НАГНЕТАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО АНКЕРА

Заявляемое устройство относится к горной промышленности, в частности, к креплению и упрочнению пород горных выработок.
Натяжное устройство канатного анкера (патент RU №2418952, МПК E21D 21/00, опубл. 20.05.2011), включающее муфту с осевым каналом для крепления каната, в которой на центральной пряди каната размещена втулка, и опорную гайку, установленную на муфте с помощью резьбового соединения, втулка имеет разнонаправленные конические поверхности, сопряженные основаниями, и снабжена каналом для пропуска центральной пряди каната, а осевой канал муфты имеет поверхность, повторяющую поверхность втулки, при этом с одного конца муфта снабжена трубой, охватывающей канат, и обжата вокруг каната в радиальном направлении, а с противоположного торца муфты в зазоре между поверхностью осевого канала муфты и прядями каната установлена путем вдавливания упругая гильза с продольными прорезями в корпусе, причем гильза снабжена многогранной головкой, размещенной с возможностью соединения с приспособлением для силового воздействия на нее и упора в торец муфты.
Недостатки - трубка, охватывающая канат, не приспособлена для нагнетания закрепляющих материалов, так как обжата вокруг каната и не имеет герметичного соединения с муфтой.
Натяжное устройство канатного анкера (патент RU №2281397, МПК E21D 20/00, опубл. 10.08.2006), включающее муфту, соединенную с канатом в осевом отверстии посредством клиновой втулки, содержащую резьбу и гайку на внешней поверхности, отличающееся тем, что в торце с канатом выполнена кольцевая проточка, в которой установлена направляющая, охватывающая канат, а на противоположном конце внешняя поверхность муфты выполнена шестигранной формы. Направляющая в кольцевой проточке, а также наружные пряди каната на клиновой втулке и на сопряжении с центральной прядью в осевом отверстии муфты зафиксированы металлизированной шпаклевкой.
Недостатки - направляющая предназначена только для повышения изгибной жесткости каната на сопряжении с муфтой, не приспособлена для нагнетания закрепляющих материалов.
Технический результат заключается в повышении качества упрочнения массива, безопасности горных работ.
Технический результат достигается тем, что нагнетательное устройство анкера, содержащее нагнетательную трубку, муфту, согласно техническому решению муфта герметично соединена с нагнетательной трубкой, имеющей длину равную 0,3-1,5 м, на которой расположен герметизатор.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено нагнетательное устройство, на фиг. 2 - нагнетательное устройство в сборе с анкером, на фиг. 3 - нагнетательное устройство с анкером в шпуре.
Нагнетательное устройство анкера (далее устройство) содержит нагнетательную трубку 1, муфту 2, герметизатор 3 (фиг. 1). При этом муфта 2 герметично соединена с нагнетательной трубкой 1, имеющей длину равную 0,3-1,5 м. Устройство закрепляют на грузонесущем стержне 4 анкера (фиг. 2). Грузонесущий стержень 4 может быть выполнен из различных материалов, например, из троса. Нагнетательная трубка 1, имеющая длину равную 0,3-1,5 м, охватывает грузонесущий стержень 4 анкера и является проводником закрепляющих материалов, совместно со стержнем 4 способствует их перемешиванию при нагнетании. Такая длина нагнетательной трубки 1 способствует эффективному нагнетанию закрепляющего материала, так как ее размер должен превышать зону трещиноватых пород. При недостаточной длине нагнетательной трубки 1 при нагнетании будет первоначально происходить заполнение трещин в этой зоне, которые в пространстве разнонаправлены (вертикальные, наклонные, горизонтальные), а также возможно вытекание закрепляющего материала. Трещины в этой зоне имеют большие размеры, чем в выше находящихся зонах, что ведет к неполноценному заполнению верхней части шпура. В результате получается неэффективное закрепление анкера и повышенный расход закрепляющего материала. Нагнетательная трубка 1 герметично закреплена на верхней части муфты 2, которая может быть приварена или прикручена к ней, для надежного и эффективного нагнетания без потери (вытекания) закрепляющего материала. Также она предотвращает изгиб анкера при установке, например, если анкер выполнен из троса.
Герметизатор 3 (пакер) перекрывает и герметизирует отдельные зоны шпуров (зазор между стенкой шпура и нагнетательной трубкой) для предотвращения вытекания закрепляющего материала из шпура (скважин). По принципу действия и конструктивному выполнению могут быть использованы различные варианты герметизаторов (пакеров): механические, гидромеханические, механико-гидравлические, гидравлические, пневматические и др.
Заявляемое устройство эффективно используется при закреплении анкера нагнетательным и ампульно-нагнетательным способом, также оно может быть использовано для нагнетания закрепляющих материалов в шпуры (скважины) без грузонесущего стержня анкера.
Пример закрепления анкера с нагнетательным устройством ампульно-нагнетательным способом (фиг. 3). Анкер, имеющий грузонесущий стержень 4 в виде троса, нагнетательную трубку 1 с герметизатором 3 и муфту 2, устанавливают в проектное положение в шпуре ампульным способом. Герметизатор 3 представляет собой шланговидный герметизирующий элемент, обратные клапаны и отверстия под них в нагнетательной трубке 1. Анкер закрепляют ампулами с закрепляющим материалом в донной части шпура (путем вращения и подачи анкера в шпур). После этого производят нагнетание закрепляющего материала через муфту 2 и нагнетательную трубку 1 с герметизатором 3, заполняя оставшуюся свободной часть шпура. Для этого к муфте 2 присоединяют нагнетательный рукав насоса и подают закрепляющий материал, который, поднимаясь вверх по нагнетательной трубке 1, распирает герметизатор 3 пока его давление не достигнет определенной величины. После чего закрепляющий материал поступает в полость шпура и заполняет зазоры между стержнем и стенками шпура. После завершения процесса нагнетания нагнетательный рукав отсоединяют от муфты 2. Отвердевший материал надежно закрепляет анкер по всей длине, герметизирует грузонесущий стержень и упрочняет вмещающие породы горных выработок.
Использование устройства позволяет повысить качество упрочнения массива, за счет грузонесущих стержней анкеров, надежного и эффективного нагнетания в горный массив закрепляющего материала без потерь, тем самым повышая безопасность горных работ.