Анкерная крепь для горных выработок
Изобретение относится к горному делу и предназначено для совершенствования анкерной крепи при креплении горных выработок. Усовершенствованная конструкция анкерной крепи включает опорно-винтовой элемент, состоящий из втулки с внутренней резьбой, планшайбы и гайки, обеспечивающий силовое взаимодействие со стержнем и кровлей. Опорно-винтовой элемент является временной опорой для кровли и служит для безопасного проведения работ по установке постоянных поддерживающих элементов анкерной крепи. Чтобы не мешать установке поддерживающих элементов постоянной крепи (подхватов и решетки), втулка находится не снизу, а сверху и вкручивается в скважину, а гайка шестигранной формы, взаимодействующая с буровым инструментом, срезается при достижении расчетного распора планшайбы с кровлей. Изобретение поясняется чертежами на 4х фигурах.
Изобретение относится к горному делу, а конкретно к анкерной цепи. Горная практика применения анкерной крепи быстро поняла и оценила преимущество анкерной крепи опорными элементами, обладающими упруго-дефармационными свойствами в виде сферообразных элементов, которые долгое время (часто в течение всего срока службы) сохраняют «живое» взаимодействие системы: «анкерная крепь - горный массив». Одним из таких представителей служит «Металлическая опора анкерной крепи», включающая металлическую упругую пластину квадратной или прямоугольной формы с центральным сферическим выступом и отверстием под анкер, при этом центральная часть пластины выполнена переходящей в двукрылое основание, поля (крылья) которого расположены под углом один к другому, а вершина перегиба находится на одной из взаимоперпендикулярно расположенных центральной оси симметрии опоры (см. свидетельство РФ на полезную модель №17566, опубл. в бюллетене №10, 2001 г.)
Недостатки этой конструкции анкерной крепи является то, что она не может быть использована при различных режимах работы без нарушения режимов взаимодействия крепи и горнога массива.
Известен также «Способ проведения горных выработок при отработке пологих угольных пластов» с анкерным креплением в две стадии ее возведения: в первой стадии возводится более разреженная анкерная крепь, усиленная на втором окончательном этапе, выполненном через одни сутки после выполнения анкерования кровли при выполнении первого этапа работ. При усилении анкерной крепи во второй стадии работ устанавливается в промежутках дополнительная крепь того же типа или более усиленная по своим параметрам (см. заявку на выдачу патента на изобретение №2000117295 с приоритетом от 29. 06. 2000 г.).
Недостатком данной технологии возведения анкерной крепи является то, что временной фактор не всегда может быть выдержен и проконтролирован.
Целью изобретения является устранение вышеотмеченных недостатков известных конструкций анкерной крепи и создание конструкций анкерной крепи, обеспечивающей безопасные условия работ при ее возведению.
Поставленная цель достигается тем, что анкерная крепь, включающая стальной стержень винтового профиля, установленный в скважине, пробуренной в породах горного массива и заполненной скрепляющим
составом, отличающаяся тем, что она снабжена опорно-винтовым элементом для обеспечения силового взаимодействия анкерного стержня с горным массивом, при этом опорно-винтовой механизм выполнен в виде втулки с внутренней резьбой, конгруэнтрой винтовому профилю стального стержня анкера, а один из торцов втулки снабжен планшайбой для обеспечения силового взаимодействия с горным массивом. Анкерная крепь также отличается тем, что планшайба снабжена отрезной гайкой для обеспечения поворота втулки вокруг ее продольной оси.
Патентные исследования показали, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений об анкерной крепи, которая характеризовалась бы той же совокупностью существенных признаков что и заявляемый предмет, следовательно он отвечает критерию патентоспособности по новизне.
Патентные исследования также показали, что заявляемая конструкция анкерной крепи обладает преимуществами, вытекающими из совокупного применения новых и известных признаков к их коренному изменению - созданию функций подхватной крепи при создании растягивающих напряжений в стержне анкерной крепи, что приводит к повышению несущей способности горного массива, то есть можно утверждать о соответствии технического уровня критерию «изобретательский уровень».
Описание изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена анкерная крепь на первоначальной стадии крепления выработки, а на фиг.2 в завершающей стадии, на фиг.3, 4 изображена планшайба.
Анкерная крепь включает стальной стержень 1 винтового профиля, установленный в пробуренную в горном массиве скважину 2, заполненную скрепляющим раствором. Анкерная крепь опорно-винтовым механизмом 3 для обеспечения силового взаимодействия анкерного стержня 1 с горным массивом. Опорно-винтовой механизм 3 выполнен в виде втулки с внутренней резьбой, конгруэнтной винтовому профилю стального стержня 1 анкерной крепи, при этом нижний торец втулки снабжен планшайбой 4 для обеспечения силового взаимодействия с горным массивом.
Крепление горной выработки анкерной крепью осуществляется следующим образом. После отбойки и отгрузки горной массы (угля) из забоя обнаженная кровля крепится временной анкерной крепью, бурятся скважины 2 по сетке, соответствующей паспорту крепления: в скважины 2 вводятся 1-2 ампулы со скрепляющим составом, стержень 1 анкера подключается к адаптеру (эл. сверлу) и закрепляется известным способом. Концевая часть анкера оснащается планшайбой 4, посредством которой осуществляется временное поддерживание кровли за счет возникновения упруго-доформационного состояния пород кровли и горный массив в течение некоторого времени сохраняет несущую способность кровли 5, обеспечивая безопасные условия в забое для работающего персонала
На последней стадии крепления горной выработки на стержне 1 анкерной крепи устанавливаются верхняки (подхваты 6) и закрепляются гайками 7. Таким образом, без снятия напряженного состояния с временной крепи и
производится более безопасное возведение постоянной анкерной крепи горной выработки. На стержни 1 анкерной крепи устанавливаются затяжка и подхваты 6, которые закрепляются гайкой 7.
Таким образом, без снятия напряженного состояния с временной крепи и горного массива происходит возведение постоянной анкерной крепи горной выработки, что улучшает состояние пород кровли (не происходит расслоение пород кровли), что естественным образом приводит к увеличению срока службы при безремонтном ее поддержании.
1. Анкерная крепь для горных выработок, включающая стержень винтового профиля, установленный в скважине, пробуренной в породах горного массива и заполненной скрепляющим составом, отличающаяся тем, что она снабжена опорно-винтовым механизмом (элементом), выполняющим роль временной опоры, с внутренней резьбой, конгруэнтной винтовому профилю стального стержня анкера, который верхней частью вкручен в скважину, и снабжен планшайбой для обеспечения силового взаимодействия с горным массивом.
2. Анкерная крепь по п.1, отличающаяся тем, что опора снабжена гайкой, которая срезается ключом бурового станка от крутящего момента при достижении расчетного распора планшайбы с кровлей, что позволяет не мешать последующей установке поддерживающих элементов крепи (подхватов и решетки).
