Сталеполимерный анкер

Полезная модель относится к области крепления подземных горных выработок, а именно к анкерной крепи. Задачей предлагаемого технического решения является создание самоконтрящегося узла «гайка-стержень» зажимного устройства анкера. Задача решается тем, что стержень анкера выполняется из проката винтового профиля для горной промышленности ГП (специально разработанного для изготовления анкерной крепи). Данный винтовой профиль имеет шаг витка 9 мм, который обеспечивает прокату угол подъема однозаходной винтовой линии не более 7°. Действительно, уменьшение угла подъема витка делает узел «гайка-стержень» зажимного устройства самоконтрящимся, увеличивается первоначальное натяжение стержня в шпуре.

Полезная модель относится к области крепления подземных горных выработок, сопряжении выработок, сопряжении выработок с лавами, выработок в зонах повышенного горного давления и нарушений, монтажных и демонтажных камер, тоннелей, откосов, уступов на карьерах.

Известен сталеполимерный анкер с закреплением быстротвердеющими химическими составами, включающий арматурный стержень периодического профиля с угля, ампулы с химическим составом, уплотнительное кольцо, опорную плитку и натяжную гайку, при этом арматурный стержень на внешнем конце имеет скос под углом 30° к продольной оси (см. Справочник, Анкерная крепь, М., «Недра», 1990, с.54-60, рис.3.11, а).

Недостатки вышеприведенного анкера заключаются в том, что возникает необходимость нарезки резьбы под натяжную гайку на внешнем конце арматурного стержня, что удорожает стоимость его изготовления.

Кроме того, ребристая поверхность, образованная поперечными наклонными выступами и двумя продольными ребрами создают множество замкнутых впадин (ячеек) не сообщающихся между собой, в результате чего создаются неблагоприятные условия для распространения быстротвердеющего состава вдоль стержня, т.к. радиальный зазор между стержнем и стенкой шпура составляет порядка 2-3 мм, а длина анкера достигает 2,0 м и более, при этом время схватывания современных быстродействующих компонентов составляет 25-30 секунд. За указанное время жидкость (смола) не успевает заполнить равномерно все свободное пространство в шпуре по всей его длине, что отрицательно сказывается на прочностных характеристиках анкера.

Известен сталеполимерный анкер, принятый нами за прототип (см. свидетельство РФ на полезную модель 36859 «Сталеполимерный анкер», опубл. в Бюл. 9, 2004 г.), включающий стержень, выполненный из проката периодического профиля с диаметрально расположенными серповидными поперечными ребрами, идущими по однозаходной винтовой линии с шагом 11 мм и имеющий в замковой части головку с прямым торцевым срезом, в плоскости которой выполнен паз, опорную плитку, уплотнительную манжету и натяжную гайку.

Недостаток прототипа заключается в том, что у анкера, стержень которого выполнен из проката винтового профиля с шагом витка 11 мм, узел «гайка-стержень» зажимного устройства анкера не является самоконтрящимся из-за угла подъема винтовой линии более 7°.

Задачей предлагаемого технического решения является создание самоконтрящегося узла «гайка-стержень» зажимного устройства анкера.

Задача решается тем, что стержень анкера выполняется из проката винтового профиля для горной промышленности ГП (специально разработанного для изготовления анкерной крепи). Данный винтовой профиль имеет шаг витка 9 мм, который обеспечивает прокату угол подъема однозаходной винтовой линии не более 7°.

Действительно, уменьшение угла подъема витка делает узел «гайка-стержень» зажимного устройства самоконтрящимся, увеличивается первоначальное натяжение стержня в шпуре.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что оно существенно отличается от известного уровня техники введением новых существенных признаков указанных выше и соответствует критерию новизны и промышленно применимо.

Полезная модель представлена чертежами, где на фиг.1 - общий вид анкера в сборе.

Сталеполимерный анкер (фиг.1) включает стержень 1 из проката винтового профиля с серповидными поперечными выступами, идущими по однозаходной винтовой линии с углом подъема витка не более 7° и шагом витка 9 мм, расположенными на внешней боковой поверхности стержня.

Стержень 1 ограничен концевыми частями, из которых одна является замковой 2, а противоположной - хвостовой 3, с навернутой на нее натяжной гайкой 4, контактирующей с опорной плиткой 5.

Отметим, что закрепление стержня в шпуре осуществляется быстротвердеющим химическим составом, помещенным в полиэтиленовую ампулу 5 (на чертеже не показана).

Анкер устанавливают следующим образом.

Бурение шпуров осуществляется с помощью электросверл или специального бурильного оборудования, устанавливаемого на комбайнах.

Далее в шпур помещают принятое количество ампул и с помощью стержня 1, воздействуя его головкой с прямым срезом, производят досылку ампул в донную часть шпура. После досылки ампул хвостовую часть 3 стержня с надетыми на нее опорной плиткой 5 и навинченной гайкой 4, помещают в специальное устройство (переходник) бурильного инструмента и приводят стержень во вращение.

Далее поступательно-вращательное движение разрывает с помощью паза 6 оболочку ампулы, которая при вращении наматывается на головку стержня и прижимается к донной части шпура. Выдавленная из ампулы смесь, растекается по кольцевому зазору и за счет уменьшения шага витка обеспечивает большую площадь соприкосновения стержня со смесью, что гарантирует достижение надежного закрепления анкера в шпуре, способного выдерживать нагрузку в пределах 150 кН.

Компоненты закрепляющего состава перемешиваются и схватываются, закрепляя замковую часть стержня в шпуре. Бурильную установку отключают и производят подтяжку верхняка опорной плиткой 5 путем навинчивания натяжной гайки 4 с определенным крутящим моментом.

Бурильная установка (электросверло) переносится к месту установки нового анкера и цикл повторяется.

Сталеполимерный анкер, включающий стержень, выполненный из проката винтового профиля для горной промышленности (ГП) с диаметрально расположенными серповидными поперечными выступами, идущими по однозаходной винтовой линии, разделенными друг от друга двумя диаметрально расположенными продольными свободными зонами, опорную плитку и гайку, отличающийся тем, что винтовой профиль проката ГП имеет угол подъема не более 7° и шаг витка 9 мм, чем обеспечивает самоконтрящуюся конструкцию узла «гайка-стержень» зажимного устройства анкера.