×
10.02.2015
216.013.2427

АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к горной промышленности, в частности к креплению горных выработок. Техническим результатом являются повышение надежности анкерного крепления мерзлых горных пород и исключение зависимости несущей способности анкерной крепи от температурного режима горной выработки. Устройство включает в себя полый анкер, в нижней части которого выполнена внешняя резьба, а в верхней части выполнено не менее двух разрезов на расстояние не менее 0,1 длины стержня. В верхней части полого анкера размещена плотно прилегающая к стенкам стержня цилиндрическая капсула, длина которой равна длине надрезов. Капсула изготовлена из легко разрушающегося материала и наполнена расширяющимся при твердении составом. В нижней части капсула зафиксирована металлическим диском, выполненным из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала анкера. Диск соединен с помощью жесткого стержня с резьбовой заглушкой, которая с помощью внутренней резьбы соединена с внешней резьбой анкерного стержня. 5 ил.
Основные результаты: Анкер для крепления горных выработок, включающий пустотелый анкерный стержень, предварительно разрезанный по длине, и размещенное в нем вещество, увеличивающее свой объем при твердении, отличающийся тем, что в нижней части анкера, выступающего из шпура в горную выработку, выполнена внешняя резьба, а разрезы выполнены только в верхней, замковой части анкера и сделано их не менее двух на расстоянии не менее 0,1 длины стержня, где размещена плотно прилегающая к стенкам трубы, цилиндрическая капсула, с расширяющимся при твердении с выделением большого количества тепла веществом, длина которой равна длине надрезов, причем в нижней части капсула зафиксирована металлическим диском, выполненным из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у материала анкера, и соединенного с помощью жесткого стержня с резьбовой заглушкой, размещенной в нижней части анкера за опорной плитой и соединенной внутренней резьбой с внешней резьбой анкерного стержня, при этом заглушка выполнена с возможностью замены, после окончания процесса твердения состава, обычной прижимной гайкой.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для анкерного крепления горных выработок в криолитозоне, а также может быть использовано в строительстве, например при сооружении тоннелей различного назначения, в том числе проходимых в предварительно замороженных дисперсных грунтах или породах. Анкер может быть использован для крепления горных выработок, пройденных в мерзлых дисперсных породах, прочностные характеристики которых существенно изменяются при оттаивании и промерзании.

Известна анкерная крепь (патент №2166092 опубликован 27.04.2001), в которой анкеры снабжены двумя гайками, соединенными с анкером одна левой, другая правой резьбами различного диаметра и выполненными фигурными со встречными скосами, между которыми установлена втулка из легко деформируемого упругого материала, например резиновая. Причем, геометрическая ось резьбовых соединений расположена эксцентрично геометрической оси гаек.

Недостатками данного изобретения являются сложность монтажа и технологии изготовления, а также недостаточная прочность закрепления анкера в шпуре.

Известен анкер (патент №2082008 опубликован 20.06.1997), замок которого состоит из клиновой пары с взаимно параллельными внутренними поверхностями, один клин которой выполнен на размещаемом в шпуре конце анкерного стержня, а второй является боковым клином, причем на анкерном стержне выполнен углубленный на его толщину паз, днище которого является продолжением клиновой поверхности анкерного стержня. При этом, часть бокового клина выполняют с возможностью вхождения в паз, а на сопрягаемых поверхностях элементов замка анкера делают выступы для ограничения их взаимного перемещения. Причем, торцевая стенка паза и сопрягаемая с ней сторона бокового клина выполняются параллельными, а торцевую часть бокового клина скашивают в направлении его перемещения при нагрузке анкера.

Недостатком данного изобретения является изменение несущей способности анкера при изменении температурного режима горных пород, например охлаждении в зимний период.

Известна анкерная крепь (патент №2011841 опубликован 30.04.1994), включающая штангу в виде пучка высокопрочной арматуры, на которой свободно надет цилиндрический распорный элемент из сплава металлов, обладающего свойством памяти формы, с расположенными по двум его сторонам трубами из пластического металла с внутренним диаметром, соответствующим диаметру штанги, и сквозными продольными прорезями. Трубы прижаты к распорному элементу посредством упоров, жестко соединенных со штангой. При этом, между одной из труб и одним из упоров на штангу установлена с возможностью смещения вдоль анкера цилиндрическая втулка, выполненная в виде патрубка с фланцем, а на патрубке втулки размещена резиновая бочкообразная оболочка с возможностью опирания одним концом на фланец, а другим - на упор.

Недостатком данного изобретения является высокая себестоимость, сложность изготовления, а также изменение несущей способности анкера при изменении температурного режима горных пород, например охлаждении в зимний период.

Известен анкер (патент №2009328 опубликован 15.03.1994), включающий трубчатый стержень с косым продольным разрезом, края которого соединены с нахлестом, распорные тела в виде шаров, размещенные в полости стержня, и опорную плиту. Причем, в соединении с нахлестом косой край разреза трубчатого стержня размещен на его внешней стороне, а косой край разреза трубчатого стержня выполнен ступенчатым.

Недостатком данного изобретения является уменьшение несущей способности анкера при изменении температурного режима горных пород, например охлаждении в зимний период.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является анкерная крепь, (патент №2081332 опубликован 28.07.1994) (прототип), включающая пустотелый анкерный стержень с продольной щелью, выступом для поддержания опорной плиты, опорную плиту и размещенное в анкерном стержне вещество, способное увеличивать свой объем при кристаллизации. При этом конструкция снабжена пробкой и буртиком для ее удержания, выполненным на устьевом конце стержня, а вещество, способное увеличивать свой объем при кристаллизации, состоит из сыпучего и жидкого компонентов, причем анкерный стержень заполнен сыпучим компонентом с возможностью его пропитки жидким компонентом непосредственно перед установкой.

Недостатком данного изобретения является большой расход компонентов, невозможность использования при отрицательных температурах воздуха и горных породах, а также снижение несущей способности трубчатого анкера из-за нарушения его целостности разрезом по всей длине.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности анкерного крепления мерзлых горных пород и исключение зависимости несущей способности анкерной крепи от температурного режима горной выработки.

Технический результат достигается тем, что в цельном полом анкерном стержне, в нижней части выполняют внешнюю резьбу, а в верхней части выполняют разрезы на расстояние не менее 0,1 длины стержня и делают их не менее двух. В верхней части полости размещают плотно прилегающую к стенкам стержня цилиндрическую капсулу, длина которой равна длине надрезов. Капсулу изготавливают из легко разрушающегося материала и наполняют расширяющимся при твердении с выделением большого количества тепла веществом, например суспензией на основе оксида кальция. В нижней части капсула фиксируется металлическим диском, выполненным из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала анкера. Диск соединяют с помощью жесткого стержня с резьбовой заглушкой, которую с помощью внутренней резьбы соединяют с внешней резьбой анкерного стержня, прижимая к опорной плите. После окончания процесса твердения материала в анкере заглушку с диском снимают и заменяют обычной прижимной гайкой.

Устройство реализуется следующим образом. Крепят с помощью анкеров горную выработку, пройденную в дисперсных горных породах и эксплуатируемую при переменном тепловом режиме. Максимальная глубина оттаивания в кровле выработки составляет 0,6 метра. Для анкерования мерзлых горных пород используем пустотелую трубу из упругого материала, например стальную, длиной 1 метр, на которой предварительно в верхней части выполняем четыре взаимно перпендикулярных надреза на расстоянии 0,1 от общей длины трубы, т.е. 10 см. На нижнем конце анкера выполнена резьба, на длину, обеспечивающую надежное крепление прижимной гайки для удержания опорной плиты. В месте надрезов, в полости трубы размещаем плотно прилегающую к стенкам стержня цилиндрическую капсулу, длиной 10 см, т.е. равной длине надрезов, выполненную из легко разрушающегося материала, например полиэтилена. Капсулу, непосредственно перед установкой, заполняем расширяющимся при твердении с выделением большого количества тепла материалом (РТМ), например невзрывчатым разрушающимся составом НРС-2.

НРС-2 содержит измельченный оксид кальция из обожженных известняка и гипса, дополнительно содержит хлорид кальция, хлорид алюминия и денатурированный этиловый спирт при соотношении компонентов масс, хлорид кальция 0.7-7.8; хлорид алюминия 0.5-4.5; денатурированный этиловый спирт 1.0-13.0; оксид кальция из обожженного известняка и гипса - остальное. Собранный таким образом анкер устанавливают в шпур. На нижний конец анкера, выступающий из шпура в горную выработку, надевается фланцевая коническая шайба и забивается до контура выработки, обеспечивая временное закрепление анкера в шпуре до полного расклинивания и затвердевания РТМ в замке анкера. На нижнюю часть анкера устанавливают опорную плиту, которую удерживают с помощью накручивающейся на внешнюю резьбу анкера заглушкой, которая, в свою очередь, соединена с помощью жесткого стержня с металлическим диском, выполненным из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала анкера, например, выполненным из медного сплава. Длину стержня подбирают таким образом, чтобы диск в полости трубы удерживал капсулу от выпадения. В рассматриваемом случае, около 0,9 м. Диаметр диска выбирают таким образом, чтобы он плотно прилегал к внутренней стенки трубы. Закрепление анкера в шпуре с помощью РТМ происходит следующим образом. В результате твердения состав существенно увеличивается в объеме и разрывает полиэтиленовую капсулу. При этом, выдавливанию состава в трубу препятствует металлический диск, который при нагревании надежно расклинивается в трубе, т.к. имеет больший коэффициент линейного расширения. Кроме того, он жестко соединен с заглушкой, навинченной по резьбе на анкер, что служит дополнительным упором, препятствующим выдавливанию РТМ в трубу. За счет выделения большого количества тепла вокруг замка анкера образуется талая зона, прочность пород в которой намного ниже, чем у мерзлых. Одновременно с прогревом и оттаиванием пород идет процесс расширения материала. Это приводит к нарастанию давления на стенки анкерного замка - разрезанной части трубы, которое через 6-24 часов твердения (зависит от состава) развивает напряжение, превышающие прочность талых пород в месте надреза трубы. Т.е. происходит раскрытие надрезанной части анкера и перемещение «лепестков» за пределы шпура. Таким образом, в верхней части трубы получается конус, верхний диаметр которого больше диаметра шпура. Степень раскрытия зависит от прочности талых пород и может достигать 30-70%. После окончания процесса твердения происходит обратное замерзание оттаявшей зоны, что обеспечивает надежное закрепление анкера в шпуре. После окончания процесса твердения РТМ, заглушку с диском снимают и заменяют обычной прижимной гайкой. Таким образом, достигается многократное использование устройства для удержания РТР в трубе. В зависимости от необходимой прочности закрепления анкера в шпуре разрезов может быть больше или меньше, что определяется расчетным путем, либо физическим моделированием. Но, не менее двух, чтобы была возможность раскрытия трубы в верхней части анкера. Характерной особенностью предлагаемого анкера является то, что при эксплуатации выработок с переменным тепловым режимом, прочность закрепления замка анкера в шпуре практически не изменяется. Для надежной эксплуатации анкера, как показывает практика эксплуатации горных выработок в криолитозоне, длина анкера должна быть минимум на 30% больше, чем максимальная глубина оттаивания пород в кровле выработки.

Конструкция и принцип работы анкера поясняется фигурами 1-5.

На фиг.1 показан анкер - 1, вставленный в шпур - 2, закрепленный в шпуре с помощью втулки - 3, содержащий капсулу с РТМ - 4, имеющий четыре разреза - 5, равные по длине капсуле, которая прижата диском - 6,соединенным с помощью стержня - 7, с заглушкой - 8, навинченной по резьбе - 9 на анкер, до опорной плиты - 10. На фиг.2 показан разрез анкера по сечению A-A. На фиг.3 показан вид анкера по направлению разреза B-B. На фиг.4 показан вид анкера после затвердевания расширяющего состава (РТМ), на котором видно, что после расширения и затвердевания РТМ образовался прочный замок, удерживающий анкер в шпуре. Кроме того, поскольку заглушка больше не нужна, то вместо нее использована прижимная гайка -11, которой заменили заглушку. Это позволяет многократно использовать заглушку с диском при креплении выработки анкерами. На фиг.5 показан вид анкера по направлению C-C.

Отличиями анкера является то, что вместо всего заполнения полости анкера РТМ, заполняется всего лишь его небольшая часть, а разрезы выполняется не один, а как минимум два, и не на всю длину, а только на замковую часть анкера, что повышает его прочность и несущую способность. Еще одним отличием является то, что при установке используется многоразовое устройство, не позволяющее РТМ распространиться по трубе и обеспечивающее формирование замка анкера, путем изгиба частей трубы в местах надреза, на величину, большую, чем диаметр шпура.

Настоящие отличия от известных устройств являются существенными, так как только с их помощью достигается цель изобретения: повышение надежности крепления горных выработок в дисперсных породах криолитозоны путем достаточно прочного закрепления анкера в шпуре независимо от температурного режима горных пород.

Анкер для крепления горных выработок, включающий пустотелый анкерный стержень, предварительно разрезанный по длине, и размещенное в нем вещество, увеличивающее свой объем при твердении, отличающийся тем, что в нижней части анкера, выступающего из шпура в горную выработку, выполнена внешняя резьба, а разрезы выполнены только в верхней, замковой части анкера и сделано их не менее двух на расстоянии не менее 0,1 длины стержня, где размещена плотно прилегающая к стенкам трубы, цилиндрическая капсула, с расширяющимся при твердении с выделением большого количества тепла веществом, длина которой равна длине надрезов, причем в нижней части капсула зафиксирована металлическим диском, выполненным из материала с коэффициентом линейного расширения, большим, чем у материала анкера, и соединенного с помощью жесткого стержня с резьбовой заглушкой, размещенной в нижней части анкера за опорной плитой и соединенной внутренней резьбой с внешней резьбой анкерного стержня, при этом заглушка выполнена с возможностью замены, после окончания процесса твердения состава, обычной прижимной гайкой.
АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 61-70 из 159.
20.11.2014
№216.013.0612

Устройство для определения сопротивляемости пород резанию

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для определения сопротивляемости угля и горных пород резанию рабочим инструментом исполнительных органов горных машин. Технический результат направлен на обеспечение безотрывного движения резца и поддержание квазипостоянного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532955
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.12.2014
№216.013.1154

Способ разработки мощных крутопадающих залежей неустойчивых руд

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке мощных крутопадающих залежей неустойчивых руд. Способ разработки мощных крутопадающих залежей неустойчивых руд включает разделение рудного тела на этажи, а этажей - на горизонтальные или слабонаклонные слои,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535859
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.123b

Установка для испытания образцов на изгиб

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов материалов на изгиб. Установка содержит основание, установленную на нем поворотную платформу, установленный на ней захват образца, центробежный груз для закрепления на конце образца, привод вращения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536090
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.12.2014
№216.013.13af

Переход газопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Переход газопровода состоит из изолированных труб, проложенных в виде балочного перехода с его железобетонным укрытием сверху без контакта с газопроводом. Верхняя часть укрытия эксцентрично расположена относительно газопровода, а нижние...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536463
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.13f0

Способ невзрывного разрушения горных пород

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к разрушению горных пород, и может быть использовано в горной и строительной индустрии для отрыва фигурных блоков горной породы от массива. Способ невзрывного разрушения горных пород включает бурение шпуров, установку в них...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536528
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.13f1

Способ селективной изоляции обводненных интервалов нефтяного пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам ограничения водопритока в добывающих и выравниванию профиля приемистости в нагнетательных нефтяных скважинах. Способ селективной изоляции обводненных интервалов нефтяного пласта включает закачку в пласт гелеобразующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536529
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.141b

Устройство для оценки ходовых качеств рельсового подвижного состава шахт и рудников

Изобретение относится к устройствам для испытания и оценки ходовых качеств рельсового подвижного состава шахт и рудников. Устройство содержит наклонный, при испытании, рабочий участок рельсового пути с фиксированным углом его наклона и длиной с примыкающим к нему горизонтальным участком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536571
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.141d

Бункер-пылеподавитель

Изобретение относится к погрузочно-разгрузочным работам, в частности к загрузке вагонов и конвейеров пылящими материалами, и может быть использовано в горной, химической и пищевой промышленности при хранении, транспортировке и погрузке/выгрузке пылящих материалов и направлено на уменьшение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536573
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.14a0

Устройство заряда накопительного конденсатора

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности заряда. В состав устройства для заряда накопительного конденсатора, содержащего трехфазный источник питания, три токоограничивающе-дозирующих элемента в виде катушек индуктивности, трехфазный мостовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536704
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.14f2

Устройство для определения величины коэффициента трения сыпучего груза о грузонесущей орган транспортной машины

Изобретение относится к устройствам определения физико-механических свойств транспортируемых грузов. Устройство для определения величины коэффициента трения сыпучего груза о грузонесущий орган транспортной машины содержит размещенную на опорной раме съемную пластину из материала грузонесущего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536786
Дата охранного документа: 27.12.2014
Показаны записи 61-70 из 196.
20.06.2014
№216.012.d4e0

Скребковый конвейер с трехцепным тяговым органом

Скребковый конвейер содержит бесконечно замкнутый и опирающийся на направляющие желобчатого рештачного става (1) тяговый орган, состоящий из трех параллельных тяговых цепей - двух наружных (2, 3) и внутренней (4). К наружным цепям поочередно прикреплены своими концами скребки (5), а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520267
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d816

Способ охраны подготовительных выработок

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых на больших глубинах при охране подготовительных выработок. Технический результат направлен на повышение устойчивости выработки, уменьшение потерь угля в целиках, исключение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521096
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d82a

Способ определения механических свойств образцов горных пород и материалов

Изобретение относится к механическим испытаниям горных пород и материалов, имеющих хрупкий характер разрушения, и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях. Сущность: осуществляют нагружение образца двумя встречно направленными сферическими инденторами до его раскалывания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521116
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d8a0

Способ возведения закладочного массива при разработке месторождений в условиях вечной мерзлоты

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с закладкой выработанного пространства в условиях вечной мерзлоты. Техническим результатом является сокращение периода обезвоживания закладочной пульпы и повышение прочности получаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521234
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d8c3

Способ возведения искусственных опор в выработанном пространстве камер

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых. Техническим результатом является использование прочности отработавших, но сохранивших свою целостность шин карьерных самосвалов и другой большегрузной техники, подлежащих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521269
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d9bf

Способ прокладки подземного трубопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Способ заключается в раскопке траншеи, укладке в траншею трубопровода, перекрытии его дна, боковых поверхностей и берм траншеи гибкими коврами с образованием боковых карманов, засыпке их и верха трубопровода грунтом, перекрытии грунта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521521
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.dd85

Способ полной закладки очистных заходок нижних слоев при нисходящей выемке полезного ископаемого

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки мощных залежей слабых руд слоевыми системами разработки в условиях, где необходимо предупредить осадку покрывающих выработанное пространство руд и пород. Техническим результатом изобретения является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522495
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.dddf

Шахтная подъемная установка

Шахтная подъемная установка содержит установленный на раме кинематически связанный с приводным блоком и тормозом приводной барабан с закрепленным на нем концом соединенного с поднимаемым сосудом стального проволочного каната, огибающего отклоняющий блок. Между отклоняющим блоком и приводным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522585
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de44

Шнековая установка для добычи торфа

Изобретение относится к области разработки полезных ископаемых открытым способом, а именно к передвижным комплексам для разработки торфяных и торфолечебных залежей преимущественно в мерзлом состоянии. Техническим результатом является существенное увеличение производительности комплекса для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522686
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de57

Секция подводного трубопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Секция подводного трубопровода включает внутреннюю трубу, установленную с зазором внутри внешней трубы. Зазор заполнен закрепленным по винтовой линии на внешней стороне внутренней трубы герметизирующим устройством со сжатым воздухом и гибким...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522705
Дата охранного документа: 20.07.2014
+ добавить свой РИД