Фрикционный гидрораспорный трубчатый анкер

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности, а именно к креплению горных выработок, в частности к анкерной крепи для слабых пород.
Известен трубчатый анкер фрикционного типа (патент РФ № 1731959, МПК E21D21/00, з. 18.05.90, оп. 07.05.92), включающий разрезную трубу с развальцованным концом, заполненной расширяющейся при затвердевании смесью, снабжён опорной плиткой, закрепленной на развальцованном конце, а труба выполнена с поперечными разрезами, при этом в качестве заполняющей смеси использована смесь на основе строительной извести.
Недостаток известного трубчатого анкера фрикционного типа при установке его в породы с высокой твёрдостью недостаточное зацепление рельефа отверстия и рельефа анкера.
Известен фрикционный трубчатый анкер и раздувающий адаптер для него (пат. РФ на полезную модель № 243691, МПК E21D21/00, з. 26.07.2007, оп. 20.12.2011 Бюл. № 35), содержащий расширяемую трубку, соединенную с втулкой и при этом предусмотрена втулкообразная муфта, причем соединенная с расширяемой трубкой втулка вставлена во втулкообразную муфту, и при этом втулкообразная муфта в своем участке, который противолежит участку, который принимает втулку с расширяемой трубкой, выполнена с возможностью приема другого конструктивного элемента.
Недостаток известного трубчатого анкера фрикционного типа при установке его в породы с высокой твёрдостью недостаточный коэффициент трения между анкером и породой, и, следовательно, недостаточное зацепление рельефа отверстия и рельефа анкера.
Наиболее близким по технической сущности является фрикционный трубчатый анкер и раздувающий адаптер для него (патент РФ № 207 877, МПК E21D21/00, 2021122441, з. 26.07.2021, оп 22.11.2021 Бюл. № 33), включающий трубку с продольной -образной складкой, сложенной вовнутрь по всей длине, раздуваемую втулку с раздуваемым отверстием, и упором для шайбы, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными ребрами жесткости в виде складок, а наружная поверхность трубки выполнена рельефной.
Недостаток известного фрикционного трубчатого анкера заключается в недостаточном коэффициенте трения между анкером и шпуром, пара металл камень имеет небольшой коэффициент трения 0.42до 0.5, что определяет недостаточное зацеплении рельефа отверстия и рельефа анкера.
Техническим результатом, на обеспечение которого направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение прочности закрепления в шпуре и повышение несущей способности трубчатой анкерной крепи фрикционного типа, за счет увеличения коэффициента трения между анкером и шпуром (породой).
ɷ-
Технический результат достигается тем, что на фрикционном гидрораспорном трубчатом анкере, включающем трубку с продольной образной складкой, сложенной вовнутрь по всей длине, раздуваемую втулку с раздуваемым отверстием и упором для шайбы, соединенной с трубкой, при этом на наружную поверхность трубки дополнительно нанесен слой материала, улучшающего сцепление анкера с породой, указанный дополнительный слой имеет включения материала с твердостью не ниже твердости анкера, в виде частиц электрокорунда.
ɷ
Нанесение дополнительного слоя на поверхности трубки, позволяет увеличить силу трения, возникающую между стенками шпура и стенками анкера в процессе раскрытия -образной складки под действием давления текучей среды, под давлением подаваемой через адаптер, надетый на втулку, через раздуваемое отверстие в полость трубки. Для особо твёрдых пород, в этот слой добавляется наполнитель с твёрдостью выше, чем у породы (например, электрокорунд), что обеспечивает врезание его в породу (размер частиц небольшой и высокая твёрдость) и стенку анкера при его раздувании, а дополнительный слой служит для удержания частиц на поверхности анкера до их врезания в шпур и анкер. После этого фрикционный трубчатый анкер надежно закрепляется в шпуре независимо от увлажненности и загрязненности стенок шпура.
После того как давление жидкости внутри анкера становится равным нулю, сила зацепления анкера в шпуре определяется силой трения, которая увеличивается, если наносится дополнительный слой, увеличивающий трение, или слой с мелкими высокотвердыми включениями.
На фиг.1 представлен фрикционный гидрораспорный трубчатый анкер - общий вид анкера;
на фиг 2 представлен анкер с дополнительным слоем на поверхности трубки;
на фиг. 3а изображен  в раскрытом состоянии в шпуре с дополнительным слоем;
на фиг. 3б изображен  в раскрытом состоянии в шпуре с дополнительным слоем; имеющим включения материалов с высокой твердостью
Фрикционный гидрораспорный трубчатый анкер состоит из
1 - раздуваемая втулка с упором для пластины 7;
2 - отверстие в раздуваемой втулке;
3 - трубка со сложенной внутрь по всей длине ɷ-образной складкой;
4 - задняя втулка;
5 - поверхность трубки, включая складку;
6 - упор для анкерной пластины;
7 - анкерная пластина;
8 - дополнительный слой, нанесенный для увеличения трения;
9 - мелкие твердые включения;
10 -  шпур.
ɷ
Трубка 3 имеет продольную -образную складку, которая образует замкнутую полость, при этом стенки трубки 3 и стенки складки герметично соединяются друг с другом в начале и конце, анкер устанавливается на трубку 3, устанавливается втулка 4, с противоположной стороны закрепляется раздувная втулка 1 и ее отверстие 2 герметично соединены с полостью трубки 3. Раздувная втулка 2 имеет упор 9 для установки пластины 7 и закрепления адаптера установки (на чертеже не показано) для подачи текучей среды при монтаже анкера.
ɷ-
На поверхность 5 нанесен дополнительный слой 8 или слой 8с мелкими включениями 9. Установка анкера производится следующим образом. После бурения шпуров в породе в шпур устанавливается анкер с анкерной пластиной 7, выполненной в виде прижимной шайбы (так как отверстие шпура намного больше (для анкера 27 мм рекомендуемое отверстие 32-38 мм), после чего к раздувной втулке (1) подключается насос высокого давления через адаптер (на чертеже не показан), и подается вода через отверстие втулки (2) в полость анкера. Под действием давления воды стенки трубки (3) расширяются, и образная складка выдавливается наружу. При этом анкер расширяется и плотно заполняет объем шпура, при этом дополнительный слой 8 деформируется и увеличивает силу трения для высокопрочных пород, мелкие твёрдые частицы 9 врезаются в шпур (породу) и стенку анкера, надежно закрепляя его в шпуре независимо от увлажненности стенок шпура.
Установка анкеравозможна в шпурах определенного размера, пробуренных в породах различной крепости с практически одинаковой несущей способностью.