Нагнетательно-армирующая система

Авторы патента:

E21D21 - Анкерные болты для крепления кровли, для крепления подошвы выработки или для защиты крепи шахтных стволов (дюбели, нагели и другие устройства, укрепляемые в отверстиях стен F16B 13/00)

Полезная модель относится к горному делу и может использоваться для упрочнения приконтурного массива крепления горных выработок.

Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение качества упрочнения углепороднего массива.

Указанный технический результат достигается тем, что в нагнетательно-армирующей системе, содержащий трубу, имеющую входной и выходной концы, насаженный на трубу эластичный шланговидный герметизирующий элемент, боковой и входной обратные клапаны, а также расположенную на выходном конце трубы разрывную мембрану, согласно технического решения, средство крепления мембраны выполнено в виде соединительной муфты с отверстиями для выхода жидкого скрепляющего состава и вкрученную в нее обжимную втулку с анкером, а смеситель расположен внутри трубы.

Известен канатный анкер (патент РФ 2360123; МПК E21D 21/00, опубл. 27.06.2009), включающий грузонесущий канат с воздухоотводящей трубкой, соединенный с муфтой в ее осевом отверстии с присоединенной к ней трубкой герметизатора, охватывающий канат и воздухоотводящую трубку и содержащей упругую втулку герметизатора, отличающийся тем, что кольцевая проточка на трубе выполнена с наружной стороны и дополнительно углублена кольцевой проточкой со сквозными отверстиями, перекрытыми обратным клапаном в виде упругой втулки, внешнюю поверхность которой и поверхность кольцевой проточки концетрично покрывает наружная упругая втулка, концы которой обжаты хомутами, с внешней стороны трубы герметизатора у ее торца в зазоре между канатом и трубой дополнительно размещена полая втулка с пробкой, при этом зазор между канатом и трубой герметизатора у ее торца заделан перемычкой, охватывающей внешнюю поверхность каната, дополнительной втулки и воздухоотводящей трубки.

Этот анкер работоспособен при нагнетательном способе закрепления его по всей длине цементными растворами или смолами. Недостаток такого анкера состоит в том, что его изготовление очень сложно и трудоемко, а следовательно, малоприменимо на практике.

Наиболее близкой по технической сущности является герметизатор шпура (патент РФ 2169266; МПК E21D 21/00, E21D 11/00, опубл. 20.06.2001), содержащий трубу, имеющую входной и выходной концы, насаженный на трубу эластичный шланговидный герметизирующий элемент, боковой и торцевой обратные клапаны, а также расположенную на выходном конце трубы разрывную мембрану и средство ее крепления, отличающийся тем, что торцовый обратный клапан расположена входном конце трубы, а средство крепления мембраны выполнено в виде завальцованной кромки трубы, при этом между мембраной и завальцованной кромкой установлена металлическая упорная шайба.

Данный герметизатор шпура применяется при упрочнении приконтурного массива, а именно, упрочнение его жидким скрепляющим составом. Упрочнение смолами углепородного массива через герметизатор шпура малоэффективно, либо вообще неэффективно, если разрушенные породы приконтурного массива имеют крупноблочную структуру, т.к. жидкий скрепляющий состав плохо склеивает крупные породные блоки. Кроме того, в случае использования двухкомпонентных смол, которые нужно тщательно перемешивать, использование герметизатора шпура без специального смесителя невозможно.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид нагнетательно-армирующей системы; на фиг.2 показана нагнетательно-армирующая система в разрезе.

Нагнетательно-армирующая система (Фиг.1, 2), состоит из трубы 1 с боковым 2 и входным 3 обратным клапанами, на которую надет эластичный шланговидный герметизирующий элемент 4. Внутри трубы 1 расположен смеситель 5, а на ее выходном отверстии расположена разрывная мембрана 6, которая закреплена на трубе 1 при помощи соединительной муфты 7 с отверстиями 8 для выхода жидкого скрепляющего состава, а в соединительную муфту 7 с отверстиями 8 вкручена обжимная втулка 9 с канатом 10. Возможно изготовление нагнетательно-армирующей системы без обжимной втулки 9, тогда ее функцию (удержание каната) будет выполнять соединительная муфта 7, которая обожмет канат (Рис.3).

Нагнетательно-армирующая система работает следующим образом: бурится шпур необходимой глубины, в него вставляют нагнетательно-армирующую систему, к которой подключают высоконапорный насос для подачи жидкого скрепляющего состава. Двухкомпонентная жидкость по двум напорным рукавам поступает к нагнетательно-армирующей системе. Под давлением входной обратный клапан 3 отжимается, и жидкость скрепляющего состава начинает заполнять внутреннюю полость трубки 1 при этом при помощи смесителя 5 два компонента жидкости смешиваются. Т.к. выход из трубки перекрыт разрывной мембраной 6, в трубе 1 создается избыточное давление которое открывает обратный клапан 2 и жидкость поступает в полость между трубой 1 и эластичным шланговидным герметизирующим элементом 4 распирая эластичным шланговидным герметизирующим элементом 4 до упора в стенки шпура. После этого давление достигает такой величины, что жидкий скрепляющий состав прорывает разрывную мембрану 6 и жидкость начинает поступать в шпур. В этот момент давление внутри трубы резко падает, и боковой обратный клапан 2 перекрывает ответстие 11. При этом давление жидкости между трубой 1 и эластичным шланговидным герметизирующим элементом 4 остается прежним, что обеспечивает надежную герметизацию. Жидкий скрепляющий состав продолжает поступать в шпур, заполняя все пустоты и трещины вокруг шпура, также обволакивает канат расположенный в шпуре. После прекращения подачи жидкого скрепляющего состава давление в напорных рукавах падает, и входной обратный клапан 3 перекрывает входное отверстие и напорные рукава отсоединяют от нагнетательно-армирующей системы. В это время жидкий скрепляющий состав отвердевает, склеивает массив и образует монолитный углеподный массив, который имеет более жесткую структуру за счет армирования его канатом.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет повысить качество упрочнения углепо-роднего массива.

1. Нагнетательно-армирующая система, содержащая трубу, имеющую входной и выходной концы, насаженный на трубу эластичный шланговидный герметизирующий элемент, боковой и входной обратные клапаны, а также расположенную на выходном конце трубы разрывную мембрану, отличающаяся тем, что средство крепления мембраны выполнено в виде соединительной муфты с отверстиями для выхода жидкого скрепляющего состава и вкрученную в соединительную муфту обжимную втулку с анкером, а смеситель расположен внутри грубы.

2. Нагнетательно-армирующая система, содержащая трубу, имеющую входной и выходной концы, насаженный на трубу эластичный шланговидный герметизирующий элемент, боковой и входной обратные клапаны, а также расположенную на выходном конце трубы разрывную мембрану, отличающаяся тем, что средство крепления мембраны выполнено в виде соединительной муфты с отверстиями для выхода жидкого скрепляющего состава и закрепленным в ней канатом, а смеситель расположен внутри трубы.