СЕКЦИЯ АНКЕРНОЙ КРЕПИ

Полезная модель относится к горному делу, в частности к подземным горным работам, и предназначена для крепления горных выработок в неустойчивых, трещиноватых породах анкерной крепью.
Известна секция анкерной крепи по патенту RU на ПМ №158226 с приоритетом от 06.05.2015 г. (МПК E21D 21/00 (2000.01), E21D 11/15 (2000.01), патентообладатель Зубков Антон Анатольевич, опубл. 27.12.2015 Бюл. №36). Секция анкерной крепи по патенту включает металлическую решетку, состоящую из продольных и поперечных стержней, сваренных между собой в точках контакта, анкер с опорной плитой, установленный в пространстве между стержнями, расстояние между которыми меньше габарита опорной плиты. Продольные и поперечные стержни контактируют между собой в смежных точках с противоположных сторон от оси стержней.
Известна секция анкерной крепи по патенту RU на ПМ №192057 с приоритетом от 25.01.2019 г. (МПК E21D 11/15 (2006.01), патентообладатель Зубков А.А., опубл. 02.09.2019 Бюл. №25). Секция анкерной крепи включает трубчатый анкер с опорной плитой, металлическую решетку, состоящую из продольных и поперечных стержней из арматурного профиля, контактирующих в смежных точках с противоположных сторон от оси стержней и сваренных между собой в точках контакта, и образующих ячейки, в центральную из которых установлен трубчатый анкер. Решетка установлена поверх опорной плиты, выполнена с внешними размерами 1200-1300 мм, предпочтительно 1250 мм, образована шестью продольными и шестью поперечными стержнями, формирующими ячейки: периферийные - с внутренними размерами 180-200, предпочтительно 188 мм; центральную - с внутренними размерами 100-110 мм, предпочтительно 108 мм; внутренние прямоугольные - с внутренними размерами 100-110 мм на 180-200 мм, предпочтительно 108 на 188 мм.
Известна усиленная анкерная крепь по патенту RU на полезную модель №161817 с приоритетом от 01.12.2015 г. (МПК E21D 21/00 (2006.01), патентообладатель Зубков А.А., опубл. 10.05.2016 Бюл. №13), которая содержит полый цилиндрический стержень с продольной прорезью по всей длине под шпур, передним концом, выполненным в виде усеченного конуса, цилиндрическим концом с продольными прорезями и кольцом на нем, опорную плиту, установленную на стержень со стороны усеченного конуса перед кольцом. Между опорной плитой и передним концом установлен армокаркас, образованный продольными и поперечными арматурными стержнями, соединенными между собой сваркой.
Известна секция анкерной крепи по патенту RU на полезную модель №193246 с приоритетом от 09.07.2018 (МПК E21D 21/00 (2006.01), патентообладатель Сойкин А.С., опубл. 21.10.2019 Бюл. №30), состоящая из полой металлической трубки с конусообразным концом с одной стороны и приваренным к трубке опорным кольцом для удерживания демпферного опорного элемента с другой стороны, при этом полая трубка выполнена с щелевой прорезью по всей длине, образующей грани, которые загнуты с образованием сообразного профиля в комплекте с демпферным опорным элементом и установленной поверх опорного элемента сеткой, выполненной из переплетенных между собой в смежных точках продольных и поперечных металлических стержней.
Наиболее близким техническим решением является секция анкерной крепи, описанная в патенте RU на полезную модель №124735 с приоритетом от 18.06.2012 г. (МПК E21D 11/15 (2006.01), патентообладатели Зубков А.А., Зубков А.Е., опубл. 10.02.2013 Бюл. №4). Секция анкерной крепи по патенту включает сварную металлическую решетку, состоящую из продольных и поперечных прутков, подхват, расположенный под решеткой, соединенный с ним сваркой и выполненный в виде стержней, параллельных пруткам, анкер с опорной плитой. Подхват образован двумя ортогональными парами стержней, расстояние между которыми меньше габарита опорной плиты, а анкер установлен в пространстве между стержнями подхвата.
Все вышеуказанные технические решения применимы при креплении горных выработок, однако при подземных работах в неустойчивых породах необходима анкерная крепь, обеспечивающая, наряду с ее податливостью, также достаточную прочность, устойчивость к возможным вывалам крупногабаритных кусков горной породы.
Технической проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является расширение арсенала технических средств определенного назначения, а именно конструкций анкерной крепи, применяемых при креплении горных выработок. Технический результат состоит в возможности обеспечения прочности анкерной крепи повышенной жесткости при креплении горных выработок в неустойчивых, трещиноватых породах.
Технический результат достигается тем, что в секции анкерной крепи, включающей арматурный каркас, состоящий из основы из продольных и поперечных стержней и дополнительных арматурных элементов, опорный элемент, анкер, установленный в пространстве между стержнями, расстояние между которыми меньше габарита опорного элемента, дополнительные арматурные элементы арматурного каркаса расположены с каждой стороны плоскости его основы с осевым расстоянием между параллельными дополнительными арматурными элементами большим, чем осевое расстояние между параллельными стержнями основы. При этом дополнительные продольные арматурные элементы расположены на одной плоскости основы и соединены сваркой с ее продольными и поперечными стержнями, а дополнительные поперечные арматурные элементы расположены на противоположной плоскости основы и соединены сваркой с ее продольными стержнями и дополнительными продольными арматурными элементами. Диаметр дополнительных арматурных элементов может превышать диаметр арматурных стержней основы. Анкер и опорный элемент установлены между арматурными стержнями основы.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид секции анкерной крепи, на фиг. 2 - общая конструкция арматурного каркаса, на фиг. 3 - его плоскостное изображение с вынесенными поперечными сечениями.
Секция анкерной крепи содержит арматурный каркас 1, анкер 2 и опорный элемент 3. Арматурный каркас 1 состоит из продольных стержней 4 и поперечных стержней 5, образующих основу, к которой сваркой прикреплены дополнительные арматурные элементы 6 и 7, расположенные с каждой стороны плоскости основы с осевым расстоянием (шагом) между параллельными дополнительными арматурными элементами соответственно 6 или 7 большим, чем осевое расстояние (шаг) между параллельными стержнями соответственно 4 или 5 основы. Дополнительные продольные арматурные элементы 6 расположены на одной плоскости основы и соединены сваркой с продольными 4 и поперечными 5 стержнями основы, а дополнительные поперечные арматурные элементы 7 расположены на противоположной плоскости основы и соединены сваркой с продольными стержнями 4 основы и дополнительными продольными арматурными элементами 6. Количество, место размещения дополнительных арматурных элементов на основе и требуемое расстояние между ними зависят от горно-геологических условий массива, где производятся горные работы, в частности, необходимо учитывать состояние поверхности крепимого участка подземной горной выработки.
Стержни основы, а также дополнительные арматурные элементы соединены в местах пересечений сваркой.
Анкеры 2 располагают между центральными парами продольных 4 и поперечных 5 стержней основы в ряд. Расстояние между поперечными и продольными стержнями 4 и 5 основы, образующих квадратные ячейки, не превышает габарита опорного элемента 3, что создает гарантированное сопряжение его с каждым из четырех стержней основы. Опорные элементы при этом не выходят за участки, ограниченные дополнительными продольными 6 и поперечными 7 арматурными элементами, и не опираются на них. Это в свою очередь, гарантирует передачу нагрузки со стороны горной породы на опорный элемент 3 и далее на анкер 2. Наличие дополнительных арматурных элементов (стержней) 6 и 7 большего диаметра, чем диаметр стержней 4 и 5 основы, позволяет обеспечить достаточную прочность анкерной крепи, ее устойчивость при возможных вывалах крупногабаритных кусков породы, что повышает безопасность подземных горных работ. Меньший диаметр стержней 4 и 5 основы обеспечивает податливость конструкции за счет плотного прилегания ее к поверхности выработки.
Секция комбинированной крепи собирается следующим образом.
Предварительно собирают арматурный каркас 3. Для целей крепления подземных выработок целесообразно производить его в виде карт определенного ранее размера. Карты изготавливают следующим образом. Арматура А-240 d=6 мм, поступающая в бухтах, проходит этап правки и резки на правильно-отрезной машине ГД-162. Длина стержней арматуры выставляется кратной 1700 мм или 2450 мм; 10500 мм или 9800 мм. Далее арматуру подают на станок для резки арматуры СМЖ-322, где производят ее резку на мерные стержни необходимой длины: 2450 мм (продольный арматурный стержень 4) или 1700 мм (поперечный арматурный стержень 5). На столе для сборки сетки производят разметку арматурных стержней (как продольных 4, так и поперечных 5), раскладку арматуры и сваривание в точках пересечения с двух сторон ручной электродуговой сваркой. Получается основа карты крепления размером 2450×1700 мм с шагом стержней 4 и 5, равным 150×150 мм. Выпуск арматуры составляет по 25 мм с каждой стороны.
Одновременно на станке для резки арматуры СМЖ-322 производят резку арматуры А-240 d=10 мм на мерные стержни длиной 2100 (дополнительные продольные арматурные элементы 6) и 1650 мм (дополнительные поперечные арматурные элементы 7). Далее дополнительные арматурные элементы 6 и 7 подают на стол для сборки, где уже находится готовая основа сетки. Дополнительные продольные арматурные элементы 6 укладывают вдоль продольных стержней 4 и приваривают к ним и к поперечным стержням 5 с шагом 150 мм.
После этого основу сетки переворачивают, дополнительные поперечные арматурные элементы 6 раскладывают вдоль поперечных стержней 5 в количестве 4 штук с шагом 150 мм. Дополнительные поперечные арматурные элементы 7 при этом опираются на продольные стержни 4 и дополнительные продольные арматурные элементы 6 и прикрепляются к ним сваркой.
Монтаж секции анкерной крепи производят следующим образом. Буровой установкой "Sandvik" бурят шпуры. На одной из стрел буровой установки производят замену буровой штанги на анкероустановщик, в него устанавливают анкер, затем на него последовательно устанавливают опорный элемент, арматурный каркас в виде карты заданных размеров. При установке собранной секции головной конец анкера вводится в шпур, к его хвостовику прикладывается усилие до момента соприкосновения арматурного каркаса с массивом горных пород и плотного поджатия каркаса опорным элементом. При монтаже секций анкерной крепи карты накладывают внахлест, что позволяет обеспечить требуемую несущую способность крепи.