Результат интеллектуальной деятельности: КОМПОЗИТНЫЙ ШАХТНЫЙ АНКЕР

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к анкерным крепям, и может найти применение для крепления контуров горных выработок.

Известен анкер для сталеполимерной анкерной крепи по патенту РФ на полезную модель №28893, кл. E21D 21/00, опубл. 20.04.2003 г., включающий металлический армирующий стержень с резьбой на одном конце и замковой частью на другом, опорную шайбу и гайку, снабженный дополнительной резьбой, размещенной на замковой части.

Недостатками данного анкера, выполненного из стали, являются высокая первоначальная стоимость, значительный вес, усложняющий транспортировку и установку в шпур, высокая прочность на срез, вследствие чего при разрушении угольного пласта шнеком комбайна стальной анкер не разрушается, а только деформируется и, попадая на ленту конвейера, может повредить ее. Также при взаимодействии со шнеком комбайна стальной стержень может вызвать искрообразование, что недопустимо из условий безопасности.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является анкер шахтной крепи по патенту РФ №2292459, кл. E21D 21/00, опубл. 27.01.2007 г., включающий грузонесущий стержень из композиционного материала, имеющий головную часть и хвостовик, снабженный резьбой и гайкой, и выполненный сплошным в поперечном сечении, оснащенный уширениями на головной части и хвостовике, выполненными заодно с основной частью стержня, резьба хвостовика размещена непосредственно на его уширении, а уширение на головной части снабжено винтовой канавкой, при этом внутренние диаметры винтовой канавки и резьбы хвостовика совпадают с диаметром основной части стержня между уширениями или превышают его, а гайка хвостовика выполнена из высокопрочного полимера.

Недостатком данного анкера шахтной крепи является то, что образовавшиеся после срезания шнеком угольного комбайна разрушенные части грузонесущего стержня из композиционного материала перемешиваются с транспортируемым углем и в дальнейшем происходит наматывание волокон композиционного материала на вращающиеся детали технологического оборудования и забивание ими отверстий грохотов. Это приводит к выходу из строя механизмов обогатительного оборудования, требует его остановки для прочистки от волокон композиционного материала, тем самым снижая производительность и долговечность оборудования.

Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, заключается в повышении эффективности утилизации разрушенных частей композитного шахтного анкера за счет придания композиционному материалу, из которого изготовлен грузонесущий стержень, новых механических свойств при повышении механической прочности грузонесущего стержня.

Задача решается тем, что в предлагаемом композитном шахтном анкере, включающем грузонесущий стержень из композиционного материала, выполненный сплошным в поперечном сечении и имеющим головную часть, снабженную винтовой канавкой, и хвостовик, снабженный резьбой и гайкой, согласно предлагаемому техническому решению в состав полимерного связующего волокн композиционного материала грузонесущего стержня введены зерна ферромагнитного порошка.

Указанная совокупность признаков позволяет придать грузонесущему стержню ферромагнитные свойства, что обеспечивает возможность эффективного удаления его разрушенных частей из угля с помощью магнитных улавливателей. Это исключает негативное воздействие волокон композиционного материала грузонесущего стержня, образовавшихся после его срезания угольным комбайном, на работу обогатительного оборудования. Введение в полимерное связующее зерен ферромагнитного порошка обеспечивает эффективную утилизацию разрушенных частей грузонесущего стержня композитного шахтного анкера и дополнительно повышает его механическую прочность.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения композитного шахтного анкера и чертежами фиг. 1, 2. На фиг. 1 показан композитный шахтный анкер, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Композитный шахтный анкер (фиг. 1) содержит грузонесущий стержень 1, выполненный сплошным в поперечном сечении, имеющий головную часть 2, снабженную винтовой канавкой 3, и хвостовик 4, снабженный резьбой 5 и гайкой 6. Грузонесущий стержень 1 (фиг. 2) выполнен из композиционного материала на основе волокон 7 и полимерного связующего 8. В состав полимерного связующего 8, склеивающего волокна 7 композиционного материала, введены зерна 9 ферромагнитного порошка. В качестве волокон 7 композиционного материала могут быть использованы стеклянные, базальтовые, органические и другие армирующие волокна или их комбинация.

Работает композитный шахтный анкер следующим образом. После бурения шпура в борт угольного пласта на заданную глубину вводят композитный шахтный анкер и закрепляющие составы в ампулах. В процессе последующей отработки угольного пласта композитный шахтный анкер срубается исполнительным органом комбайна, при этом разрушенные части грузонесущего стержня 1 из композиционного материала попадают вместе с отбитым углем на скребковый конвейер, затем перегружаются на ленточный конвейер. В зоне установки магнитных улавливателей разрушенные части грузонесущего стержня 1 из композиционного материала, обладающего ферромагнитными свойствами за счет введения зерен 9 ферромагнитного порошка в состав полимерного связующего 8, эффективно улавливаются из транспортируемого угля. Такая утилизация эффективна, т.к. предохраняет обогатительное оборудование от забивания его волокнами 7 композиционного материала, исключает существенные затраты труда и времени на прочистку и ремонт оборудования. Введение в состав полимерного связующего 8 для склеивания волокон 7 композиционного материала зерен 9 ферромагнитного порошка дополнительно повышает механическую прочность грузонесущего стержня 1, увеличивая тем самым несущую способность композитного шахтного анкера.