АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Заявляемое техническое решение относится к горному делу и может быть использовано для обеспечения контроля за состоянием анкера в процессе установки и эксплуатации.
Известен анкер (А.с. СССР №1758239, ΜΠΚ E21D 21/00, опубл. 30.08.1992), узел податливости которого выполнен в виде пакета шайб с калиброванным центральным отверстием. На хвостовой части стержня установлена втулка, выполненная в виде калиброванного усеченного конуса. Шайбы пакета выполнены из податливого материала и установлены с возможностью сдвижения при деформировании вдоль образующей боковой поверхности конуса. При этом шайбы имеют различную податливость и расположены в пакете с возрастанием модуля упругости в направлении от втулки к опорной плите. Недостатки известного анкера в том, что:
1) при большой высоте конусной втулки последние шайбы в пакете не сдвигаются, т.к. втулка упирается в плиту, а гайка во втулку, при этом шайбы не оказывают сопротивления смещению массива;
2) нет индикации достижения требуемого усилия натяжения анкера при его установке;
3) нет предупреждающих поэтапных визуальных сигналов (индикации) о том, что смещение массива начало достигать предельных величин.
Наиболее близким к предлагаемому является анкер для крепления горных выработок (патент РФ на полезную модель №102680, ΜΠΚ E21D 21/00, опубл. 10.03.2011), включающий замок, соединенный с головной частью стержня, опорную плиту и узел податливости, снабженный средствами поэтапной сигнальной индикации предельного смещения контура выработки, выполненными либо в виде окрашенных в разные цвета торцовых поверхностей податливых шайб, причем каждому этапу смещения контура выработки соответствует свой цвет, либо в виде полосок из светоотражающего материала, причем каждому этапу смещения контура выработки соответствует условленное количество полосок; либо в виде полосок, один конец которых закреплен на последней шайбе, соответствующей предельному смещению контура выработки, а свободный конец зажат между шайбами с возможностью выпадения свободных концов полосок при смещении шайб.
Недостатки известного анкера в том, что:
1) отсутствует возможность фиксации момента срыва узла крепления анкера с массивом пород и движения его вдоль шпура;
2) практически отсутствует возможность использования таких анкеров для подвески монорельсовых дорог в горных выработках.
Технический результат - обеспечение возможности контроля срыва замка анкера во вмещающим массиве пород с последующим его движением в шпуре до предельного смещения, расширение области применения анкера с повышением безопасности движения транспортных средств на подвесных дорогах в горных выработках.
Указанный технический результат достигается тем, что в анкере для крепления горных выработок, включающем замок, соединенный с головной частью стержня, опорную плиту и узел податливости, снабженный средствами поэтапной сигнальной индикации в виде полосок из светоотражающего материала, согласно заявляемому техническому решению в составе узла податливости между опорной плитой и массивом горных пород с возможностью свободного скольжения по стержню анкера размещена конусная пружина, основанием конуса направленная в сторону массива, а вершиной - в сторону опорной плиты, при этом нижние концы полосок из светоотражающего материала закреплены у вершины конусной пружины, а верхние концы оставлены незакрепленными с возможностью их вытягивания из-под основания конусной пружины и экспонирования их светоотражающих поверхностей, экспонирующиеся поверхности полосок из светоотражающего материала выполнены с возможностью индикации по мере вытягивания различной степени опасности при движении стержня после срыва замка по шпуру, а также с возможностью выпадения вниз их незакрепленных верхних концов при предельном смещении замка.
пред
пред
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид анкера в исходном положении до срыва замка и начала движения стержня по шпуру, на фиг. 2 - работа анкера после срыва замка и движении стержня по шпуру с поэтапной индикацией степени опасности при смещении, меньшем, чем предельное (l<l), на фиг. 3 - работа анкера с индикацией опасного состояния при достижении предельного смещения замка (l≥l).
Заявляемый анкер включает замок 1, соединенный с головной частью стержня 2, опорную плиту 3 и узел податливости, снабженный средствами поэтапной сигнальной индикации в виде полосок 4 из светоотражающего материала. В составе узла податливости между опорной плитой 3 и массивом горных пород с возможностью свободного скольжения по стержню 2 анкера размещена конусная пружина 5, основанием конуса направленная в сторону массива, а вершиной - в сторону опорной плиты, при этом нижние концы полосок 4 из светоотражающего материала закреплены у вершины конусной пружины 5, а верхние концы оставлены незакрепленными с возможностью их вытягивания из-под основания конусной пружины 5 и экспонирования их светоотражающих поверхностей. Вытягивающиеся из-под основания конусной пружины 5 и экспонирующиеся поверхности полосок 4 из светоотражающего материала выполнены с возможностью индикации по мере вытягивания различной степени опасности при движении стержня 2 после срыва замка 1 по шпуру. Полоски 4 из светоотражающего материала выполнены также с возможностью выпадения вниз их незакрепленных верхних концов при предельном смещении замка 1.
Анкер работает следующим образом:
После закрепления в шпуре замком 1 головной части стержня 2 и в дальнейшем, при отсутствии срыва замка 1 в шпуре, конусная пружина 5 сжата между опорной плитой 3 и массивом горных пород. Узел податливости находится в состоянии, когда средства поэтапной сигнальной индикации в виде полосок 4 из светоотражающего материала заправлены под верхнее основание конусной пружины 5, экспонируется только небольшая часть их поверхности (фиг. 1).
пред
пред
В случае срыва замка 1 в шпуре и начала движения стержня 2 (при смещении замка от начального положения l<l) конусная пружина 5 начинает разжиматься в зазоре между опорной плитой 3 и массивом горных пород (равном l). Заявляемое в техническом решении положение в составе узла податливости конусной пружины 5 - с возможностью свободного скольжения по стержню анкера, направленность основанием конуса в сторону массива, а верхней частью конуса в сторону опорной плиты - предопределяет, во-первых, гарантированную невозможность ее проникновения в шпур, а во-вторых - видимость для наблюдателя снизу полосок 4 из светоотражающего материала, нижние концы которых закреплены у вершины конусной пружины 5, а верхние концы оставлены незакрепленными с возможностью их вытягивания из-под основания конусной пружины 5 и экспонирования их светоотражающих поверхностей. Экспонирующиеся поверхности полосок 4 из светоотражающего материала выполнены с возможностью индикации по мере вытягивания различной степени опасности при движении стержня 2 после срыва замка 1 по шпуру, Например, 40, 70, и 90% от предельного смещения замка l могут соответствовать последовательно вытягивающиеся из-под основания конусной пружины 5 и экспонирующиеся участки поверхности полосок 4 из светоотражающего материала разных цветов опасности, видимые наблюдателю (фиг. 2).
пред
Наконец, при достижении предельного смещения замка (l≥l) выпадают вниз незакрепленные верхние концы полосок 4 из светоотражающего материала, что дает наблюдателю сигнал об этом опасном состоянии (фиг. 3).
Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает возможность контроля срыва замка анкера во вмещающим массиве с последующим его движением в шпуре до предельного смещения, что особенно важно с точки зрения повышения безопасности движения транспортных средств на подвесных дорогах в горных выработках.