Анкерная распорная крепь

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(72) Авторы Карабань Денис Трофимович Прушак Виктор Яковлевич Губанов Вячеслав Андреевич Поляков Андрей Леонидович Ясюкевич Анатолий Геранимович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(57) 1. Анкерная распорная крепь, включающая стержень с клиноконической головкой и резьбовым концом, узел податливости, распорный замок, а также опорную шайбу и натяжную гайку на резьбовом конце стержня, отличающаяся тем, что распорный замок состоит из попарно установленных распорных и клиновых втулок, а узел податливости выполнен в виде набора из металлических шайб и расположенных между ними упруго-пластических втулок и размещен на стержне между распорным замком и клиноконической головкой, при этом каждая распорная втулка и каждая упруго-пластическая втулка выполнены с осевым отверстием,диаметр которого равен диаметру стержня, а количество пар распорных и клиновых втулок выбрано из условия обеспечения постоянного сопротивления крепи за счет усилий, возникающих при поочередном прорезывании металлических шайб клиноконической головкой при протягивании стержня через узел податливости. 2. Анкерная крепь по п. 1, отличающаяся тем, что высота вт каждой упругопластической втулки составляет 0,7-0,8 максимальной ширины вк клиноконической головки стержня. 3. Анкерная крепь по п. 1, отличающаяся тем, что каждая распорная втулка и каждая упруго-пластическая втулка выполнены деревянными. 13541 1 2010.08.30 Изобретение относится к креплению горных выработок, а именно к анкерной распорно-податливой крепи, предназначенной для использования в условиях значительных смещений вмещающих пород, преимущественно выработок калийных рудников. Известна анкерная распорная крепь, включающая стержень с клиноконической головкой, которая распирается в шпуре двумя ребристыми половинками цилиндрической втулки. С помощью натяжной гайки на резьбовом конце стержня и опорной шайбы создается первоначальное натяжение анкера 1. Недостатками такой крепи является относительно низкая (менее 75 мм) податливость и низкая (не более 70 кН) несущая способность при распоре клинового замка в глинистосоляных породах калийных рудников. Наиболее близкой к заявленному техническому решению является анкерная распорная крепь, включающая стержень, распорный замок из ребристой гильзы с конусной втулкой из пластически деформирующегося материала и клиноконической головкой стержня,опорную шайбу и натяжную гайку на резьбовом конце стержня 2. При нагружении конусная втулка на контакте с ребрами клина головки стержня пластически деформируется с вытеснением материала и клиноконическая головка перемещается вдоль оси анкера без потери распора ребристой гильзы. При полном вытеснении податливого материала втулки из-под клина головки стержня крепь работает в жестком режиме до ее разрушения. Недостатками крепи является то, что данная крепь также не обеспечивает высокой податливости и не устраняет жесткого режима ее работы с разрушением элементов крепи. Задачей изобретения является повышение податливости крепи с сохранением заданной несущей способности без жесткого режима ее работы. Технический результат достигается тем, что в анкерной распорной крепи, включающей стержень с клиноконической головкой и резьбовым концом, узел податливости, распорный замок, а также опорную шайбу и натяжную гайку на резьбовом конце стержня,распорный замок состоит из попарно установленных распорных и клиновых втулок, а узел податливости выполнен в виде набора из металлических шайб и расположенных между ними упруго-пластических втулок и размещен на стержне между распорным замком и клиноконической головкой, при этом каждая распорная втулка и каждая упругопластическая втулка выполнены деревянными с осевым отверстием, диаметр которого равен диаметру стержня, а количество пар распорных и клиновых втулок выбрано из условия обеспечения постоянного сопротивления крепи за счет усилий, возникающих при поочередном прорезывании металлических шайб клиноконической головкой при протягивании стержня через узел податливости, при этом высота вт каждой упруго-пластической втулки составляет 0,7-0,8 ширинывк клиноконической головки стержня. При этом усилие вдавливания клиноконической головки на 10-15 меньше или равно предельно допустимому значению усилия сжатия упруго-пластической втулки, а толщина и материал шайб, материал упруго-пластических втулок определяются исходя из ожидаемых смещений породного контура выработки (для калийных рудников они составляют 200-300 мм). На фиг. 1 изображена анкерная распорная крепь в собранном виде в скважине, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Анкерная распорная крепь состоит из стержня 1, распорных 2 и клиновых 3 втулок замка, клиноконической головки 4, которая при нагружении, взаимодействуя с узлами распора и податливости, опорной шайбой 5 с натяжной гайкой 6, протягивается через замок и набор металлических шайб 7 и упруго-пластических втулок 8 между ними. Распорные втулки 2 и упруго-пластические втулки 8 узла податливости могут быть выполнены из дерева или из композиционных материалов. При этом их диаметр должен быть на 1,52 мм меньше диаметраскважины, а внутренние отверстия должны быть равны диаметру стержня 1 крепи. Упруго-пластические втулки 8 узла податливости изготавливаются вы 2 13541 1 2010.08.30 сотой, равной вт(0,7-0,8)вк , где вк - максимальная ширина клиноконической головки стержня 1. Анкерную распорную крепь устанавливают следующим образом. На стержень 1 надевают металлические шайбы 7, чередуя их с упруго-пластическими втулками 8, затем - пары распорных 2 и клиновых 3 втулок замка крепи. Собранную таким образом крепь с помощью досыльника вставляют в скважину до упора клиноконической головки 4 в забой и затем расклинивают распорные втулки 2 клиновыми втулками 3, воздействуя с помощью, например, досыльника или гидродомкрата на клиновые втулки 3 замка. После распора замка крепи на стержень 1 одевают опорную шайбу 5 и поджимают ее к горному массиву натяжной гайкой 6. При этом количество пар распорных 2 и клиновых 3 втулок замка выбирают в зависимости от необходимого сопротивления и величины податливости крепи для определенного диаметра стержня 1, который определяет, в конечном счете, параметры узла податливости. Узел податливости развивает постоянное и необходимое сопротивление крепи, не допуская ее разрушения в течение всего срока службы выработки. Постоянное сопротивление крепи обеспечивается за счет усилий, возникающих при поочередном прорезании металлических шайб 7 клиноконической головкой 4 при протягивании стержня 1 через распорный узел и узел податливости. Практически, увеличивая длину клиноконической головки 4 и соответственно длину узла податливости из набора металлических шайб 7 и упруго-пластических втулок 8, можно обеспечить поддержание выработок с самыми высокими смещениями вмещающих пород в сложных горногеологических условиях на глубине разработки более 900 м, например калийных пластов. Источники информации 1. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей. - Солигорск- Минск, 1995. - С. 183-186. 2. А.с. СССР 972132, МПК 321 21/00, 1982. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3