АНКЕРНАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к горному делу и направлено на совершенствование анкерной крепи.
Известна «Анкерная крепь для горных выработок», включающая арматурный стержень из проката винтового профиля с метрической резьбой на одном конце, опорную шайбу, крепежные элементы, состоящие из втулки со сферической поверхностью, установленной на стержне анкера между опорной шайбой и антифрикционной шайбой, опирающейся на торец шестигранной гайки. В резьбовой части анкера расположен предохранительный штифт (свидетельство РФ на полезную модель №9889 «Анкерная крепь для горных выработок», МПК: 6 Е 21/Д 21/00, БИПМ №5 - 1998 г.).
Недостатками известной анкерной крепи является сложность конструкции, наличие большого количества деталей, низкотехнологичных и трудоемких в изготовлении.
Известная «Натяжная гайка анкерной крепи» имеет натяжную и крепежную ступени, выполненные в форме полусферы и шестигранника, при этом торцевая поверхность крепежной части снабжена двумя ограничителями (фиксаторами), перекрывающими резьбовое отверстие гайки (свидетельство РФ на полезную модель №21067 по кл. Е 21 Д, БИПМ №35 - 2001 г.).
Недостатком является сложность формирования ограничителей незначительных размеров на торце гайки со стабильными параметрами при производстве гаек методом литья.
Известно затяжное устройство, состоящее из сферической шайбы и квадратной гайки (Широков А.П., Лидер В.А. и др. Анкерная крепь. Справочник. М.: Недра, 1990 г. - стр.37, 23-я строка снизу).
Существенными недостатками такого затяжного устройства является то, что сферическая шайба и затяжная гайка соприкасается по плоскости разъема, перпендикулярной оси анкера и тем самым обеспечивается их строгая соосность, а также
то, что изготовление опорной шайбы со сферической поверхностью является трудоемким процессом.
Известно также «Затяжное устройство анкера» (патент РФ на изобретение №2165023 по кл. Е 21 Д, БИПМ №10 - 2001 г.). Оно состоит из анкера, сферической шайбы и двухступенчатой гайки с нажимной полусферической ступенью и крепежной ступенью шестигранной или квадратной для взаимодействия с зажимным ключом. Сферическая шайба опирается на массив и снабжена второй сферической поверхностью, которой он взаимодействует с полусферической ступенью гайки.
Недостатки этой конструкции, принятой нами в качестве прототипа, заключаются в следующем. Во-первых, конструкция низкотехнологична из-за сложности в изготовлении. Формирование второй сферической (посадочной) поверхности в опорной шайбе представляет собой весьма сложную технологическую операцию и для этого необходима специальная обработка, что повышает стоимость изготовления и стоимость самого изделия. Во-вторых, при скольжении полусферы гайки по второй сферической поверхности опорной шайбы при недостаточной точности изготовления и чистоты обработки сферических поверхностей возникает момент сопротивления вращению гайки больший, чем при контакте поверхностей по линии и для завинчивания гайки требуется повышенный крутящий момент на ключе или вращателе гайки. Кроме того, анкерная крепь также применяется в комплекте с подхватами различных конструкций, в которых полусферическая поверхность затяжной гайки контактирует со сферической поверхностью отверстий в подхвате, что также требует специальной обработки этих отверстий.
Целью разработки настоящей полезной модели является устранение отмеченных недостатков прототипа, упрощения конструкции, которая достигается тем, что в конструкции затяжного устройства анкера, включающей арматурный стержень из проката винтового профиля, опорную шайбу и шестигранную гайку с нажимной ступенью, имеющей форму шарового слоя, опорная шайба в центре имеет выступ в форме усеченного полого конуса, снабженного опорной конической поверхностью, причем дополнительная коническая поверхность выполнена так, что контакт в момент завинчивания гайки происходит по минимальному радиусу шарового слоя.
Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной и ни в научной литературе не имеется сведений об анкерной крепи, которая характеризовалась бы той же совокупностью существенных признаков, что и заявленная анкерная крепь, то есть она отвечает критерию патентоспособности по новизне и может быть защищена патентом на полезную модель. Заявка на полезную модель поясняется графическими иллюстрациями, где на фиг.1 показан общий вид анкера в сборе, на фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1.
Анкерная крепь для горных выработок включает арматурный стержень 1 из проката винтового профиля, опорную шайбу 2 с выступом в форме усеченного конуса, снабженного опорной конической поверхностью, контактирующей с поверхностью нажимной ступени гайки 3, выполненной в форме шарового слоя 4. Опорная шайба 2 опирается на решетчатую затяжку 6, прижатую к контуру выработки 5.
Анкер возводят следующим образом. После установки анкерного стержня 1 в скважину на него надевается решетчатая затяжка 6 и опорная шайба 2 плоской опорной поверхностью, обращенной в сторону горного массива 5. Затем навинчивается гайка 3 таким образом, чтобы сферической поверхностью она взаимодействовала с опорной конической поверхностью шайбы 2 по кольцевой линии и минимальному радиусу Rmin, что обеспечивает снижение крутящего момента при завинчивании гайки и соответственно и меньшую мощность привода вращателя гайки.