Деревянный анкер

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к горному делу, а именно к деревянным анкерным крепям, и может применяться для крепления горных выработок. Техническим результатом является увеличение несущей способности деревянного анкера и его установка с предварительным натяжением. Деревянный анкер включает несущий стержень с продольной щелью на внутреннем конце, в которую установлен распорный элемент в виде клина, опорный элемент в виде утолщения на наружном конце с опорной шайбой и полувтулки, расположенные на несущем стержне со стороны его внутреннего конца. На внутреннем конце несущего стержня в верхней его части выполнен усеченный конус, образующий на несущем стержне ступеньку, при этом полувтулки смонтированы на ней, а на наружном конце несущего стержня в контакте с опорной шайбой установлен упругий элемент. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Техническое решение относится к горному делу, а именно к деревянным анкерным крепям, и применяется для крепления горных выработок.

Известен металлический замковый анкер типа АК-8у, (Анкерная крепь. Справочник. М., «Недра», 1990, стр. 35-37). Он состоит из несущего стержня с выштампованной головкой на одном конце и резьбой на другом конце, двух полувтулок с рифленой наружной поверхностью, расположенных в верхней части несущего стержня на его внутреннем конце, шайбы и гайки.

Недостатками известного металлического замкового анкера при креплении горных выработок, пройденных в массиве полезного ископаемого, подлежащего в последующем механизированной или буровзрывной выемке, являются: создание помех при выемке полезного ископаемого, его транспортировке и дальнейшей переработке, а также возникновение искрения при срезе металлического анкера зубцами исполнительного органа комбайна, что может привести к пожару или взрыву метана.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является деревянный анкер (А.П. Широков, B.C. Евсеев, В.А. Лидер. Теория и практика применения деревянной анкерной крепи. Кемеровское книжное издательство, 1973 г., с. 16), состоящий из несущего стержня с двумя взаимно-перпендикулярными щелями по концам, распорного элемента в виде клина, установленного в щель на внутреннем конце несущего стержня, гофрированных полувтулок, расположенных на его внутреннем конце, опорного элемента в виде утолщения на наружном конце и распорного элемента в виде клина, установленного в щель на наружном конце несущего стержня.

Недостатком данного деревянного анкера является то, что при установке несущего стержня в скважину, возникают дополнительные усилия на стенки скважины от металлических полувтулок, которые в свою очередь давят с еще большим боковым усилием по мере продвижения клина в несущий стержень. Это затрудняет его ввод в скважину - происходит деформирование, разрушение и осыпание стенок скважины, что снижает надежность крепления горного массива. Также отсутствует предварительное натяжение несущего стержня. Это создает условия для расслоения горного массива, что снижает надежность его крепления и несущую способность деревянного анкера.

Технической задачей является повышение надежности крепления горного массива за счет увеличения несущей способности деревянного анкера и установки его с предварительным натяжением.

Поставленная задача решается тем, что у деревянного анкера, включающего несущий стержень с продольной щелью на внутреннем конце, в которую установлен распорный элемент в виде клина, опорный элемент в виде утолщения на наружном конце с опорной шайбой и полувтулки, расположенные на несущем стержне со стороны его внутреннего конца, согласно техническому решению на внутреннем конце несущего стержня в верхней его части выполнен усеченный конус, образующий на несущем стержне ступеньку, при этом полувтулки смонтированы на ней.

Выполнение на внутреннем конце несущего стержня в верхней его части усеченного конуса, образующего на несущем стержне ступеньку, позволяет смонтировать на ней полувтулки, чтобы при вводе несущего стержня в скважину они не нарушали ее целостности, но при этом деревянный анкер надежно заклинивался и закреплял горные породы.

Целесообразно на наружном конце несущего стержня в контакте с опорной шайбой установить упругий элемент, который позволит произвести предварительное его натяжение, в результате снизить расслоение горных пород, а значит, повысить надежность крепления горного массива.

Целесообразно чтобы внутренняя поверхность полувтулок была выполнена гладкой, а наружная поверхность - ребристой, например, в виде елочки, обладающей уменьшенным встречным углом, образуемым ребрами полувтулок со стенками скважины, что облегчает ввод деревянного анкера в скважину и обеспечивает достаточно высокую надежность первоначального его закрепления.

На полувтулки может быть установлено монтажное кольцо, которое позволит удерживать их на ступеньке усеченного конуса, что существенно облегчает ввод несущего стержня в скважину.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения деревянного анкера и чертежами фиг. 1-4, где на фиг. 1 изображен деревянный анкер на стадии его установки, общий вид, с частичным продольным разрезом по его оси симметрии; на фиг.2 - разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 изображен деревянный анкер в скважине, общий вид, с частичным продольным разрезом по его оси симметрии с поворотом на 90°, в рабочем состоянии; на фиг.4 показано сечение B-B на фиг. 3 после установки деревянного анкера в скважину.

Деревянный анкер включает несущий стержень 1 (фиг. 1-4) с продольной щелью 2 на внутреннем конце, в которую установлен распорный элемент 3 в виде клина, опорный элемент 4 в виде утолщения на наружном конце несущего стержня 1 с опорной шайбой 5 и полувтулки 6, расположенные на несущем стержне 1 со стороны его внутреннего конца. На внутреннем конце несущего стержня 1 в верхней его части выполнен усеченный конус, образующий на несущем стержне 1 ступеньку 7, при этом полувтулки 6 смонтированы на ней. На наружном конце несущего стержня 1 в контакте с опорной шайбой 5 установлен упругий элемент 8. На полувтулки 6 установлено монтажное кольцо 9 для их удержания на несущем стержне 1. Внутренняя поверхность полувтулок 6 выполнена гладкой, а наружная поверхность - ребристой, например, в виде елочки, обладающей уменьшенным встречным углом, образуемым ребрами полувтулок 6 со стенками скважины 10, что облегчает ввод несущего стержня 1 в скважину 10 и обеспечивает надежное крепление горного массива.

Перед установкой деревянного анкера в скважину 10 производят его сборку следующим образом. На опорный элемент 4 наружного конца несущего стержня 1 устанавливают опорную шайбу 5, например, из фанеры, металла, дерева и т.д., и упругий элемент 8, например, из вакуумной резины. На внутренний конец несущего стержня 1, в месте расположения усеченного конуса, на ступеньке 7 монтируют полувтулки 6, которые крепят монтажным кольцом 9, а в продольную щель 2 устанавливают распорный элемент 3 в виде клина.

Деревянный анкер работает следующим образом. Несущий стержень 1 вводят в скважину 10 до упора в дно. Затем периодичными ударами по наружному концу несущего стержня 1 известными способами (ручным, пневмоударным или гидравлическим инструментом) производят установку деревянного анкера, плотно прижимают упругий элемент 8 к устью скважины 10, создавая первоначальное натяжение несущего стержня 1 за счет деформации упругого элемента 8. После ввода деревянного анкера 1 в скважину 10, распорный элемент 3 в виде клина прижимает полувтулки 6 к стенкам скважины 10, а упругий элемент 8 позволяет произвести предварительное его натяжение. Это обеспечивает надежность крепления горного массива и повышает несущую способность деревянного анкера 1. Первоначальное натяжение деревянного анкера определяют визуально по сжатию упругого элемента 8. Также упругий элемент 8 осуществляет герметизацию полости скважины 10 от влияния атмосферы в выработке, что важно при установке деревянного анкера в мерзлых породах, обеспечивает не жесткий, а упругий контакт с массивом и после прохождения сейсмических волн, например, вызванных взрывом зарядов в забое выработки.

1. Деревянный анкер, включающий несущий стержень с продольной щелью на внутреннем конце, в которую установлен распорный элемент в виде клина, опорный элемент в виде утолщения на наружном конце с опорной шайбой и полувтулки, расположенные на несущем стержне со стороны его внутреннего конца, отличающийся тем, что на внутреннем конце несущего стержня в верхней его части выполнен усеченный конус, образующий на несущем стержне ступеньку, при этом полувтулки смонтированы на ней.

2. Деревянный анкер по п. 1, отличающийся тем, что на наружном конце несущего стержня в контакте с опорной шайбой установлен упругий элемент.

3. Деревянный анкер по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность полувтулок выполнена гладкой, а наружная поверхность - ребристой, например, в виде елочки.

4. Деревянный анкер по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что на полувтулки установлено монтажное кольцо.



 

Похожие патенты:
Наверх