ИНЪЕКЦИОННЫЙ АНКЕР

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности, а именно - к устройствам для подачи скрепляющего состава в шпур для упрочнения трещиноватых горных пород.
Известно устройство для закрепления горных пород, включающее инъекционную трубу, полимербетон для замоноличивания ее в шпуре, надетый на трубу эластичный цилиндрический герметик, установленную на выступающем конце опорную плиту, распорный элемент, выполненный в виде пары втулок с выступами на наружной поверхности, при этом в торцах герметика выполнены параллельно его продольной оси кольцевые прорези, суммарная длина которых меньше длины герметика. При этом втулки надеты на инъекционную трубу с возможностью взаимодействия своими конусными вершинами с кольцевыми прорезями в торцах герметика, а втулка со стороны выступающего конца трубы основанием соединена с опорной плитой (см. а.с СССР №1693256, E21D 21/00).
Недостаток известного устройства для закрепления пород заключаются в трудоемкости операции установки устройства в шпур. Распорный элемент, предварительно установленный на трубе, затрудняет ее ввод в шпур. Для облегчения ее ввода необходимо обеспечить существенную разницу между его внешним диаметром и диаметром шпура. Однако в этом случае увеличивается угол конуса, обеспечивающий распор эластичного цилиндрического герметика. Кроме того, в начальной фазе установки устройства исключается возможность воздействия на выступающий конец трубы, т.к. на нее надет распорный элемент. Последний, при силовом воздействии, начинает расширять эластичный цилиндрический герметик еще до вхождения его в шпур, что так же затруднит установку устройства в рабочее положение.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является инъекционный анкер включающий, анкерную штангу с замком, инъектор. При этом штанга выполнена в виде перфорированной трубы, а замок образован продольными прорезями на конце и клином, который размещен в трубе с торца (см. а.с. СССР №909198 E21D 21/00).
Недостатком известного устройства является ненадежность в работе. Это обусловлено тем, что замок, образованный клином и продольными прорезями перфорированной трубы «включается» за счет осевой подачи трубы внутрь шпура, а дальнейшая операция - обжим запорного приспособления, осуществляется подачей трубы, за счет гайки, в обратном направлении - из шпура. При наличии сопротивления движению клина, последний, выйдет из трубы и функционирование замка прекратится. Кроме того, вводимый раствор, воздействует на запорное устройство как на поршень, выталкивает его из шпура.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности функционирования инъекционного анкера.
Техническая задача решается тем, что в известной конструкции инъекционного анкера, включающего анкерную штангу, выполненную в виде перфорированной трубы, оснащенную замком, инъектор, запорное приспособление, содержащее деформируемый тампон, надетый на трубу, подпорную плиту, установленную на выступающем из шпура части трубы, а деформируемый тампон размещен внутри незамкнутого по периметру металлического кожуха закрепленного на перфорированной трубе. Кроме того, внутри трубы размещен дополнительный деформируемый тампон, инъектор оснащен клапаном, установленным внутри дополнительного деформируемого тампона, а замок образован продольной прорезью перфорированной трубы, диаметр которой превышает диаметр шпура.
Полезная модель поясняется схемой. На фиг. 1 изображен общий вид инъекционного анкера.
Инъекционный анкер содержит анкерную штангу 1 (фиг. 1), выполненную в виде перфорированной трубы 2, оснащенную замком 3, инъектор 4, запорное приспособление 5.
Запорное приспособление 5 включает в себя: деформируемый тампон 6, надетый на перфорированную трубу 2, металлический кожух 7, дополнительный деформируемый тампон 8. Металлический кожух 7 выполнен незамкнутым по контуру и закреплен неподвижно на перфорированной трубе 2. Внутри металлического кожуха 7 размещен деформируемый тампон 6, надетый на внешнею поверхность перфорированной трубы 2. Часть деформируемого тампона 6 выходит за пределы металлического кожуха 7. Дополнительный деформируемый тампон 8 размещен внутри перфорированной трубы 2 и контактирует с ней по всему периметру. Деформируемый тампону 6 и дополнительный деформируемый тампон 8 размещаются в одной зоне перфорированной трубы 2.
Запорное устройство 5 размещено на перфорированной трубе 2 на удалении от края шпура 9.
Внутри деформируемого тампона 8 установлен клапан 10, являющийся частью инъектора 4.
На выступающем из шпура 9 конце перфорированной трубы 2 устанавливается опорная плита 11 взаимодействующая с упорным кольцом 12 жестко закрепленным на перфорированной трубе 2.
Замок 3 представляет собой сочетание конструктивных элементов: продольного паза 13, выполненного по всей длине перфорированной трубы 2 и превышением его внешнего диаметра над диаметром шпура 9.
Инъекционный анкер устанавливается следующим образом.
Предварительно на перфорированную трубу 2 собранную с запорным приспособлением 5, надевается опорная плита 12 до упора в кольцо 12. Конец перфорированной трубы 2 вводится в шпур 9. За счет осевого воздействия на выступающий конец перфорированной трубы 2 она постепенно вводится в шпур 9. При этом перфорированная труба 2 упруго деформируется, ее диаметр уменьшается до диаметра шпура 9. Это возможно за счет того, что по всей длине перфорированной трубы выполнен продольный паз 13, ширина которого, при вводе трубы в шпур 9, уменьшается. При достижении металлическим кожухом 7 края шпура 9 он так же входит в него без разрушения, благодаря жесткому соединению с перфорированной трубой 2 и не замкнутости по контуру. Размещение части деформируемого тампона 6 внутри металлического кожуха 7 обеспечивает беспрепятственный ввод его в шпур 9.
Инъекционный анкер 1 вводится в шпур 9 до упора опорной плиты 11 в массив горных пород.
Далее инъектор 4 подключается к напорной системе (на фиг. условно не показана) нагнетания закрепляющего раствора. Создаваемое в системе давление обеспечивает открытие клапана 10, заполнение раствором анкера, прохождение через перфорированные отверстия трубы 2 и замоноличивание трещин в окрестности шпура 9.
По окончания процесса нагнетания закрепляющего раствора напорная система отключается от инъектора 4. Клапан 10 при этом исключает выход закрепляющего раствора из внутренней полости перфорированной трубы 2.
Закрепление, незамкнутого по периметру металлического кожуха 7, на перфорированной трубе 2 обеспечивает их свободный совместный ввод в шпур 9. При этом, размещение внутри металлического кожуха 7, части деформируемого тампона 6 позволяет ввести его в шпур 10 без задиров. Этому способствует дополнительное обжатие деформируемого тампона 6 металлическим кожухом 7 за счет уменьшения диаметра перфорированной трубы 2, а с ней и металлического кожуха, при вводе в шпур 9. Обеспечивается надежный ввод в шпур 9 деформируемого тампона 6.
Уменьшение диаметра перфорированной трубы 2 обеспечивает дополнительное обжатие дополнительного деформируемого тампона 8, вследствие того, что он размещен внутри нее. Это обеспечивает надежную герметизацию внутреннего пространства перфорированной трубы 2. При этом, часть дополнительного деформируемого тампона 8 выдавливается в продольную прорез 13 и входит в контакт с деформируемым тампоном 6. Это обеспечивает, замыкание пространства паза 13, в зоне размещения деформируемых тампонов 6 и 8. Упругая деформация и контакт деформируемого тампона 6 со стенкой шпура 9, с одной стороны, со стенкой перфорированной трубы и дополнительным тампоном 8, с другой, обеспечивают надежную герметизацию запорным устройством 5 устья шпура 9, и исключает прорыв закрепляющего раствора при его нагнетании.
Оснащение инъектора 4 клапаном 10, установленным внутри дополнительного деформируемого тампона 8, позволяет исключить выход остатков закрепляющего раствора при отсоединении напорного трубопровода от инъектора 4.
Превышение диаметра перфорированной трубы 2 диаметра шпура 9, обеспечивает создание фрикционного взаимодействия по всей длине. При этом заполнение закрепляющим раствором пространства перфорированной трубы 2 создает дополнительный прижим к стенкам шпура 9.
Таким образом, заявляемый инъекционный анкер, обладает большей надежностью при установке и дальнейшей работе.