Анкерне кріплення гірничої виробки

Реферат: Анкерне кріплення гірничої виробки, яке складається з анкера, який має хвостовик з різьбою, дві гайки, що виконані фігурними із зустрічними скосами, і шайбу. Для посилення стійкості покрівлі гірничої виробки зі створенням попереднього натягу анкер має додатковий стрижневий перехідник з різьбою, який з'єднаний з хвостовиком анкера з можливістю передачі розтягуючого зусилля, перша гайка нагвинчена на перехідник, а друга вільно розміщена на перехіднику між шайбою і першою гайкою, причому її внутрішній діаметр дорівнює діаметру різьби на хвостовику анкера. UA 104949 C2 (12) UA 104949 C2 UA 104949 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої справи і може бути використаний для посилення стійкості покрівлі гірничої виробки зі створенням попереднього натягу. Відомий спосіб закріплення анкера і конструкція анкера для його здійснення згідно з патентом РФ 2169265 МПК E21D20/00, E21D21/00 від 05.11.1997. Анкер має стрижень з головкою та хвостовиком, на який надіта опорна шайба, нагвинчена гайка, яка зафіксована шплінтом. Анкер встановлюється у шпур, в який перед тим досилають картридж з в'яжучим складом. Головка анкера вгвинчується у картридж, руйнує його і перемішує склад, який твердіє через деякий час. Після отвердіння в'яжучого продовжують обертати гайку, яка зрізає шплінт і натягує анкер. Попередній натяг створює корисний ефект, стягуючи породні шари покрівлі, і таким чином зміцнює їх та підвищує стійкість покрівлі. Проте, чим більше попереднє стягнення шарів покрівлі, тим більше виглядає кінець анкера зі шпуру, тому що попереднє натягнення створюється загвинчeнням гайки. Так створення попереднього стягнення анкера на 100 кН і зміцнення нестійких шаруватих порід покрівлі, в яких залягає аргіліт, вимагає загвинчення гайки на 200-300 см. Таким чином після встановлення анкерного кріплення з покрівлі стирчать кінці анкерів, які створюють додатковий опір аеродинамічному струменю повітря, перешкоджають руху вантажів, можуть травмувати голови робітників. Окрім того, кінець анкера, який виглядає зі шпуру не виконує корисної дії після створення попереднього натягу. Отже при довжині анкера 200 см коефіцієнт корисної дії анкера знижується не менш ніж на 10-15 %, тому що з одного боку 10-15 % анкера не працює, а з другого боку решта довжини анкера закріплює покрівлю на меншу глибину. Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється, є анкерне кріплення згідно з патентом РФ № 2166092 від 27.12.1999, МПК Ε 21 D 21/00, яке складається з власне анкера із затискною замковою ділянкою, обладнаного двома допоміжними гайками, одна з яких з'єднана з анкером лівою, а друга правою різьбами різного діаметра, шайбою та опорною гайкою, яка нагвинчена на хвостовик анкера. Допоміжні гайки виконані фігурними із зустрічними скосами, між якими встановлена втулка з легко деформованого матеріалу. Геометрична вісь різьбового з'єднання розташована ексцентрично відносно до геометричної осі допоміжних гайок. Замок працює наступним чином. Анкер досилають у шпур і починають обертати навколо своєї осі. Оскільки геометрична вісь різьбового з'єднання допоміжних гайок розташована ексцентрично відносно до геометричної осі допоміжних гайок, вони притискаються до стінок шпуру і за рахунок сил тертя гайки починають обертатися відносно осі анкера. При обертанні допоміжні гайки зближуються тому, що вони мають різні (ліву та праву) різьби. Під час зближення допоміжних гайок зустрічні скоси видавлюють легко деформовану втулку, яка збільшує свій діаметр і розтискується у шпурі. Таким чином анкер закріплюється і готовий до опору гірському тиску. Проте початкове зусилля опору є нульовим, тому за допомогою опорної гайки створюють попередній натяг шляхом затягування опорної гайки. Чим більше обертів під час затягування гайки, тим більше початкове (попереднє) зусилля натягу. Але зі збільшенням натягу, зростає довжина хвостовика анкера, яка виглядає зі шпуру і не виконує корисного опору гірському тиску. Додатково цей хвостовик створює аеродинамічний опір повітряному струменю, а також підвищує небезпеку експлуатації виробки і рівень травматизму, оскільки він чіпляється за вантажі та транспорті засоби, а також на нього натикаються головами люди, що рухаються уздовж виробки. Суттєві ознаки найближчого аналога, які співпадають з ознаками об'єкта, що заявляється: 1) анкер, який має хвостовик і дві гайки, 2) гайки виконані фігурними із зустрічними скосами, 3) шайба. Задачею винаходу є використання анкера на максимально можливу довжину для опору гірничому тиску післястворення попереднього натягу для підвищення стійкості гірничої виробки. Поставлена задача вирішується тим, що в анкерному кріпленні гірничої виробки, яке складається з анкера, який має хвостовик з різьбою, дві гайки, що виконані фігурними із зустрічними скосами, і шайбу, згідно з винаходом, анкер має додатковий стрижневий перехідник з різьбою, який з'єднаний з хвостовиком анкера з можливістю передачі розтягуючого зусилля, перша гайка нагвинчена на перехідник, а друга вільно розміщена на перехіднику між шайбою і першою гайкою, причому її внутрішній діаметр дорівнює діаметру різьби на хвостовику анкера. Попередній натяг анкера виконується за допомогою перехідника, який після створення повного зусилля натягу від'єднується від анкера. Тому анкер закріплює породи покрівлі на повну свою довжину, що підвищує як ефективність використання анкера, так і закріплення самої покрівлі. Пристрій, що заявляється, пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 показане взаємне розташування деталей і шарів гірської породи на початку здійснення попереднього натягу, на 1 UA 104949 C2 5 10 15 20 Фіг. 2 зображено анкерне кріплення після повного набору попереднього натягу, на Фіг. 3 зображений анкер після видалення перехідника. Позиції 1 відповідає анкер, хвостовик 2 з різьбою 3, перша гайка 4, друга гайка 5, обидві з яких мають фігурні зустрічні скоси 6, шайба 7, стрижневий перехідник 8 з різьбою 9, грані 10 на перехіднику 8, пристрій для загвинчування 11. Анкерне кріплення працює наступним чином. В породним шарах покрівлі 12 бурять шпур 13, в який вставляють анкер 1, в який вгвинчений перехідник 8. На перехідник 8 надіті шайба 7, друга гайка 5 і нагвинчена перша гайка 4. Перша 4 і друга 5 гайки повернуті одна до одної фігурними скосами 6. Анкер 1 закріплюють у шпурі 13 картриджем з в'яжучим (на кресленні не вказані), що застигає протягом 30 секунд. Після цього пристроєм для загвинчування 11 загвинчують першу гайку 4. Зусилля від першої гайки 4 передається через другу гайку 5, шайбу 7 на шари покрівлі 12 і анкер 1 починає натягуватись, а породні шари покрівлі 12 стулюватись. Чим більше зусилля натягу, тим щільніше стулюються породні шари покрівлі 12. Тому хвостовик анкера починає висовуватись зі шпуру 13. У цей момент друга гайка 5 починає нагвинчуватись на хвостовик 2 (Фіг. 2). Обертання другої гайки 5 забезпечується за рахунок фігурних зустрічних скосів 6. Оскільки діаметр перехідника 8 менший за діаметр хвостовика 2 анкера 1 поступове переміщення другої гайки 5 обганяє поступове переміщення першої гайки 4. Тому після повного нагвинчування другої гайки 5, а отже повного набору попереднього натягу, перша гайка ще не притискається до хвостовика 2 анкера. Тому після повного натягу анкера 1 перехідник 8 відгвинчується від анкера 1 з першою гайкою 4 і використовуються багатократно. Грані 10 на перехіднику 8 виконані для зручності його відгвинчування. Отже довжина анкера 1 повністю використовується для закріплення покрівлі виробки, що збільшує її стійкість. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 Анкерне кріплення гірничої виробки, яке складається з анкера, який має хвостовик з різьбою, дві гайки, що виконані фігурними із зустрічними скосами, і шайбу, яке відрізняється тим, що анкер має додатковий стрижневий перехідник з різьбою, який з'єднаний з хвостовиком анкера з можливістю передачі розтягуючого зусилля, перша гайка нагвинчена на перехідник, а друга вільно розміщена на перехіднику між шайбою і першою гайкою, причому її внутрішній діаметр дорівнює діаметру різьби на хвостовику анкера. 2 UA 104949 C2 3 UA 104949 C2 4 UA 104949 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 5