КЛИНОРАСПОРНЫЙ АНКЕР

Полезная модель относится к горному делу, а именно к средствам крепления выработок при разработке пластовых месторождений полезных ископаемых и может быть использована, в частности, для крепления кровли, боков основных и подготовительных выработок, а также для анкерования лебедок к почве выработок.
Известны разнообразные конструкции анкеров, из которых наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является клинораспорный анкер (патент на полезную модель РФ №72271), включающий анкерный стержень с резьбой, на который накручен клин клинораспорного замка, державку, с помощью которой фиксируются боковины клинораспорного замка, пружину, шайбу анкерную опорную и натяжную гайку.
Недостатком данной конструкции является то, что клинораспорный замок перед установкой в шпур может быть расположен исключительно на конце забойной части стержня анкера, поскольку державка препятствует прохождению стержня далее. Однако при использовании клинораспорных анкеров зачастую возникает необходимость расположения клинораспорного замка ближе к устью скважины, поскольку несущая способность горных пород на протяжении длины шпура различна и ближе к дну шпура может быть неоптимальной. Укорочение анкерного стержня может решить эту проблему, но в условиях горных выработок это чаще всего невозможно. Наличие прорезей на плоской части державки в теории должно способствовать пробиванию стержнем отверстия в державке при установке анкера благодаря ослаблению кругового контура будущего отверстия, но на практике это приводит к деформации державки и разрыву при воздействии на нее вращающегося с усилием стержня, что ведет к неправильному заклиниванию анкера, поскольку деформация верхней части державки ведет к перекосам боковых частей клинораспорного замка и выходу из строя анкера еще до завершения его монтажа. В случае, если отверстие в державке все-таки удается пробить, его диаметр оказывается меньше диаметра стержня (внешнего диаметра его резьбы) вследствие чего в процессе вращения анкерного стержня и прохождения его через державку державка деформируется витками резьбы, что опять же ведет к неравномерному заклиниванию анкера.
Технический результат полезной модели заключается в увеличении надежности конструкции благодаря повышению несущей способности установленной анкерной крепи и исключению деформации изделия.
Технический результат достигается тем, что державка имеет одно центральное отверстие, диаметр которого превышает диаметр анкерного стержня. Достижению технического результата способствует также то, что клин клинораспорного замка имеет три боковых выступа, внутренние части боковин клинораспорного замка имеют вогнутую форму, а верхняя часть державки имеет округлый профиль для фиксации пружины.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фигурах представлены:
Фиг. 1 - клинораспорный анкер в сборе.
Фиг. 2 - клинораспорный замок.
Фиг. 3 - державка.
Фиг. 4 - боковина клинораспорного замка.
Фиг. 5 - клин клинораспорного замка.
Фиг. 6 - пружина.
На фигурах позициями показаны:
1 - анкерный стержень
2 - клин
3 - державка
4 - боковины клинораспорного замка
5 - пружина
6 - шайба анкерная опорная
7 - натяжная гайка
8 - боковые выступы клина
Полезная модель функционирует следующим образом.
Клинораспорный замок посредством внутренней резьбы клина (2) накручивается на анкерный стержень (1) на необходимом расстоянии от хвостовой части анкера, после чего клинораспорный замок вводится в шпур и вращением анкерного стержня (1) расклинивается в шпуре. Демонтаж анкера производится обратной последовательностью тех же операций и позволяет повторное использование изделия.
При вращении установленного в шпур анкерного стержня боковые выступы (8) исключают прокручивание клина (2) и способствуют распиранию боковин клинораспорного замка (4) в шпуре, поскольку при передаче усилия вращения клину (2) от анкерного стержня (1) клин (2) проворачивается и попадает боковыми выступами во внутренние выемки боковин клинораспорного замка (4), имеющих вогнутую форму, и смещается вниз по анкерному стержню (1) максимально распирая боковины (4), которые благодаря своей вогнутой форме имеют в нижней части максимальную толщину.
До установки в шпуре боковины клинораспорного замка (4) располагаются на плоскостях между выступами на клине (2), максимально близко прилегая к анкерному стержню (1), что обеспечивает минимальные габариты клинораспорного замка.
Благодаря центральному отверстию в державке (3), диаметр которого превышает диаметр анкерного стержня (1) клинораспорный замок может быть легко расположен на необходимом расстоянии от устья шпура и закреплен в слое породы с наибольшей несущей способностью.
Отверстие в державке (3), диаметр которого превышает диаметр анкерного стержня (1) также способствует подвижности державки (3) и боковин клинораспорного замка (4) относительно клина (2) и анкерного стержня (1), сопряженных с клинораспорным замком посредством пружины (5), что позволяет при боковинам (4) при установке занимать оптимальное положение.
Округлый профиль верхней части державки (3) предопределяет равноудаленное расположение всех участков пружины (5) от анкерного стержня (1), исключает контакт этих деталей и повреждение пружины (5) и обеспечивает ее свободный ход.
В предпочтительных вариантах исполнения анкерный стержень (1) может быть изготовлен из арматурного проката винтового профиля, из стального круглого проката либо же сварен из этих двух материалов.
Предлагаемое изделие имеет следующие дополнительные преимущества:
Возможность многоразового использования;
Возможность извлечения анкера для предотвращения засорения горной массы металлом;
Отсутствие необходимости применения полимерных ампул;
Высокая несущая способность анкера;
Высокая скорость и легкость установки;
Способность нести полную нагрузку сразу после установки в шпур;
Возможность механизации процесса установки анкеров;
Возможность использования в комбинации с цементно-песчаной смесью для обеспечения быстрого предварительного натяжения;
Относительно небольшой вес анкерной крепи.