АМПУЛА ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ АНКЕРОВ

Полезная модель относится к горному делу, в частности, к креплению подземных выработок, и может быть использована в конструкции анкерной крепи, устанавливаемой в шпурах приконтурного массива горных выработок.
Известна ампула для закрепления анкеров, содержащая последовательно расположенные две камеры, в одной из которых помещена смола, а в другой - отвердитель (авторское свидетельство на изобретение №1601387, кл. E21D 21/00, заявлено 09.12.1988 г., опубликовано в 1991 г., Б. №39).
Недостатком известной ампулы является высокая трудоемкость ее изготовления.
В качестве прототипа принята ампула для химического анкерования, содержащая общую мягкую оболочку с минеральной композицией, внутри которой помещена емкость с отвердителем (авторское свидетельство на изобретение №1606709, кл. E21D 21/00, заявлено 30.05.1988 г., опубликовано в 1991 г., Б. №42).
К недостаткам известной ампулы следует отнести то, что при вскрытии внутренней емкости с отвердителем, в качестве которого обычно используют воду, последний смачивает, в основном, часть порошкообразной минеральной композиции, находящуюся ближе к устью шпура, и частично вытекает вниз, минуя ее, при этом верхняя часть минеральной композиции (у дна шпура) остается не смоченной и не гидратирует.
Результатом полезной модели является повышение качества перемешивания отвердителя с минеральной композицией за счет ограничения cтекания отвердителя к устью шпура.
Предложена ампула для закрепления анкеров, содержащая внешнюю оболочку с минеральной композицией и внутреннюю оболочку с отвердителем.
Отличием является то, что внутренняя оболочка разделена посредством термошвов на герметичные секции, каждая из которых заполнена отвердителем.
Согласно формуле полезной модели весь отвердитель для гидратации находящейся во внешней оболочке минеральной композиции помещен в герметичные секции внутренней оболочки. Герметичность обеспечивается наличием термошвов между секциями. При разрушении разделяющих термошвов теряет герметичность только одна секция, при этом из нее вытекает только соответствующая часть отвердителя, в то время как вышележащие секции сохраняют герметичность. Объема отвердителя в разрушенной секции достаточно только для смешивания с минеральной композицией, т.е. отсутствует избыток его для cтекания к устью шпура. За счет этого происходит эффективное перемешивание отвердителя с минеральной композицией по мере разрушения секций внутренней оболочки. Другое выполнение соединений секций, например, путем скрутки отдельных частей оболочки, не обеспечивает достижения эффекта, т.к. вследствие раскручивания секций соединения теряют герметичность и отвердитель стекает в нижерасположенные секции.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид ампулы в продольном разрезе, а на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Ампула для закрепления анкеров содержит внешнюю оболочку 1 с клипсами 2 по ее торцам и внутреннюю оболочку, состоящую из герметичных секций 3.
Во внешней оболочке размещена порошкообразная минеральная композиция 4. Весь отвердитель 5, необходимый для гидратации минеральной композиции, находящейся во внешней оболочке 1, помещен в герметичные секции 3 внутренней оболочки. Разделение внутренней оболочки на герметичные секции 3 выполнено с помощью термошвов 6, расположенных между секциями и с торцов внутренней оболочки.
После бурения шпура в его устье вводят ампулу с содержимым и подают с вращением анкер, при этом происходит разрушение внешней оболочки 1 ампулы и последовательное разрушение снизу вверх секций 3 внутренней оболочки. Отвердитель (вода) 5 последовательно вытекает
из них и смачивает (затворяет) порошкообразную минеральную композицию 4. Благодаря последовательному вскрытию герметичных секций 3 ампулы минеральная композиция полностью смачивается.
После прекращения вращения анкера минеральная композиция в виде раствора будет размещаться в кольцевом зазоре между стенкой шпура и анкером. При предварительном натяжении анкера из-за малого кольцевого зазора между ним и стенкой шпура перемещение анкера к устью шпура вызывает переуплотнение смеси, отжатие влаги в стенки шпура, увеличение трения скольжения и появление сдвиговых деформаций между частицами смеси. Сдвиговые деформации порождают силовое сопротивление сдвигу, достаточное для предварительного натяжения анкера с усилением 20-30 кН, без ожидания времени отверждения смеси. Смесь гидратирует, растет ее прочность на сжатие и сдвиг. Благодаря тому, что смесь затворена водой равномерно, гидратация протекает по всему объему смеси и увеличивает в целом результирующую предварительного натяжения анкера в короткие сроки.
В прототипе при вскрытии дна ампулы с водой последняя мгновенно вытекает вниз, смачивая только нижнюю часть порошкообразной смеси, при этом часть воды протекает к устью шпура, а верхняя часть или вообще не смачивается, или смачивается недостаточно. В результате смесь гидратирует не в полном объеме, и уровень механической прочности набирается с низкой скоростью и не полностью, что снижает в целом несущую способность анкера.
Таким образом, создание во внутренней оболочке ампулы герметичных секций увеличивает полноту и равномерность затворения минеральной композиции, что приводит к увеличению механической прочности закрепляющего состава.