елемента 7 у вигляді вкладиша в положення, що зображено на фіг. 18. При цьому вкладиш встановлюють через наскрізні пази вибивачем. В кріпленні проміжний елемент 7 може бути виконаний у вигляді патрубка, який вигнутий і надягнений на кінці стрижнів 1, 5 (фіг. 20). В кріпленні стрижні 1, 5 можуть бути виконані порожнинними, а проміжний елемент 7 виконаний у вигляді гнутого пальця, що заведений в порожнини стрижнів (фіг. 21). В кріпленні на кінці одного стрижня (наприклад - 1) може бути виконана різьба 30, а біля кінця другого стрижня (наприклад - 5) виконаний буртик 31, проміжний елемент - 7 виконаний з двома отворами, один з яких (наприклад отвір 32 - різьбовий), яким він нагвинчений на стрижень з різьбою, а інший стрижень заведений в отвір 33 з упором буртика в проміжний елемент (фіг. 22). На кінці іншого стрижня також може бути виконана різьба, на яку нагвинчена гайка 34, що притискує проміжний елемент 7 до буртика 31. 3 UA 70236 U 5 10 15 20 Кріплення з плитою (фіг. 5; 8-13) може бути обладнане п'ятою 35 (фіг. 23, 24), а плита виконана принаймні з одним різьбовим отвором 36 з натискним болтом 37 (фіг. 23), що притискує п'яту до масиву 3. Кріплення з іншими з'єднаннями кінців стрижнів 1, 5 зі взаємним упором безпосередньо (наприклад - фіг. 7), або проміжний елемент 7 (наприклад - фіг. 14-21), може бути обладнане плитою 38 з виїмкою 39, якою плита 38 надягнена на з'єднання кінців стрижнів з боку масиву 3, при цьому плита виконана принаймні з двома різьбовими отворами 40 з натискними болтами 41, що притискують п'яту 42 до масиву 3. П'ята 35 або 42 може бути виконана принаймні з одним отвором, пазом або прорізям 43, куди пропущені стрижні 1, 5. В процесі експлуатації анкерного кріплення стрижні 1, 5 утримають приконтурну зону масиву 3 від розшарування і відокремлення. При цьому з'єднання кінців 6 стрижнів безпосередньо (фіг. 1, 7) або крізь проміжний елемент 7 (фіг. 8-18; 20-22) забезпечує утримування стрижнів 1, 5 в шпурах 2, 4. Все це забезпечує отримання позитивних ефектів, що викладені вище. Джерела інформації: 1. А. с. СРСР № 526709, Е21D 21/00, від 13.02.74 р. 2. А. с. СРСР № 1182176 E21D 21/00, від 05.07.84 р. 3. Горная энциклопедия, том 1, М., Советская энциклопедия, 1981 p., с. 124. 4. Халимендик Ю. М., Курченко Э. П. Компаниец В. Ф. Разработка элементов анкерной крепи нового уровня. Уголь Украины. - № 9.-2000. - С. 15-16, мал. 2. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 50 55 1. Анкерне кріплення, яке містить стрижень, що встановлений уздовж поверхні шпуру, який виконаний в масиві, яке відрізняється тим, що в масиві виконаний додатковий шпур, в якому уздовж його поверхні встановлений додатковий стрижень, при цьому обидва шпури зі стрижнями розташовані під кутом один до одного, вершина якого звернена назовні масиву, а кінці стрижнів з'єднані зі взаємним упором один в один безпосередньо або крізь проміжний елемент. 2. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що на кінцях стрижнів виконані скоси, якими стрижні уперті один в один. 3. Кріплення за п. 2, яке відрізняється тим, що перпендикулярно скосам на стрижнях виконані отвори, що співвісні один до одного, в які встановлений кріпильний елемент, наприклад у вигляді шплінта. 4. Кріплення за п. 2, яке відрізняється тим, що біля з'єднаних кінців стрижнів на стрижні встановлені хомути з продовгуватими виїмками, якими хомути надягнуті на стрижні і скріплені. 5. Кріплення за п. 2, яке відрізняється тим, що воно обладнане плитою з отворами, якими плита надягнута на стрижні біля з'єднаних кінців стрижнів. 6. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що стрижні виконані з фланцями на кінцях, при цьому стрижні з'єднані один з одним фланцями. 7. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що проміжний елемент виконаний у вигляді плити з двома отворами, що виконані під кутом, який рівний куту між шпурами зі стрижнями, при цьому кінці стрижнів заведені в отвори плити зі взаємним упором один в один крізь плиту. 8. Кріплення за п. 6, яке відрізняється тим, що отвори плити і кінці стрижнів виконані у вигляді взаємно спряжених конічних поверхонь. 9. Кріплення за п. 6, яке відрізняється тим, що біля кінців стрижнів виконані буртики, якими стрижні уперті в плиту з боку масиву. 10. Кріплення за п. 6, яке відрізняється тим, що в отворах плити з боку, що протилежний відносно масиву, виконані буртики, в які уперті стрижні. 11. Кріплення за п. 6, яке відрізняється тим, що плита виконана зі знімною кришкою з боку, що протилежний відносно масиву, в яку уперті стрижні. 12. Кріплення за п. 6, яке відрізняється тим, що плита виконана зі штифтами в отворах з боку, що протилежний відносно масиву, а стрижні уперті в штифти. 13. Кріплення за п. 6, яке відрізняється тим, що стрижні біля кінців виконані зі штифтами, що виступають, при цьому стрижні уперті штифтами в плиту з боку масиву. 14. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що стрижні біля кінців виконані з вигинами, що співвісні, а проміжний елемент виконаний у вигляді втулки, що надягнена на вигини. 15. Кріплення за п. 13, яке відрізняється тим, що вигини виконані з різьбою, а втулка виконана у вигляді різьбової муфти, що нагвинчена на вигини. 4 UA 70236 U 5 10 15 20 25 16. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що біля кінців стрижнів виконані співвісні отвори, а проміжний елемент виконаний у вигляді пальця, що встановлений в отворах. 17. Кріплення за п. 15, яке відрізняється тим, що співвісні отвори утворені патрубками, що приварені біля кінців стрижнів. 18. Кріплення за п. 16, яке відрізняється тим, що палець зафіксований від осьового зміщення. 19. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що стрижні виконані з труб з вигинами біля кінців, що співвісні, при цьому на вигинах виконані наскрізні пази, а проміжний елемент виконаний у вигляді вкладиша в вигинах. 20. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що проміжний елемент виконаний у вигляді патрубка, який вигнутий і надягнений на кінці стрижнів. 21. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що стрижні виконані порожнинними, а проміжний елемент виконаний у вигляді гнутого пальця, що заведений в порожнини стрижнів. 22. Кріплення за п. 1, яке відрізняється тим, що на кінці одного стрижня виконана різьба, а біля кінця другого стрижня виконаний буртик, проміжний елемент виконаний з двома отворами, один з яких різьбовий, яким він нагвинчений на стрижень з різьбою, а інший стрижень заведений в другий отвір з упором буртика в проміжний елемент. 23. Кріплення за п. 22, яке відрізняється тим, що на кінці іншого стрижня також виконана різьба, на якому нагвинчена гайка, що притискує проміжний елемент до буртика. 24. Кріплення за п. 5 або 7, яке відрізняється тим, що воно обладнане п'ятою, що стикається з масивом, а плита виконана принаймні з одним різьбовим отвором з натискним болтом, що притискує п'яту до масиву. 25. Кріплення за п. 14 або 16, 19, 20, 21, яке відрізняється тим, що воно обладнане п'ятою, що стикається з масивом і плитою з виїмкою, якою плита надягнена на з'єднання стрижнів з боку массива, при цьому плита виконана принаймні з двома різьбовими отворами з натискними болтами, що притискують п'яту до масиву. 26. Кріплення за п. 24 або 25, яке відрізняється тим, що п'ята виконана принаймні з одним отвором або пазом, прорізом, куди пропущені стрижні. 5 UA 70236 U 6 UA 70236 U 7 UA 70236 U 8 UA 70236 U 9 UA 70236 U 10 UA 70236 U 11 UA 70236 U 12 UA 70236 U 13 UA 70236 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 14