АНКЕРНАЯ ТРУБЧАТАЯ ФРИКЦИОННАЯ КРЕПЬ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к горной промышленности, в частности к анкерным крепям, и может быть использована для крепления горных выработок рудников и шахт.
Уровень техники
Известны трубчатые анкера фрикционного типа (SU №1052669 А дата приоритета 23.06.82, №1073470 А 28.10.82, №1240910 А1 06.04.84, №1518533 А1 12.02.88, №1384783 А1 30.03.88, RU 161881 U1 30.09.2015, RU 161767 U1 10.05.2016).
Общим недостатком известных технических решений является не достаточная несущая способность предлагаемых анкерных крепей. Актуальным является вопрос повышения конкурентоспособности аналогичных технических решений путем улучшения надежности их использования с одновременным экономическим эффектом, т.е. не увеличение себестоимости продукции. Что в современных условиях является очень важным.
Известен анкер трубчатый фрикционный (RU 170365, заявка №2016122248, дата публикации 24.04.2017 г., бюл. №12, класс МПК E21D21/00), ближайший по технической сути к предлагаемой полезной модели патент, принят за прототип.
Известный анкер трубчатый фрикционный, состоит из полой металлической трубки с конусообразным концом с одной стороны и упорным кольцом для удерживания опорной плиты с другой стороны, при этом полая трубка выполнена с щелевой прорезью по всей длине, образующей грани, которые загнуты вовнутрь с образованием сообразного профиля, обеспечивают возможность создания упругой деформации на смыкание граней и распорных усилий при закреплении в шпуре.
Недостатком технического решения, принятого за прототип, является малая площадь взаимодействия хвостовой части стержня анкера с ударным механизмом перфоратора, что может привести к не нужной деформации хвостовой части стержня анкера в конечной стадии его установки, что в конечном итоге приведет к неправильной установке анкерной крепи и дальнейшей ее работе.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на обеспечение которого направлена предлагаемая полезная модель, является повышение надежности установки анкерной трубчатой фрикционной крепи в грунт.
Анкерная трубчатая фрикционная крепь, состоящая из полой металлической трубки с конусообразным концом с одной стороны и приваренным к трубке опорным кольцом для удерживания опорного элемента с другой стороны, при этом полая трубка выполнена с щелевой прорезью по всей длине, образующей грани, которые загнуты с образованием -образного профиля
Отличием является, что загнутые грани выполнены с-образно каждая и при установке в грунт смыкаются, образуя ребро жесткости на стыке, а в хвостовой части стержня анкера за опорным кольцом имеется продольные прорези. В хвостовой части стержня может быть более одной продольной прорези.
Технический результат достигается тем, что анкерная трубчатая фрикционная крепь (далее по тексту крепь, анкерная крепь и т.д.) представляет собой полую металлическую трубу со щелевой прорезью по всей длине, грани которой загнуты вовнутрь анкера с образованием -образного профиля (далее В-образный) с коническим сужением на одном конце и приваренным кольцом для удержания опорного элемента на другом в комплекте с опорной шайбой. При этом опорный элемент в одном варианте может быть выполнен в виде опорной шайбы (наиболее предпочтительный вариант), а также в виде опорной плиты либо в виде вариантов смещенных опорных элементов (шайб, полусфер и т.д.). Задача опорного элемента - удержание анкера от «заваливания» в шпур.
Для удобства прочтения текста заявки и обеспечения единства терминологии далее по тексту используется фраза В-образный профиль, при этом имеется в виду признак формулы полезной модели - -образный профиль.
Хвостовая часть анкера за приваренным кольцом имеет две и более продольных прорези, которые при установке развальцовываются вокруг приваренного кольца, образуя площадку для ударного воздействия перфоратора.
Описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид анкерной крепи до начала ее установки в шпур; на фиг. 2 - объемное изображение анкерной крепи до начала ее установки в шпур; на фиг. 3 - показан общий вид анкерной крепи после развальцовки хвостовой части анкера при установке; на фиг. 4 - объемное изображение анкерной крепи после развальцовки хвостовой части анкера при установке; на фиг. 5 - объемное изображение анкерной крепи после установки ее в массив горных пород, на фиг. 6 показан разрез А-А.
Осуществление изобретения
Анкерная трубчатая фрикционная крепь состоит из полой металлической трубки 1 с щелевой прорезью 2 по всей длине, грани 3 которой загнуты вовнутрь, загнутые грани трубки выполнены с-образно каждая (показано 10), что придает анкеру В-образный профиль (см. обозначение в формуле полезной модели и пояснения выше по тексту) с конусообразным концом 4 с одной стороны и упорным кольцом 5 для удерживания опорной шайбы 6 с другой с продольными прорезями 7 в количестве две и более на хвостовой части стержня за приваренным кольцом в комплекте с опорной шайбой.
Установка анкера производится следующим образом.
После бурения шпуров на стрелу податчика самоходной буровой установки или на ручной перфоратор вместо буровой штанги устанавливается штанга с переходником (пуансоном). Далее анкер хвостовой частью надевается на пуансон и устанавливается в направляющую (люнет). На анкер устанавливается опорная шайба 6. Головной конец анкера конусообразной формы 4 вводится в шпур 8, который выполнен меньшего диаметра, чем диаметр анкера и ударным поступательным воздействием перфоратора на хвостовую часть, анкер досылается до момента поджатая опорной плитой 6 массива горных пород 9. Во время установки хвостовая часть анкера за счет продольных прорезей 7 развальцовывается вокруг опорного кольца 5, образуя площадку для ударного воздействия перфоратора в заключительном этапе установки, когда стержень анкера, упруго деформируясь по всей длине, создает наибольшее сопротивление при забивании в шпур, что приводит к загибу хвостовой части.
Надежность установки анкерной трубчатой фрикционной крепи достигается за счет того, что использование В-образного профиля в сочетании с предлагаемой конструкцией хвостовой части с продольными прорезями 7 позволяет достигать более надежного и устойчивого закрепления анкера в составе крепи. Смыкание граней 3, загнутых вовнутрь повышают несущую способность анкерной крепи, что выражается в повышении сопротивления боковым нагрузкам от давления грунта после установки анкера. Каждая грань 3 выполнена с-образно и при введении в массив горной породы 9 грани смыкаются (т.к. шпур меньшего диаметра чем анкер), образуется ребро жесткости. Увеличивается сопротивление анкера сжимающим нагрузкам. И при этом повышается сопротивление анкера выталкиванию из грунта после установки. Следовательно, повышается надежность его установки и гарантия качества анкерной крепи. Прорези 7 в хвостовой части анкера при его установке деформируясь по всей длине, создают площадку для ударного воздействия перфоратора, что приводит к правильной установке анкерной крепи и ее дальнейшей работе. Все признаки заявленной полезной модели в совокупности «полая металлическая труба с прорезью», «-образный профиль», «грани выполнена с-образно, при введении в грунт образуют ребро жесткости», «коническое сужение на конце», «приваренное опорное кольцо для удержания опорного элемента», «опорный элемент», «хвостовая часть анкера за приваренным кольцом имеет две и более продольных прорези» способствуют повышению надежности анкерной крепи, а именно, предлагаемая конструкция анкерной трубчатой фрикционной крепи надежно сопротивляется выталкивающим нагрузкам при установке ее в грунт, а, следовательно, надежна в использовании.
Технический результат, заявленный при подаче заявки на получение патента на полезную модель, достигается совокупностью ее существенных признаков, указанных в формуле. Существенность всех признаков полезной модели подтверждается причинно-следственной связью между признаками формулы полезной модели и техническим результатом.
Одним из условий надежного закрепления анкерной крепи является ее сопротивление выталкивающим нагрузкам, возникающим в грунте.
При установке анкера прорезь смыкается, загнутые концы соединяются, образуют ребро жесткости и усиливают сопротивление боковым нагрузкам, возникающим в грунте, прорези в хвостовой части закрепляют опорный элемент (предпочтительно шайбу), крепь надежно сопротивляется выталкивающим силам грунта, как за счет силы трения, так и за счет конструктивных особенностей анкера В-образного профиля с прорезями в хвостовой части.
Анкерная трубчатая фрикционная крепь, предлагаемая в качестве полезной модели, представляет собой устройство, все элементы которого соединены между собой и выполняют единую функцию.
Полезная модель отвечает условиям патентоспособности новизна и промышленная применимость, что подтверждено в ходе испытаний в условиях севера.