Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб закріплення анкера в слабких породах, що включає буріння шпура, розміщення в ньому сталевополімерного анкера і ампул з компонентами полімерного закріплювача, який відрізняється тим, що по довжині шпура додатково розбурюють кілька порожнин із заданим діаметром, висотою й відстанню між ними з урахуванням характеристики міцності полімерного закріплювача, при цьому діаметр порожнини розбурювання приймають рівним 1,12-1,22 діаметра шпура, а висоту порожнини визначають по формулі:

,

де Р - зусилля на розтяг, що діє на анкер, кН;

* - гранична міцність полімерного шару закріплювача на зріз, МПа;

dш - діаметр шпура, мм;

С - висота порожнини розбурювання, мм,

а відстань між порожнинами визначають з умови рівноваги:

де  - гранична міцність породи на зріз, МПа;

b - допустима величина зсуву анкера при навантаженні, мм;

а - відстань між порожнинами розбурювання, мм.

Текст

Спосіб закріплення анкера в слабких породах, що включає буріння шпура, розміщення в ньому сталевополімерного анкера і ампул з компонентами полімерного закріплювача, який відрізняється тим, що по довжині шпура додатково розбурюють кілька порожнин із заданим діаметром, висотою й відстанню між ними з урахуванням характеристики міцності полімерного закріплювача, при цьому діаметр порожнини розбурювання приймають рів ним 1,12-1,22 діаметра шпура, а висоту порожнини визначають по формулі: P , C> t п.с. × pdш ср Корисна модель відноситься до гірничої промисловості і може бути використана при анкеруванні гірничих виробок. Відомий спосіб закріплення штанги анкерного кріплення в слабких породах шляхом нарізування спіральної борозни в стінках шпура з наступним розміщенням в ньому анкерів і ампул з компонентами закріплювача [1]. Даний спосіб вимагає істотних змін в оснащенні та технології анкерування, тому що необхідно спроектувати й налагодити інструментальне виробництво розмірного ряду різьбонарізних бурів для шпурів різного діаметра, а для здійснення нарізки різьби модернізувати бурові установки так, щоб точно витримувалися необхідні оберти й подача інструмента. Основним недоліком даного способу є обмеження податливості анкера кроком гвинтової лінії. Після зсуву породи щодо анкера на величину більше кроку різьблення, його несуча здатність, як і в гладкому шпурі, падає й підтримується тільки за рахунок сили тертя на поверхні зрізу. Найбільш близьким по технічній сутності й результату, що досягається (найближчий аналог), є спосіб анкерування вміщуючих порід, що включає буріння шпурів діаметром, перевищуючим діаметр анкерів на мінімально необхідну величину товщини кільцевого шару речовини закріплювача, який забезпечує опір зрушенню, рівний по міцності опору арматурного стрижня на розрив [2]. Недоліком даного способу є те, що шпур має гладку поверхню і анкер з закріплювачем утримується за рахунок сили тертя на поверхні зрізу і у слабких породах не застосовується. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення міцності закріплення сталевополімерного анкера в слабких породах. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі закріплення анкера в слабких породах, що включає буріння шпура, розміщення в ньому сталевополімерного анкера і ампул з компонентами полімерного закріплювача, відповідно з корисною моделлю по довжині шпура додатково розбурюють кілька порожнин із заданим діамет де Р - зусилля на розтяг, що діє на анкер, кН; tп.с. - гранична міцність полімерного шару закріпср лювача на зріз, МПа; dш - діаметр шпура, мм; С - висота порожнини розбурювання, мм, а відстань між порожнинами визначають з умови рівноваги: п.с. а - b tср , = с tп ср (19) UA (11) 41968 (13) b - допустима величина зсуву анкера при навантаженні, мм; а - відстань між порожнинами розбурювання, мм. U де tп - гранична міцність породи на зріз, МПа; ср 3 ром, висотою й відстанню між ними з урахуванням характеристики міцності полімерного закріплювача, при цьому діаметр порожнини розбурювання приймають рівним 1,12-1,22 діаметра шпура, а висоту порожнини визначають по формулі: P , C > п.с. tср × pdш 41968 4 До початку анкерування гірничої виробки проводять розрахунки вихідних даних. Визначають діаметр шпура (dш), діаметр порожнини розбурювання (dп), що приймають рівним dп=(1,12-1,22)dш, висоту порожнини розбурювання, згідно формули: P , C> t п.с. × pdш ср де Р - зусилля на розтяг, що діє на анкер, кН; де Р - зусилля на розтяг, що діє на анкер, кН; tп.с. ср - гранична міцність полімерного шару за tп.с. - гранична міцність полімерного шару заср кріплювача на зріз, МПа; dш - діаметр шпура, мм; С - висота порожнини розбурювання, мм, а відстань між порожнинами визначають з умови рівноваги: кріплювача на зріз, МПа. Відстань між порожнинами розбурювання визначають з умови рівноваги: п.с. а - в t ср = п , с t ср де tп.с. - гранична міцність породи на зріз, ср МПа; b - допустима величина зсуву анкера при навантаженні, мм; а - відстань між порожнинами розбурювання, мм. Діаметр порожнини розбурювання задається з урахуванням технологічних вимог до проміжку між поверхнею шпура і штангою анкера з метою попередження «фінгергловінг» ефекту при руйнуванні ампули з полімерним закріплюючим складом. Висота порожнини розбурювання приймається більше відношення зусилля на розтяг, що діє на анкер, до граничної міцності полімерного шару в порожнині на зріз, тому що полімерний виступ, що утворюється в порожнині розбурювання повинен бути міцніше породи, з метою підтримки режиму податливості анкера. Відстань між порожнинами розбурювання вибирається з урахуванням висоти порожнини розбурювання та податливості анкера, значення якої задається в технології. При цьому породні шари, що підпирають полімерні виступи ущільнюються за рахунок розклинення шпура в процесі роботи сталевополімерного анкера в режимі податливості в результаті впровадження конічного полімерного виступу в породу, тому що частина об'єму породи, що стискується, виштовхується назовні, збільшуючи діаметр шпура на величину dп - dш, де dп - діаметр порожнини розбурювання в мм, а частина стискується в межах опорного шару, підвищуючи міцність закріплення сталевополімерного анкера в слабких породах. Сутність корисної моделі пояснюється Фіг.1, на якому зображена схема загального виду способу закріплення анкера в слабких породах. На кресленні наведено наступні позначення: 1 - шпур, 2 сталевополімерний анкер, 3 - вміщуючі породи, 4 розбурена порожнина, 5 - конічні поверхні, 6 - полімерний закріплювач. Спосіб здійснюється наступним чином. п.с. а - в t ср = п с t ср де tп - гранична міцність породи на зріз, ср МПа; b - допустима величина зсуву анкера (податливість) при навантаженні, значення якої задається в технології. Одержавши вихідні дані, бурять шпур 1 у вміщуючих породах 3, витягують бурові штанги (на кресленні не показано), установлюють бурову коронку зі зміщеним центром і розбурюють в шпурі 1 необхідну кількість порожнин 4 на висоту С, зберігаючи максимальні оберти інструмента з урахуванням відстані а між ними. При цьому на вході й виході порожнини утворюються конічні поверхні 5. Вийнявши буровий інструмент зі шпура, установлюють у ньому ампули з полімерним закріплювачем 6 і подають анкер 2 у шпур з обертанням, забезпечуючи якісне перемішування компонентів закріплювача й щільне укладання його в кільцевий зазор по всій довжині анкера. У процесі роботи сталевополімерного анкера в режимі податливості, конічний полімерний виступ порожнини впроваджується в породу, зміщаючи її у двох напрямках - частина обсягу породи, що стискується, виштовхується назовні, збільшуючи діаметр шпура на величину dп - dш, а частина - стискується в межах опорного шару, значно підвищуючи міцність закріплення анкера й збільшуючи його опір витягуванню, що сприяє зміцненню приконтурного шару слабких вміщуючих порід, створюючи, так звану, «плиту», яка забезпечує охорону покрівлі виробки від зрушення порід, що лежать вище. Джерела інформації: 1. Giraldo L., Gotten S., Farrand J. Удосконалення міцності на відрив повністю закріпленої штанги анкерного кріплення за допомогою зміни форми шпура. / Improved pull out strength of fully grouted roof bolts through hole geometry modification. // Proc. 24 th Int. Conf. on Ground Control in Mng. -Morgantown, WVU, 2005. - Pp. 279 283. 2. Заявка РФ на зрізанаід №99121986/03, кл. Е21Д21/00, бюл. РФ №20 (1), 2003р. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 41968 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for fixation of anchor in soft rocks

Автори англійською

Tsikra Oleksandr Anatoliiovych, Vozianov Viktor Stepanovych, Kovbasenko Valentyn Borysovych, Kurnosov Anatolii Tymofiiovych, Kurnosov Serhii Anatoliiovyah, Slaschov Ihor Mykolaiovych

Назва патенту російською

Способ закрепления анкера в слабых породах

Автори російською

Цикра Александр Анатольевич, Возиянов Виктор Степанович, Ковбасенко Валентин Борисович, Курносов Анатолий Тимофеевич, Курносов Сергей Анатольевич, Слащов Игорь Николаевич

МПК / Мітки

МПК: E21D 20/00

Мітки: закріплення, породах, спосіб, анкера, слабких

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-41968-sposib-zakriplennya-ankera-v-slabkikh-porodakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб закріплення анкера в слабких породах</a>

Подібні патенти