Анкерне кріплення

Анкерне кріплення, що має штангу з кінцевим буртиком на одному кінці, який вводиться у шпур, і різьбою для фіксуючої гайки на іншому кінці, опорну пластину, що контактує з покрівлею, яке відрізняється тим, що на кінець штанги, який введений у шп ур, послідовно насаджені конічні втулки, які мають поздовжній розріз бокової поверхні, перша конічна втулка опирається на кінцевий буртик штанги меншою основою, насаджені втулки входять меншою основою у попередні втулки, при цьому внутрішні діаметри меншої основи конуса втулок є меншими за діаметр штанги, а зовнішні діаметри більшої основи конуса втулок - меншими за діаметр шпура. Винахід відноситься до області гірничої промисловості і призначений для кріплення гірничих виробок. Відома конструкція анкерного кріплення із замком клинощілинного типу, що складається з щілинної штанги і розпірного клина [1]. Це кріплення має просте улаштування, однак недоліком його конструкції є те, що несуча здатність кріплення значною мірою визначається відповідністю розмірів замкового пристрою проектним розмірам шпура. Якщо ж останні відрізняються від фактичних розмірів шпура (діаметр, глибина), то можливі великі розкиди величини несучої здатності кріплення. Найбільш близьким до пропонованого анкерного кріплення є анкерне кріплення з розпірними замками, виконаними у вигляді кінцевого центрального конуса штанги, на якому розміщені розпірна втулка чи розпірні кільця [2]. Конструкція замкового пристрою цього кріплення досить складна. До того ж несуча здатність, як у випадку [1] має нестабільний характер, а саме, у м'яких породах вона значно знижується. Останнє пояснюється тим, що при розпорі замкового пристрою розпірні еле менти не мають відносно один одного ступенів свободи переміщень, внаслідок чого всі перетини розпірної втулки (крім першого) працюють у порушеній поверхні шпура і зв'язані з нею через штиб, що приводить до зниження несучої здатності кріплення в цілому, особливо в м'яких породах. Для підвищення несучої здатності анкерного кріплення на кінець штанги, який введений у шпур, послідовно встановлені конічні втулки, які мають на боковій поверхні повздовжній розріз, що дає можливість пружного стискання та роз-тискання втулок, меншою основою конічні втулки звернені до кінцевого буртика штанги, який є опорою для першої втулки, і менша основа кожної наступної конічної втулки входить в більшу основу попередньої втулки, при цьому для пружної взаємодії з штангою та стінками шпура внутрішні діаметри меншої основи конуса втулок виконані меншими за діаметр штанги, а зовнішні діаметри більшої основи конуса втулок - меншими за діаметр шпура. Анкерне кріплення складається зі штанги 1, що має кінцевий буртик 2 і різьбову частину 3. На штангу 1 насаджена група (4-5 штук і більш) конічних втулок 4, що звернені убік кінцевого буртика 2 (19) UA (11) 84264 (13) C2 (21) 20040705954 (22) 19.07.2004 (24) 10.10.2008 (46) 10.10.2008, Бюл.№ 19, 2008 р. (72) ШИРІН ЛЕОНІД НИКИФОРОВИЧ, UA, КОРНЄЄВ СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ПЛЄТНЬОВ МИ ХАЙЛО ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ВАРЧЕНКО ЮРІЙ ЕДУАРДОВИЧ, U A, БЛУДОВ ПЕТРО ІВАНОВИЧ, UA, ТУГАЙ ВОЛОДИ МИР ВАСИЛЬОВИЧ, UA (73) СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОН АЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ, UA (56) Семевский В.Н. и др. Штанговая крепь. - М.: Недра, 1985. С. 12, рис.5; с. 26, рис. 24 SU 866216 A, 28.09.1981 GB 884473 A, 13.12.1961 US 5232322 A, 03.08.1993 US 1031462 A, 02.07.1912 US 1367080 A, 01.02.1921 SU 1191595 A, 15.11.1985 3 84264 штанги 1. Вн утрішній діаметр підстави конуса втулок 4 трохи менший, ніж діаметр штанги 1, що виключає можливість мимовільного руху втулок 4 після їхньої зборки в групу по штанзі 1. У той же час, зовнішній діаметр більшої підстави конуса втулок 4 має розмір менший, ніж діаметр шпуру кріплення, що дозволяє легко завести конструкцію в зборі в шпур. Втулки 4 мають також поздовжні розрізи 5 по утворюючій конуса. Це додає їм волю радіальних деформацій при розпорі кріплення. Стійкому розпору втулок 4 у шп урі сприяє також клиноподібна форма їх стінок. Кріплення також постачене опорною пластиною 6 і гайкою 7, встановлених на різьбовій частині 3 штанги 1. Меншою основою конічні втулки орієнтовані на кінцевий буртик, який є опорою для першої втулки. Наступні конічні втулки входять в більшу основу попередніх втулок своєю меншою основою. Робота кріплення відбувається в такий спосіб. Розпірні втулки 4 по черзі збираються малими основами в гр упу (4...5шт.) у кінцевого буртика 2 штанги 1. Кількість втулок 4 у гр упі визначається в кожнім конкретному випадку особливо. У твердих породах і при великих довжинах штанги 1 число втулок 4 у гр упі може бути доведено до 8 і більш. У слабких породах необхідне число втулок значно менше. Після сформування групи втулок 4 на штангу 1 надягають настановну трубу і всю конструкцію вводять у свердловину до упору буртиком 2 штанги І у її дно (Настановна труба по довжині повинна бути більше штанги 1 на 50... 100мм). При досягненні упора буртика 2 у дно шпура виконується попередній розпір втулок 4 у шпурі шляхом нанесення декількох ударів знизу по настановній трубі. У результаті цього нижня втулка 4 рухається нагору по штанзі 1 і розпирає всю групу втулок 4 у радіальному напрямку, роблячи тим самим попереднє клинення штанги 1 і утримання її в шпурі. При досягненні цього установча труба знімається зі штанги 1, на останню вдягається опорна пластина 6 з гайкою 7. Обертанням гайки здійснюється остаточне затягування штанги 1 у шп урі. Характерною рисою роботи замкового пристрою пропоно 4 ваного кріплення на відміну від прототипу є наступне. Розпірні втулки 4 пропонованого кріплення мають волю незалежних переміщень: так при затягуванні гайки 7 кінцевий буртик 2 штанги 1, впливаючи на першу з втулок 4 викликає подвигання (входження друг у др уга) тієї пари втулок, у якій на даний момент мається невелика різниця навантажень від дії на них стінок шпура і тим самим підключає до роботи менш навантажені пари, створюючи умови для рівного їх навантаження по всій довжині контакту зі шпуром. Остання обставина є необхідною умовою підвищення несучої здатності замкового пристрою кріплення. Крім того, втулки 4 мають також можливість кутового повороту відносно один одного і різної ступені деформацій великих основ втулок 4 при ] їх взаємодії зі стінками шпура і тим самим бути несприйнятливими до геометрії шпура, що також сприяє підвищенню несучої характеристики кріплення. При розгляді роботи замкового пристрою кріплення [2], обраного як прототип спостерігаємо, що розпір елемента строго залежить від того яка ступінь збігу на даний момент розмірів взаємодіючих елементів (втулка - шпур). Корекція розпору можлива тільки шляхом руйнування стінок шпура найбільш навантаженим елементом, що обмежено величинами діючих зусиль. Таким чином, замковий пристрій за пропонованим варіантом кріплення має істотні відмінності від прототипу, що приводять до нової позитивної якості - можливості підвищення несучої здатності кріплення. Пропоноване кріплення також простіше протипоставленого, що в цілому підтверджує поставлені цілі винаходу. В даний час проведені стендові випробування пропонованої конструкції кріплення. Випробуваннями підтверджені позитивні якості кріплення в порівнянні з прототипом. Джерела інформації, прийняті до уваги при складенні заявки: 1. Семевский В.Н. и др. Штанговая крепь. - M.: Недра, 1985. (с. 12, рис. 5). 2. Те ж (с. 26, рис. 24). 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 84264 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601