УСТРОЙСТВО ОПОРЫ АНКЕРНОЙ КРЕПИ ДЛЯ СЧЕТНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к горному делу и направлено на совершенствование конструкции анкерной крепи и повышение безопасности работ при ее эксплуатации.
Известна конструкция устройства опоры, включающего резьбовой конец стержня анкера с навинченной гайкой и установленной шайбой, прижимающей к контуру выработки два слоя сетчатых затяжек (Широков В.П., Лидер В.А. и др. Анкерная крепь. Справочник. М.: Недра, 1990 г., с.36, рис.3.1, а).
Недостатком такого затяжного устройства является то, что при укладке первого слоя сетчатой затяжки с прижатием ее к массиву необходимо производить разборку устройства, что снижает безопасность работ при креплении горной выработки.
Известно также устройство для крепления горных выработок анкерной крепью с решетчатыми ограждениями (Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России., СПб., 2000 г., с.45). Оно представляет собой опорную шайбу-подхват и анкерную шестигранную гайку с головкой в виде полого шарового слоя.
Недостаток данного затяжного устройства при креплении горных выработок заключается в следующем. При установке внахлестку двух слоев сетчатых затяжек после подвигания забоя выработки на шаг крепи, необходимо отвинтить со стержней анкеров последнего ряда гайки, навесить второй слой сетчатых затяжек, установить опорные шайбы-подхваты и завинтить анкерные гайки. Такое устройство крепления ограждения выработок при наращивании сеток снижает безопасность работ так как образуется незакрепленное пространство и, кроме того, снижается скорость проходки.
Известно устройство крепления сетки для затяжки кровли горных выработок (пат. ПНР №80988, Кл. Е 21 d 20/02, опубл. 30.01.76).
По данному устройству крепление двух слоев сеток к кровле выработки осуществляется с помощью втулки специальной конструкции, фасонной шайбы и двустороннего клина, устанавливаемых под головку анкерного болта. Двусторонний клин позволяет крепить сетку различной толщины и обеспечивает необходимое усилие прижатия сетки к кровле.
Недостатком данного устройства является отсутствие податливости, сложность конструкции, наличие ручного труда и, следовательно, низкая производительность по креплению, а также то, что вследствие укладки полос рулонного ограждения внахлестку возникает необходимость выполнения дополнительных операций по перестановке опорных элементов и имеет место излишний расход материала.
Известно устройство закрепления сетки на стенках и кровле горной выработки, предварительно разбуренной шпурами (пат.642715, Швейцария. МКИ E 21 D 11/15, опубл. 30.04.84).
По данному устройству закрепления стенок и кровли горизонтальных выработок сеткой при использовании анкерной крепи на выступающие части стержней анкеров укладывается первый слой сетчатого ограждения, устанавливается подхват, прижимающий сетки и прижимается к поверхности горной выработки при навинчивании гаек на резьбу стержней анкеров. Затем, на совокупность таких выступающих частей стержней анкеров через навинченные гайки накладываются сетки и при помощи специальных опорно-прижимающих элементов, имеющих в центре чашеобразную форму с отверстием, снабженных резьбой, навинчиваемых на выступающие концы стержней анкеров, оба слоя сетчатого ограждения фиксируются в определенном положении.
Существенными недостатками такого устройства крепления сетчатых ограждений горных выработок, принятого нами в качестве прототипа, является возможность самопроизвольного отвинчивания натяжной гайки, крепящей через шайбу с центральным отверстием первый слой сетки, что характерно для анкеров из арматурных стержней винтового профиля, и отсутствие податливости элементов, крепящих первый слой сетки. Кроме того, расположение натяжной гайки в центре чашеобразной выемки сферической опорной плиты уменьшает податливость элементов, крепящих второй слой сетки из-за того, что свободное
пространство в выемке опорной плиты занято натяжной гайкой, а увеличение размеров опорной плиты, в свою очередь, ведет к уменьшению полезных размеров выработки.
Целью разработки настоящей полезной модели является обеспечение надежной фиксации натяжной гайки от отвинчивания и увеличение податливости элементов, крепящих первый и второй слои сеток к массиву, а также создание более компактной конструкции устройства опоры анкерной крепи для сетчатых ограждений горных выработок. Это достигается тем, что в конструкции устройства опоры анкерной крепи для сетчатых ограждений горных выработок, включающей арматурный стержень из проката винтового профиля, шайбу с центральным отверстием и натяжную гайку, прижимающих первый слой сетки, сферическую опорную плиту и шестигранную гайку с головкой шарового слоя, прижимающих второй слой сетки к массиву, натяжная гайка выполнена с конической опорной поверхностью и снабжена круговым опорным фланцем с размещенным в нем ввертным элементом (шестигранником), причем высота конической опорной поверхности выполнена равной трем шагам винтового профиля стержня анкера.
Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной и ни в научно-технической литературе не имеется сведений об устройствах опоры анкерной крепи для сетчатых ограждений горных выработок, которые характеризовались бы такой же совокупностью существенных признаков, что и заявляемое устройство опоры анкерной крепи для сетчатых ограждений, то есть оно отвечает критерию патентоспособности по новизне и может быть защищено патентом на полезную модель.
Заявка на полезную модель поясняется графическими иллюстрациями, где на фиг.1 показан общий вид устройства опоры анкерной крепи для сетчатых ограждений горных выработок, на фиг.2 - общий вид натяжной гайки, на фиг.3 - вид А на гайку с фиг.2.
Устройство опоры анкерной крепи для сетчатых ограждений горных выработок включает арматурный стержень 1 из проката винтового профиля, опорную плиту 2, натяжную гайку 3 с конической опорной поверхностью, высота которой принята из условий равнопрочности конструкции равной трем шагам резьбы винтового профиля стержня анкера, выпуклую опорную плиту 4, шестигранную гайку с головкой шарового слоя 5. Опорная плита 2 опирается на
массив 6, прижимая первый слой сетчатого ограждения 7 к контуру выработки. Выпуклая опорная плита 4 прижимает к массиву 6 вместе с первым и второй слой сетчатого ограждения 8 к контуру выработки.
Натяжная гайка 3 имеет коническую поверхность 9, круговой опорный фланец 10, посредством которого удерживается и прижимается к массиву опорная плита 2. Внутри кругового опорного фланца 10 расположен ввертный элемент (шестигранник) 11, который взаимодействует с зажимным ключом при завинчивании гайки.
Высота конической опорной поверхности выбрана из условия равнопрочности конструкции и выполнена равной трем шагам винтового профиля стержня анкера.
Работает устройство опоры анкерной крепи следующим образом.
После установки арматурного стержня анкера 1 в скважину на него навешивается первый слой сетчатого ограждения 7 и опорная плита 2. На резьбу стержня 1 навинчивается натяжная гайка 3 таким образом, что коническая опорная поверхность 9 гайки размещается в скважине, и гайка обжимается по конической поверхности и плотно охватывает резьбу стержня анкера, увеличивая трение в резьбе и тем самым обеспечивает фиксацию натяжной гайки 3 от самопроизвольного отвинчивания. Коническая опорная поверхность гайки 3, взаимодействуя со стенками скважины в процессе работы крепи обеспечивает податливость элементов, крепящих первый слой сетки.
На выступающие концы стержней 1, навешивается второй слой сетчатого ограждения 8, устанавливается выпуклая опорная плита 4 и завинчивается гайка с головкой шарового слоя 5, прижимая сетчатое ограждение к контуру выработки.
Расположение натяжной гайки 3 в скважине, за исключением ее опорного кругового фланца, обеспечивает податливость элементов, крепящих второй слой сетки, за счет свободного пространства внутри чашеобразной выемки сферической опорной плиты и не увеличивает габаритных размеров устройства, что, в свою очередь, не уменьшает полезные размеры горной выработки.