Анкерная распорная крепь

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(72) Авторы Калиниченко Петр Иванович Губанов Вячеслав Андреевич Карабань Денис Трофимович Петровский Борис Иванович Петровский Андрей Борисович Поляков Андрей Леонидович Мисников Владимир Аркадьевич Ясюкевич Анатолий Геранимович Ковалевич Сергей Александрович Прушак Александр Сергеевич(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(57) 1. Анкерная распорная крепь, включающая устанавливаемый в скважину стержень,выполненный с возможностью протягивания через замок, состоящий по меньшей мере из двух попарно установленных распорных и клиновых втулок, а также узел податливости,опорную шайбу и натяжную гайку на наружном, выступающем из скважины конце стержня, отличающаяся тем, что узел податливости выполнен в виде разрезной гильзы и сопрягающейся с ее внутренней поверхностью конусной втулки с углом конуса от 4 до 6,которая закреплена на противоположном наружному конце стержня, при этом конусная втулка имеет в концевой части наружной поверхности параболический участок, и выполнена с увеличением угла конуса при переходе конусного участка поверхности в параболический, а разрезная гильза имеет перья, образованные продольными прорезями протяженностью 3/4 длины гильзы и выполненные с возможностью изгибания на параболическом участке и внедрения в стенки скважины при протягивании стержня в замке с закрепленной на нем конусной втулкой в разрезной гильзе. 17777 1 2013.12.30 2. Анкерная крепь по п. 1, отличающаяся тем, что стержень выполнен из отрезка стального каната. 3. Анкерная крепь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что опорная шайба применена тарельчатая. 4. Анкерная крепь по п. 1, отличающаяся тем, что каждая распорная втулка выполнена из композиционного полимера. 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, 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 1. 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. Данная крепь не обеспечивает высокой податливости и не устраняет жесткого режима ее работы с разрушением элементов крепи. Известен также анкер для крепления горных выработок, включающий отрезок троса с замком, состоящим из конусного клина с углом конуса 4-6 и разрезной втулки, натяжное устройство в виде сопряженных между собой планок с прорезями 2. Недостатками данного анкера являются сложность его установки, а также отсутствие податливости. Наиболее близкой к заявленному техническому решению является 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, при этом распорный замок состоит из попарно установленных распорных и клиновых втулок, а узел податливости выполнен в виде набора из металлических шайб и расположенных между ними упругопластических втулок и размещен на стержне между распорным замком и клиноконической головкой, при этом каждая распорная втулка и каждая упругопластическая 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. При этом высота вт каждой упругопластической втулки составляет 0,7-0,8 максимальной ширины Вк клиноконической головки стержня, а каждая распорная втулка и каждая упруго-пластическая втулка выполнены деревянными 3. Однако и данная крепь, несмотря на высокую ее податливость, обладает относительно низкой несущей способностью из-за разрушения стержня на границе перехода к резьбовому концу. Задачей изобретения является повышение несущей способности анкерной распорной крепи, обеспечивающей высокую податливость. Технический результат достигается тем, что в анкерной распорной крепи, включающей устанавливаемый в скважину стержень, выполненный с возможностью протягивания через замок, состоящий по крайней мере из двух попарно установленных на стержне распорных и клиновых втулок, а также узел податливости, опорную шайбу и натяжную гайку 2 17777 1 2013.12.30 на наружном, выступающем из скважины конце стержня, узел податливости выполнен в виде разрезной гильзы и сопрягающейся с ее внутренней поверхностью конусной втулки с углом конуса от 4 до 6, которая закреплена на противоположном наружному конце стрежня, при этом конусная втулка имеет в концевой части наружной поверхности параболический участок и выполнена с увеличением угла конуса при переходе конусного участка поверхности в параболический, а разрезная гильза имеет перья, образованные продольными прорезями протяженностью 3/4 длины гильзы и выполненные с возможностью изгибания на параболическом участке и внедрения в стенки скважины при протягивании стержня в замке и с закрепленной на нем конусной втулкой в разрезной гильзе. При этом стержень выполнен из отрезка стального каната, опорная шайба применена тарельчатая,каждая распорная втулка распорного замка выполнена из композиционного полимера. 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, выполненного, например, из отрезка стального каната попарно установленных распорных 2 и клиновых 3 втулок замка конусной втулки 4 с углом конуса 4-6, имеющей в концевой части наружной поверхности параболический участок и выполненной с увеличением угла конуса при переходе конусного участка поверхности в параболический, закрепленной на противоположном наружному конце стрежня 1 коническим клином 5 разрезной гильзы 6 с продольными прорезями 7,сопрягающейся своей внутренней поверхностью со втулкой 4. Стержень 1 при нагружении, взаимодействуя с узлом податливости, опорной тарельчатой шайбой 8 с натяжной втулкой 9, закрепленной на наружном, выступающем из скважины конце стержня 1 коническими клиньями 10 и натяжной гайкой 11, протягивается через замок, а втулка 4 - в разрезной гильзе 6 на величину не более 3/4 ее длины. Продольные прорези 7 выполнены протяженностью 3/4 длины гильзы 6 и образуют перья 12 с возможностью их изгибания на параболическом участке 13 концевой части втулки 4 и внедрения в стенки скважины при протягивании стержня 1 в замке с закрепленной на нем конусной втулкой 4 в разрезной гильзе 6. Распорные втулки 2 могут быть выполнены из композиционных полимеров с наружным диаметром на 1,5-2,0 мм меньше диаметра скважины, а внутренние осевые отверстия распорных 2 и клиновых 3 втулок должны быть на 1,0-1,5 мм больше диаметра стержня 1 анкера. Анкерную распорную крепь устанавливают следующим образом. После закрепления клином 5 в конусной втулке 4 противоположного наружному конца стрежня 1 последовательно надевают на стержень 1 анкера разрезную гильзу 6 и фиксируют на конусе трения втулки 4, затем надевают по крайней мере две попарно установленные распорные 2 и клиновые 3 втулки замка. Собранная таким образом анкерная крепь досыльником (гидроцилиндром) подается в скважину до упора конусной втулки 4 в забой скважины. После распора втулок 2 и 3 замка крепи на наружный, выступающий из скважины конец стержня 1 надевают опорную тарельчатую шайбу 8, натяжную втулку 9 с натяжной гайкой 11 и расклинивают на стержне 1 натяжную втулку 9 коническими клиньями 10, а натяжной гайкой 11 производят предварительное натяжение стержня 1. Постоянное сопротивление крепи в податливом режиме ее работы обеспечивается за счет протягивания втулки 4 в разрезной гильзе 6, которая, опираясь на замок крепи, внедряет свои перья 12 в стенки скважины по мере их изгибания на параболическом участке 13 конусной втулки 4, при этом определенную податливость в конечном итоге обеспечивает тарельчатая шайба 8. Предложенная крепь повышенного сопротивления может быть использована для поддержания выработок на глубине разработки более 950 м, в основном калийных пластов с неустойчивой кровлей. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4