Тросовый гибкий анкер с антикоррозийной защитой

Полезная модель относится к горному делу и может использоваться при креплении, или усилении крепления горных выработок.
Известен анкер высокопрочный резьбовой (патент RU №129524, МПК E02D 5/80, опубл. 27.06.2013), представляющий собой металлический стержень, с одной стороны которого выполнена резьба, отличающийся тем, что второй конец стержня выполнен заостренным, поверхность стержня снабжена шагово-периодическим рифлением, при этом шаг расположения следующей группы рифления равен 4 диаметрам стрежня, стержень выполнен с антикоррозионным покрытием.
Недостатками является то, что в заявляемых условиях анкер не сможет работать эффективно, так как отличаются условия эксплуатации. Основная часть анкеров используемых в шахтных условиях, подвержена агрессивному воздействию среды, при этом используются наиболее часто анкеры, устанавливаемые (закрепляемые) с помощью различных составов (полимерных, минеральных и т.д.). Для заявляемых анкеров стрежень не должен быть покрыт антикоррозионным покрытием полностью. При полном покрытии любым из материалов в зоне закрепления (закрепляющей втулки) будет нарушено взаимодействие анкера с закрепляющим составом, что приведет к непрочному закреплению анкера. Кроме того, длина анкера ограничена высотой выработки, по причине жесткого стержня.
Известен тросовый гибкий анкер (патент RU №105941, МПК E21D 21/00, опубл. 27.06.2011), состоящий из семижильного троса правой или левой навивки с проволочным шнеком и узлами уширения на головном конце, соединительного узла состоящего из троса, втулки с резьбой и гайкой и клина, а также трубки жесткости на тросе у втулки с резьбой, отличающийся тем, что проволочный шнек выполнен из проволоки, которая охватывает трос и проходит между прядями троса, узлы уширения могут создаться с помощью колец надетых на центральную или внешнюю жилы троса, а соединительный узел состоит из троса, втулки с резьбой, двойного клина или клина-цанги, или втулки с конической поверхностью и продольным разрезом на центральной жиле троса, или втулки с конической поверхностью и продольным разрезом, которая охватывает трос с внешней стороны.
Недостатками является то, что трос, состоящий из металлических жил, не имеет защиты от воздействий агрессивной среды, следовательно, не способен противостоять ее воздействию и подвержен коррозии.
Техническим результатом полезной модели является повышение коррозийной стойкости и срока службы анкера.
Технический результат достигается тем, что тросовый гибкий анкер с антикоррозийной защитой содержит семижильный трос левой или правой навивки, со скосом на головной части (возможно исполнение без скоса), спираль опорную на головном конце, муфту, соединенную с тросом при помощи клина, надетого на центральную жилу троса, гайку и металлопластиковую трубку, расположенную ниже спирали опорной на расстоянии не менее 1500 мм. Полость металлопластиковой трубки и муфта заполнены герметизирующим составом, обеспечивающим защиту от коррозии. При изготовлении тросового гибкого анкера с антикоррозийной защитой используются жесткие узлы уширения, выполненные в виде гаек, надетых на центральную жилу троса, и шнек проволочный, выполненный из проволоки, которая охватывает трос и проходит между прядями троса.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен тросовый гибкий анкер с антикоррозийной защитой, на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1, на фиг. 3 - тросовый гибкий анкер с антикоррозийной защитой, закрепленный в скважине.
Для анкеров шахтные условия являются неблагоприятными, так как на них действует агрессивная среда, в виде выделений из пород, окружающих горную выработку, воды различной по химическому составу (гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные, воды сложного состава), степени минерализации (пресные, соленые, рассолы), конденсации влаги на стержне анкера, солей, нефтепроявлений и т.д. Следовательно, степень агрессивности среды разная. В связи с этим необходима защита элементов анкера, так как они подвержены коррозийному износу. Причиной коррозии анкеров служит неустойчивость к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде.
Тросовый гибкий анкер с антикоррозийной защитой (фиг. 1) содержит семижильный трос левой или правой навивки 6, со скосом или без скоса на головной части, спираль опорную 7 на головном конце, муфту 1, соединенную с тросом 6 при помощи клина 8 (фиг. 2), надетого на центральную жилу троса 6, гайку 2 и металлопластиковую трубку 3 (фиг. 1), расположенную ниже спирали опорной на расстоянии не менее 1500 мм. Полость металлопластиковой трубки 3 и муфта 1 заполнены герметизирующим составом 9 (фиг. 2), обеспечивающим защиту анкера от коррозии. При изготовлении тросового гибкого анкера с антикоррозийной защитой используются жесткие узлы уширения 4 (фиг. 1), выполненные в виде гаек, надетых на центральную жилу троса, и шнек проволочный 5, выполненный из проволоки, которая охватывает трос 6 и проходит между прядями троса.
Шнек проволочный 5 и узлы уширения 4 (фиг. 1) необходимы для качественного перемешивания закрепляющего состава и предотвращения его вытекания вниз из скважины 10 (фиг. 3), при установке анкера. Узлы уширения 4, выполненные в виде гаек, надетых на центральную жилу троса, так же препятствуют выкручиванию троса из закрепляющей втулки 11 (фиг. 3). Шнек проволочный 5, проходя между прядями троса и далее, охватывая трос, снаружи имеет такую навивку, чтобы при вращении анкера шнек перегонял закрепляющий состав от устья ко дну скважины 10, уплотняя его и выгоняя воздух. В таком случае получается плотная забойка скважины закрепляющим составом.
Металлопластиковая трубка 3 расположена ниже спирали опорной 7 (фиг. 1) на расстоянии не менее 1500 мм, так как для анкеров с частичным закреплением по длине скважины различными составами, важно, чтобы часть анкера, взаимодействующая с закрепляющим составом, не имела покрытия. Это необходимо для того, чтобы не мешать адгезионным процессам и не снижать эффективность работы конструктивных элементов анкера при его установке и в процессе эксплуатации. В данном случае металлопластиковая трубка 3 должна располагаться ниже узлов уширения 4 и шнека проволочного 5 (с этой целью взят зазор не менее 1500 мм между спиралью опорной и металлопластиковой трубкой), это требуется для качественного закрепления анкера в скважине закрепляющим составом и предотвращения смещения анкера из скважины под действием нагрузки. При необходимости увеличения длины анкера (согласно паспорту крепления выработки), необходимо будет увеличить и расстояние между спиралью опорной и металлопластиковой трубкой для надежного закрепления анкера в скважине, а так же подобрать необходимое количество ампул с закрепляющим составом. Часть металлопластиковой трубки 3, после установки анкера, должна входить в нижнюю часть закрепляющей втулки 11 (фиг. 3), во избежание возникновения незащищенной части анкера (зазора между ними), а так же на случай возникновения в этой части неплотной структуры закрепляющей втулки 11. Полость металлопластиковой трубки 3 и муфта 1 заполнены герметизирующим составом 9 (фиг. 2), препятствующим проникновению выделений воды из пород, окружающих горную выработку, и обеспечивающим тем самым защиту анкера от коррозии.
Установка тросового гибкого анкера с антикоррозийной защитой (фиг. 3) осуществляется следующим образом: бурится скважина 10 на длину анкера, в нее вставляются ампулы с закрепляющим составом и досылаются анкером до упора в дно скважины. После этого к муфте 1 посредством переходника присоединяется анкероустановщик, который путем вращения и подачи устанавливает анкер до упора в дно скважины. При этом проволочный шнек 5 и узлы уширения 4 разрывают оболочку ампул с закрепляющим составом и качественно его перемешивают, перегоняя ко дну скважины. После отверждения закрепляющего состава отсоединяется анкероустановщик, на муфту 1 надевается опорный элемент и накручивается гайка 2. Установленный анкер защищен от проникновения выделений воды из пород, окружающих горную выработку.
Таким образом, заявляемое решение способствует повышению коррозийной стойкости и срока службы анкера.