ГИДРОВЗРЫВНОЙ ТРУБЧАТЫЙ АНКЕР

Заявляемое техническое решение относится к горному делу, в частности, к креплению породных обнажений при сооружении горных выработок и добыче полезных ископаемых в угольных и рудных шахтах. Заявляемое техническое решение может быть использовано и в других отраслях промышленности при сооружении объектов любого назначения, где необходимо закрепление породных обнажений.
Известна конструкция трубчатого анкера гидровзрывного закрепления, состоящего из металлической трубы, внутри которой имеются перегородки из эластичного пористого материала, а между ними все пространство заполнено водой. В центральной части трубы по всей ее длине расположен детонирующий шнур, при взрывании которого происходит гидравлический удар водяной массы и стенки трубчатого анкера на участках между эластичными перемычками расширяются и вдавливаются в грунт или слабые породы (Еременко А.А. Проведение и крепление горных выработок в удароопасных зонах железорудных месторождений / А.А.Еременко, А.И.Федоренко, А.И.Копытов. - Новосибирск: Наука, 2008. - С.116-118, рис.69).
К недостаткам известного трубчатого анкера гидровзрывного закрепления относится то, что он может быть применен только в грунтовых массивах и слабых породах и предназначен только для уплотнения и уменьшения ширины трещин в массиве за счет сокращения длины трубчатого анкера в процессе раздутия отдельных участков металлической трубы.
Известна также конструкция трубчатой штанговой (анкерной) крепи, принятой за прототип, состоящая из металлической трубы, заполненной водой, торцы которой закрыты пробками, предотвращающими утечку воды, а по центру водяной массы размещен детонирующий шнур с электродетонатором. При взрывании детонирующего шнура создающееся давление взрыва через водяную массу действует на стенки трубчатого анкера и за счет расширения металлической трубы по всей ее длине, стенки трубы прижимаются к стенкам шпура и надежно закрепляются. (Симанович A.M., Симанович Г.А. Определение рациональной массы заряда ВВ при установке трубчатой анкерной крепи. - Горный журнал, №4, 1984. - с.45-46.)
Недостатком известного технического решения является то, что металлическая труба имеет гладкую наружную поверхность и при ее расширении за счет гидравлического удара удержание трубчатого анкера обеспечивается лишь за счет сил трения металла о породный массив. С повышением крепости и увлажненности породного массива, коэффициент трения металла о породу значительно снижется, что не может обеспечить надежного закрепления трубчатого анкера в шпуре.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение эффективности и надежности закрепления трубчатого анкера в шпуре.
Указанный технический результат достигается тем, что гидровзрывной трубчатый анкер, включающий металлическую трубу, заполненную водой, торцы которой закрыты пробками, а по центру водяной массы в трубе размещен детонирующий шнур с электродетонатором, согласно заявляемой полезной модели, на наружной поверхности металлической трубы имеются зубчатые выступы.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где показано конструктивное выполнение гидровзрывного трубчатого анкера.
Заявляемый гидровзрывной трубчатый анкер включает металлическую трубу 1, на наружной поверхности которой имеются зубчатые выступы 2, герметизирующую пробку 3, водяную массу 4, заполняющую внутреннюю часть трубы и детонирующий шнур 5 с электродетонатором 6, расположенные по центру водяной массы 4.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
После размещения гидровзрывного трубчатого анкера 1 в шпуре, производится инициирование детонирующего шнура 5 электродетонатором 6 и возбуждаемая мощная ударная волна, воздействуя на водяную массу 4, которая считается практически несжимаемой средой, создает гидравлический удар и возникающие сжимающие напряжения, воздействуют на стенки металлической трубы 1 по всей длине шпура, за счет чего стенки металлической трубы 1 расширяются и прижимаются к горной породе, а зубчатые выступы 2 внедряются в горную породу, обеспечивая эффективное и надежное закрепление в шпуре.
Преимущества заявляемого технического решения заключаются в том, что в гидровзрывном трубчатом анкере на наружной поверхности металлической трубы имеются зубчатые выступы и в момент расширения стенок металлической трубы после взрыва детонирующего шнура в водяной массе, под воздействием гидравлического удара происходит не только прижатие стенок трубы к стенкам шпура, но и внедрение зубчатых выступов в породу, что предотвращает сдвижение гидровзрывного трубчатого анкера из шпура в любых горно-геологических условиях и повышает его работоспособность.
Эффективность предлагаемого гидровзрывного трубчатого анкера оценивается за счет:
- наличия на наружной поверхности металлической трубы зубчатых выступов, внедряющихся в породу под воздействием энергии взрыва в процессе расширения металлической трубы;
- надежного закрепления в шпуре в любых горных породах независимо от их увлажненности и крепости.