СЕКЦИЯ АНКЕРНОЙ КРЕПИ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к анкерным крепям, и может быть использована для крепления горных выработок рудников и шахт.
Уровень техники
Известны технические решения (RU 2164295 С2, дата приоритета 31.07.1998 г.; RU 124735 U1, дата приоритета 18.06.2012 г.; RU 158226 U1, дата приоритета 06.05.2015 г.; RU 161817 U1, дата приоритета 01.12.2015 г.).
Общим недостатком известных технических решений является не достаточная податливость предлагаемых конструкций, которая ведет к снижению несущей способности с течением времени.
Известна Секция анкерной крепи (RU 158226, заявка №2015117372/03, дата публикации 27.12.2015 г., бюл. №36, класс МПК E21D 21/00, E21D 11/15), ближайшая по технической сути к предлагаемой полезной модели. Данный патент принят за прототип.
Известная секция анкерной крепи, включающая 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, отличающаяся тем, что продольные и поперечные стержни контактируют между собой в смежных точках с противоположных сторон от оси стержней.
Недостатком технического решения, принятого за прототип является низкая податливость конструкции при применении трубчатого анкера, что приводит к снижению несущей способности крепи с течением времени.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом, на обеспечение которого направлено предлагаемая полезная модель, является повышение надежности работы анкерной крепи за счет увеличения ее податливости.
Секция анкерной крепи, состоящая из полой металлической трубки с конусообразным концом с одной стороны и приваренным к трубке опорным кольцом для удерживания опорного демпферного элемента с другой стороны, при этом полая трубка выполнена с щелевой прорезью по всей длине, образующей грани, которые загнуты с образованием С9-образного профиля, а в хвостовой части стержня анкера за опорным кольцом имеется продольные прорези, в комплекте с демпферным опорным элементом, установленным поверх сетки, выполненной из переплетенных между собой в смежных точках продольных и поперечных металлических стержней.
Отличием является то, что загнутые грани полой металлической трубки выполнены с-образно каждая и при установке в грунт податливо смыкаются, образуя ребро жесткости на стыке, которое при горизонтальных сдвижениях грунта (массива горных пород) позволяет анкеру оставаться податливым, тем самым не снижается давление, оказываемое телом анкера на стенки скважины (шпура), а, соответственно, и несущая способность анкерной крепи. При вертикальных сдвижениях грунта (массива горных пород) податливость секции анкерной крепи достигается деформацией демпфера в центральной части опорного элемента, а также деформацией изогнутых продольных и поперечных металлических стержней.
В хвостовой части стержня может быть более одной продольной прорези.
Технический результат достигается тем, что секция анкерной крепи (далее по тексту - секция) представляет собой полую металлическую трубу с щелевой прорезью по всей длине, грани которой загнуты вовнутрь анкера с образованием ω-образного профиля (далее В-образный) с коническим сужением на одном конце и приваренным кольцом для удержания опорного демпферного элемента на другом в комплекте с опорным демпферным элементом и сеткой, выполненной из продольных и поперечных переплетенных между собой в смежных точках металлических стержнях. При этом опорный демпферный элемент может быть выполнен в виде опорной шайбы (наиболее предпочтительный вариант), а также в виде различных вариантов подхватов. Задача демпферного опорного элемента - удержание от расслаивания и обрушения массива горных пород у устья скважины (шпура) и обеспечение вертикальной податливости анкерной крепи в целом.
Для удобства прочтения текста заявки и обеспечения единства терминологии далее по тексту используется фраза В-образный профиль, при этом имеется в виду признак формулы полезной модели - ω-образный профиль.
Описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид секции анкерной крепи до начала ее установки в шпур; на фиг. 2 - объемное изображение секции анкерной крепи до начала ее установки в шпур; на фиг. 3 - показан общий вид секции анкерной крепи после воздействия горизонтальных смещений грунта (массива горных пород); на фиг. 4 - показан общий вид секции анкерной крепи после воздействия вертикальных смещений грунта (массива горных пород); на фиг. 5 - объемное изображение секции анкерной крепи после установки ее в грунт (массив горных пород) с указанием действующих напряжений.
Осуществление полезной модели
Секция анкерной крепи состоит из полой металлической трубки 1 с щелевой прорезью 2 по всей длине, грани 3 которой загнуты вовнутрь с-образно каждая, что придает анкеру В-образный профиль (см. обозначение в формуле полезной модели и пояснения выше по тексту) с конусообразным концом 4 с одной стороны и упорным кольцом 5 для удерживания опорного демпферного элемента 6 с другой с продольными прорезями 7 в количестве две и более на хвостовой части стержня за приваренным кольцом в комплекте с опорным демпферным элементом и сеткой 8, выполненной из продольных и поперечных переплетенных между собой в смежных точках металлических стержнях.
Установка секции анкерной крепи производится следующим образом.
После бурения шпуров на стрелу податчика самоходной буровой установки или на ручной перфоратор вместо буровой штанги устанавливается штанга с переходником (пуансоном). Далее анкер хвостовой частью надевается на пуансон и устанавливается в направляющую (люнет). На анкер устанавливается опорный демпферный элемент 6 и сетка 8, выполненная из продольных и поперечных переплетенных между собой в смежных точках металлических стержнях. Головной конец анкера конусообразной формы 4 вводится в шпур 9, который выполнен меньшего диаметра, чем диаметр анкера и ударным поступательным воздействием перфоратора на хвостовую часть, анкер досылается до момента поджатия демпферным опорным элементом 6 сетки 8 к грунту (массиву горных пород) 10.
Надежность работы секции анкерной крепи достигается за счет того, что использование В-образного профиля в сочетании с опорным демпферным элементом 6 и сеткой 8, выполненной из переплетенных между собой в смежных точках продольных и поперечных металлических стержней « обеспечивает высокую податливость всей конструкции в целом без потери несущей способности. Смыкание граней 3, загнутых вовнутрь повышают несущую способность анкерной крепи, что выражается в повышении сопротивления боковым нагрузкам от давления грунта (массива горных пород) после установки анкера. Каждая грань 3 выполнена с-образно и при введении в грунт (массив горных пород) 10 грани 3 смыкаются (т.к. шпур меньшего диаметра, чем анкер), образуя ребро жесткости. Увеличивается сопротивление анкера сжимающим нагрузкам. И при этом повышается сопротивление анкера выталкиванию из грунта (массива горных пород) после установки, следовательно, повышается надежность его установки.
Все признаки заявленного полезной модели в совокупности «полая металлическая труба с прорезью», «ω-образный профиль», «грани выполнена с-образно, при введении в грунт (массив горных пород) образуют ребро жесткости», «приваренное опорное кольцо для удержания опорного элемента», «демпферный опорный элемент», «сетка, выполненная из продольных и поперечных переплетенных между собой в смежных точках металлических стержнях» способствуют повышению надежности работы анкерной крепи, а именно, предлагаемая конструкция секции анкерной крепи надежно закрепляется при установке ее в скважину (шпур) в массиве горных пород, и обеспечивает достаточную податливость, а, следовательно, надежна в использовании, в том числе на месторождениях, опасных по горным ударам.
Технический результат, заявленный при подаче заявки на получение патента на полезную модель, достигается совокупностью всех существенных признаков, указанных в формуле. Существенность всех признаков полезной модели подтверждается причинно-следственной связью между признаками формулы полезной модели и техническим результатом.
Секция анкерной крепи, предлагаемая в качестве полезной модели, представляет собой устройство, все элементы которого соединены между собой и выполняют единую функцию.
Полезная модель отвечает условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость», что подтверждено в ходе опытно-промышленных испытаний.