RU2023881C1

RU2023881C1 - Tubular anchor and method for installation thereof

Info

Publication number: RU2023881C1
Authority: RU
Inventors: Р.Л. Оганесян; К.Ш. Подмарев; А.П. Илюшин; Н.А. Вагин; Ю.А. Карпуненков; П.А. Прокопенко
Original assignee: Уральский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Медной Промышленности
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: supporting of mine workings. SUBSTANCE: anchor is comprised of a pipe whose diameter is larger than that of hole and which is slit throughout its length along helical line. The pitch of said line grows to the head end of pipe. Pipe extension is provided with support ring for plate while head end has a stop for assembly rod. Before installation in the hole the anchor cut along helical line is twisted within the limits of flexible deformation and inserted in a spaced relation into the holes. Then anchor is secured by relieving deformation. EFFECT: higher operating reliability of anchor and possibility of its repeated use. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к креплению горных выработок, в частности к конструкциям анкерных крепей и способам их установки, и может быть использовано для крепления горных выработок и подземных сооружений различного назначения. The invention relates to the fastening of mine workings, in particular to the designs of anchor supports and methods for their installation, and can be used for fastening mine workings and underground structures for various purposes.

Известна трубчатая анкерная крепь типа "Сплит-Сет", включающая стальную трубу с продольной прорезью по всей длине и постоянной шириной, несущей фланец для удержания опорной плиты, причем головной конец крепи выполнен в виде усеченного конуса для удобства установки в скважину меньшего диаметра, чем стальная труба (Скотт Д. Новая анкерная крепь. - Глюкауф, 1980, N 3, с. 6-10). Known tubular anchor type "Split Set", including a steel pipe with a longitudinal slot along the entire length and constant width, bearing a flange to hold the base plate, and the head end of the lining is made in the form of a truncated cone for ease of installation in a well of smaller diameter than steel pipe (Scott D. New anchor support. - Gluckauf, 1980, N 3, p. 6-10).

К недостаткам следует отнести невысокую надежность крепления участков, подвергаемых сейсмическому воздействию от взрывных работ, и невозможность извлечения штанговой крепи из шпуров или скважин для их повторного использования. The disadvantages include the low reliability of the fastening of areas exposed to seismic effects from blasting, and the inability to remove the rod support from holes or wells for their reuse.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является трубчатый анкер фрикционного типа, включающий трубу, диаметр которой превышает диаметр шпура, с продольным разрезом по всей длине, при этом головной конец трубы выполнен конусным и снабжен поперечным упором для монтажной штанги, установленным консольно трубе напротив разреза, а хвостовик снабжен опорным кольцом для плиты (авт. св. СССР N 1240910, кл. E 21 D 21/00, 1986). The closest technical solution to the invention is a friction-type tubular anchor, including a pipe whose diameter exceeds the diameter of the borehole, with a longitudinal section along the entire length, while the head end of the pipe is conical and provided with a transverse stop for the mounting rod mounted cantilever pipe opposite the section, and the shank is equipped with a support ring for the plate (ed. St. USSR N 1240910, class E 21 D 21/00, 1986).

Недостатками этого анкера являются невысокая надежность при использовании его на сейсмически опасных участках, а также невозможность извлечения крепи из шпура или скважины для их повторного использования. The disadvantages of this anchor are the low reliability when using it in seismically hazardous areas, as well as the inability to remove the lining from a hole or well for their reuse.

Известен способ установки трубчатых анкеров, включающий бурение шпура, введение трубы конусообразным концом в шпур и закрепление его за счет энергии удара по хвостовику анкера. A known method of installing tubular anchors, including drilling a hole, introducing a pipe with a tapered end into the hole and securing it due to the energy of impact on the shank of the anchor.

К недостатку следует отнести то, что трубчатые анкеры фрикционного типа, установленные указанным образом, не подлежит извлечению, что ведет к значительным затратам на крепление выработок различного назначения, в первую очередь подлежащих закладке очистных выработок. The disadvantage is that the friction-type tubular anchors installed in this way cannot be removed, which leads to significant costs for fixing workings for various purposes, primarily to be laid for treatment workings.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ установки анкеров типа "Свельэкс", включающий бурение шпура, размещение с зазором в шпуре анкера (стальная труба, фальцованная до диаметра 28 мм, на обоих концах перехваченная манжетами, герметизирующими полость трубы, и имеющая на хвостовике расширение для удержания опорной плиты и отверстие для подачи воды) и закрепление анкера за счет развертывания трубы в шпуре при подаче воды под высоким давлением (Гетус В. и Красс Д. Крепь горизонтальных выработок. - Глюкауф", 1981, с.31-32). The closest technical solution to the invention is a method of installing "Svelex" type anchors, including drilling a hole, placing a gap in the hole of an anchor (steel pipe, folded to a diameter of 28 mm, intercepted at both ends by cuffs that seal the pipe cavity, and having an extension on the shank for holding the base plate and the hole for water supply) and securing the anchor by deploying the pipe in the hole when water is supplied under high pressure (Getus V. and Crassus D. Support horizontal workings. - Glukauf ", 1981, p.31-32).

К недостатку анкеров, установленных этим способом, следует отнести невысокую эксплуатационную надежность их в выработках, испытывающих влияние очистных работ (взрывов или динамических проявлений горного давления), так как при этом снижается несущая способность анкеров. The disadvantage of the anchors installed in this way should be attributed to their low operational reliability in workings experiencing the influence of treatment work (explosions or dynamic manifestations of rock pressure), since the bearing capacity of the anchors is reduced.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности анкера и обеспечение многократности использования. The aim of the invention is to increase the operational reliability of the anchor and to ensure repeated use.

Поставленная цель достигается тем, что в трубчатом анкере фрикционного типа, включающем трубу, диаметр которой превышает диаметр шпура, с разрезом по всей длине, хвостовик снабжен опорным кольцом для плиты, а головной конец - упором для монтажной штанги, разрез выполнен по винтовой линии с шагом, увеличивающимся к головному концу анкера. This goal is achieved by the fact that in the friction-type tubular anchor, including a pipe whose diameter exceeds the diameter of the borehole, with a cut along the entire length, the shank is equipped with a support ring for the plate, and the head end has a stop for the mounting rod, the cut is made along a helical line in increments increasing towards the head end of the anchor.

Поставленная цель достигается также тем, что в способе установки анкеров, включающем бурение шпура, размещение с зазором в шпуре анкера и закрепление его, перед размещением в шпуре предварительно разрезанный по винтовой линии анкер скручивают монтажной штангой в пределах упругой деформации, а закрепление анкера производят путем снятия деформации. This goal is also achieved by the fact that in the method of installing anchors, including drilling a hole, placing the anchor with a gap in the hole and securing it, before placing it in the hole, the anchor previously cut along the helical line is twisted with a mounting rod within the elastic deformation, and the anchor is fixed by removing deformation.

Решений со сходными признаками в научно-технической литературе и патентной документации не обнаружено, что позволяет сделать вывод о соответствии данного технического решения критерию "существенные отличия". No solutions with similar features were found in the scientific and technical literature and patent documentation, which allows us to conclude that this technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 изображен трубчатый анкер с монтажной штангой в шпуре, разрез; на фиг. 2-5 - разрезы А-А, Б-Б, В-В и Г-Г на фиг. 1 соответственно. In FIG. 1 shows a tubular anchor with a mounting rod in a hole, section; in FIG. 2-5 - sections aa, bb, bb and gg in FIG. 1 respectively.

Трубчатый анкер состоит из трубы 1 с разрезом 2 по винтовой линии на всю длину трубы и опорным кольцом 3 для удержания опорной плиты 4. В трубе 1 в головной части консольно жестко закреплен поперечный упор 5 для монтажной штанги 6. Упор 5 снабжен фиксирующим устройством для зацепления головной части монтажной штанги 6. Фиксирующее устройство для простоты изготовления выполнено в виде отверстия 7 квадратного сечения (варианты его выполнения могут быть любыми). В комплект монтажной штанги 6 входит крышка 8 с упором 9 для опорного кольца 3, штырем 10 и удерживателем 11. Шаг резьбы разреза трубы 1 анкера выполнен увеличивающимся к головному концу. Монтажная штанга 6 также имеет хвостовик 12, предназначенный для скручивания трубы 1 бурильной машиной. The tubular anchor consists of a pipe 1 with a slit 2 along a helical line over the entire length of the pipe and a support ring 3 to hold the base plate 4. In the pipe 1, the transverse stop 5 for the mounting rod 6 is cantileverly fixed to the head part 6. The stop 5 is equipped with a locking device for engagement the head of the mounting rod 6. The locking device for ease of manufacture is made in the form of a hole 7 of square cross section (its options can be any). The mounting rod 6 includes a cover 8 with a stop 9 for the support ring 3, a pin 10 and a retainer 11. The thread pitch of the cut of the pipe 1 of the anchor is made increasing towards the head end. The mounting rod 6 also has a shank 12, designed for twisting the pipe 1 by a drilling machine.

Трубчатый анкер устанавливают следующим образом. Tubular anchor set as follows.

Согласно паспорту крепления горных выработок по определенной сетке в зависимости от крепости пород и их устойчивости бурят шпуры 13 для установки анкеров. На определенном расстоянии от каждого шпура бурят подбурки 14, предназначенные для размещения в них штырей 10. Разрезанную по винтовой линии трубу 1, помещают в специальное устройство, снабженное углублениями под штырь 10 и трубу 1 анкера, а также приводом для скручивания трубы 1. Углубление под трубу 1 выполнено из трубы диаметром, превышающим наружный диаметр недеформированной трубы 1. Затем в трубу 1, помещенную в углубление, вводят штангу 6, головной конец ее фиксируют в отверстии 7 поперечного упора 5. После этого надевают крышку так, чтобы упор 9 вошел в паз опорного кольца 3, а штырь 10 - в углубление для него. После выполнения этих операций хвостовик 12 монтажной штанги 6 соединяют с приводом и скручивают трубу 1 меньшего диаметра, чем диаметр шпура 13. Затем монтажную штангу 6 жестко фиксируют с крышкой 8 при помощи удерживателя 11
и извлекают трубу 1 со всем комплектом монтажной штанги и углубления. Далее вводят трубу 1 и штырь 10 соответственно в шпур 13 и подбурок 14, освобождают монтажную штангу из отверстия 7, убирают крышку 8. В результате снятия деформации труба 1 по всей наружной поверхности плотно закрепляется на боковой поверхности шпура 13. Снятие анкера производят в следующей последовательности. Монтажную штангу 6 с комплектом фиксируют в отверстии 7 поперечного упора 5, а крышку 8 - штырем 10 в подбурку 14. После этого скручивают трубу 1, удерживателем 11 фиксируют деформированную трубу с крышкой 8 и монтажной штангой 6 и извлекают трубчатый анкер для повторного использования.According to the passport of fastening the mine workings on a specific grid, depending on the strength of the rocks and their stability, drill holes 13 for installing anchors. At a certain distance from each borehole, drill bits 14 are designed to accommodate the pins 10. The pipe 1 cut along the helix is placed in a special device equipped with recesses for the pin 10 and the pipe 1 of the anchor, as well as a drive for twisting the pipe 1. Deepening under the pipe 1 is made of a pipe with a diameter greater than the outer diameter of the undeformed pipe 1. Then, a rod 6 is introduced into the pipe 1, the head end is fixed in the hole 7 of the transverse stop 5. After that, put on the cap so that it p 9 entered the groove of the support ring 3, and the pin 10 into the recess for him. After performing these operations, the shank 12 of the mounting rod 6 is connected to the drive and twist the pipe 1 of a smaller diameter than the diameter of the hole 13. Then, the mounting rod 6 is rigidly fixed to the cover 8 using the holder 11
and remove the pipe 1 with the entire set of mounting rod and recesses. Next, enter the pipe 1 and pin 10, respectively, into the hole 13 and the substep 14, release the mounting rod from the hole 7, remove the cover 8. As a result of the removal of deformation, the pipe 1 is tightly fixed on the side surface of the hole 13. The anchor is removed in the following sequence . The mounting rod 6 with the kit is fixed in the hole 7 of the transverse stop 5, and the cover 8 - with the pin 10 into the sub-head 14. After this, the pipe 1 is twisted, the deformed pipe with the cover 8 and the mounting rod 6 are fixed with the retainer 11 and the tubular anchor is removed for reuse.

Трубчатый анкер обладает следующими преимуществами перед известными анкерами того же назначения:
позволяет удерживать кровлю в сейсмически активных выработках;
обеспечивает многоразовое использование, что позволяет использовать анкер в качестве временной крепи в забоях горных выработок, подвергаемых воздействию взрывных работ (после ухода выработки на достаточное расстояние трубчатые анкера снимают и заменяют их традиционными анкерами - клинощелевыми штангами или железобетонными, а извлеченные анкерами перемещают к груди забоя).A tubular anchor has the following advantages over well-known anchors of the same purpose:
allows you to keep the roof in seismically active workings;
provides reusable use, which allows you to use the anchor as a temporary lining in the faces of mine workings exposed to blasting (after leaving the mine a sufficient distance, the tubular anchors are removed and replaced with traditional anchors - wedge-slotted rods or reinforced concrete, and the extracted anchors are moved to the face chest) .

Claims

1. Tubular anchor, including a pipe whose diameter exceeds the diameter of the borehole, with a cut along the entire length, a support ring for the slab placed on the shank of the anchor, and an emphasis for the mounting rod, characterized in that, in order to increase the operational reliability of the anchor and ensure multiple use, the cut is made along a helix with a step increasing to the head end of the anchor.

2. A method of installing a tubular anchor, including drilling a hole, placing with a gap inside the hole of the anchor and securing it, characterized in that before placement in the hole, the anchor previously cut along the helix is twisted with a mounting rod within the elastic deformation, and the anchor is fixed by removing the deformation .