АНКЕРНАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к горному делу и направлено на совершенствование металлических замковых анкеров распорного типа.
Известна «Анкерная крепь», включающая стержень с клиноконической головкой, закрепляемой в скважине с помощью установочной трубы двумя полувтулками, снабженными прерывистыми треугольными выступами на наружной поверхности с продольным утолщением, шайбу опорную, установленную на выступающем из скважины резьбовом конце стержня, и навинченную на него гайку. (Авторское свидетельство СССР №798312, кл. Е21Д 21/00, 1980)
Недостаток такого анкера заключается в том, что в угле, слабых и увлажненных породах прочность его закрепления снижается вследствие уменьшения сцепления полувтулок со стенками скважины. Кроме того, из-за ограниченной разности диаметра скважины и диаметра стержня распорные элементы замка имеют незначительную площадь контакта, а поэтому происходит смятие металла при скольжении элементов клиновой пары. К числу недостатков следует также отнести закрепление анкера в скважине с помощью установочной трубы, по которой наносятся удары ручным инструментом, что усложняет технологию возведения крепи, особенно в выработках большой высоты.
Известна также «Анкерная крепь», имеющая анкерный болт с резьбовым концом и расширяющуюся головку распорного замка, которая состоит из шестигранной пирамидальной гайки, навернутой со стороны меньшего основания на резьбовой конец анкерного болта, и разрезной втулки, выполненной в виде сходящихся к центру шести радиально расположенных лепестков с отгибом вблизи центра внутрь по периметру, не превышающему окружность скважины, и разгибом в противоположную сторону на границе концевых участков с клиновидными утолщениями, плотно прилегающими к наружным граням гайки с
выступами на торце большего основания, которые соответствуют вырезам разрезной втулки и предотвращающие ее разворот относительно гайки, получающей осевое перемещение при вращении болта и обеспечивающей распор концевых участков утолщенных лепестков.
(Патент Канады кл.85-5.3, (F16B 13/06), №1039986, заявлено 21.06.76 г., №255302, опубликовано 10.10.78 г. Г и НПМ, 1979, №9).
Недостатками этой конструкции анкерной крепи, принятой нами в качестве прототипа, являются значительная трудоемкость работ и высокая стоимость элементов замка распорного типа вследствие использования большого количества технологических операций по изготовлению сложных шестигранных пирамидальных гаек с выступами и наклонными площадками на торце и разрезных втулок с лепестками переменной толщины, а также наличие метрической резьбы, которая недостаточно надежно защищает крепь при воздействии динамических нагрузок, возникающих в массиве горных пород при подземной разработке полезных ископаемых.
Целью разработки настоящей полезной модели является устранение отмеченных недостатков прототипа, которые достигаются тем, что в анкерной крепи для горных выработок, включающей стержень, опорную шайбу, натяжную гайку и распорную головку, стержень выполнен из проката винтового профиля с плоскоцилиндрической формой поперечного сечения, на который навинчена распорная головка, снабженная конусной гайкой с симметричными выступами на боковой поверхности, двумя коническими полувтулками, плотно прилегающими к боковой поверхности конусной гайки и соединенными между собой дугообразной скобой и пружиной, установленной на конце стержня с выступом и опирающейся на дугообразную скобу и торец конусной гайки, которая при вращении стержня получает осевое перемещение и расклинивает полувтулки, имеющие на наружной поверхности поперечные овальные выступы, причем центральная площадка дугообразной скобы полувтулок выполнена с двумя прорезями для заводки конца пружины и ее фиксации.
Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной и ни в научно-технической литературе не имеется сведений об анкерной крепи, которые характеризовались 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 при вводе его в скважину, на фиг.2 - поперечное сечение стержня, на фиг.3 - анкер после расклинивания его в скважине, на фиг.4 - узел распорной головки.
Анкерная крепь для горных выработок включает стержень 1 из проката винтового профиля, имеющего плоскоцилиндрическую форму поперечного сечения, опорную шайбу 2, натяжную гайку 3 и распорную головку 4, которая состоит из конусной гайки 5, с двумя симметрично расположенными на боковой поверхности выступами 6, двух конических полувтулок 7, соединенных между собой дугообразной скобой 8 и пружины 9, установленной на конце стержня между торцом конусной гайки и дугообразной скобой.
Анкерная крепь для горных выработок устанавливается следующим образом.
Стержень 1 анкера с навернутой на его конец распорной головки вводят в скважину 10 на требуемую глубину. При осевом перемещении стержня полувтулки 7, жестко соединенные с отогнутыми концами скобы 8, скользят по стенкам скважины с определенным сопротивлением, вызывающем сжатие пружины 9. После прекращения осевого перемещения анкера в сторону тупиковой части скважины сжатая пружина распрямляется, возвращает конусную гайку 5 со стержнем к коническим полувтулкам 7 и расклинивает их с усилием, достаточным для последующего вращения стержня и окончательного закрепления анкера в скважине. В процессе закрепления анкера, полувтулки плотно прилегают к боковой поверхности конусной гайки, а симметричные выступы 6 на ней обеспечивают неподвижное соединение полувтулок с гайкой. На наружный конец
стержня анкера, закрепленного в скважине, надевают опорную шайбу 2 и производят натяжение стержня 1 с помощью гайки 3.