Анкер и способ его установки

(51) 21 21/00 (2006.01) 21 20/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ в трубчатом корпусе анкера с возможностью перемещения при заданной нагрузке, при этом поршень может быть выполнен из двух и более различных материалов. Нож-смеситель выполнен с конфигурацией, обеспечивающей разрыв упаковки скрепляющего материала и их перемешивания в шпуре. Опорная плита имеет высечку под ограничитель. Усилие сдвига ограничителя опорной плиты устанавливается выше усилия сдвига поршня и (или) силы трения поршня в корпусе анкера. Ограничитель опорной плиты закреплен на оптимальном расстоянии от торца анкера, которое определяется размерами анкера и шпура. Эллипсовидный наконечник трубчатого корпуса выполнен с режущими элементами. Корпус анкера может исполняться из двух труб, при этом одна,наружная труба, может быть выполнена с продольной прорезью, а вторая, внутренняя цельной. Способ установки анкера, включающий бурение шпура, введение в шпур скрепляющего материала и трубчатого анкера,трубчатый анкер,предварительно заполняют ампулами со скрепляющим материалом, вводят анкер в устье шпура,на расстояние зафиксированное ограничителем опорной плиты, после этого, ампулы выдавливают из анкера в шпур установочной штангой, проворачивают трубу до вывода ограничителя в высечку на опорной плите или сдвига ограничителя поступательно-вращательным движением перемешивают скрепляющий материал ампул в шпуре и доводят анкер до упора опорной плиты в породу, после схватывания скрепляющего материала извлекают установочную штангу из анкера.(76) Аманжолов Тимур Эрикович Аманжолова Елена Эриковна Кузнецов Олег Николаевич Лавренина Галина Николаевна(57) Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам и способам крепления горных выработок. Технический результат изобретения - возможность производить закрепление анкера перфоратором буровой установки, повысить качество крепления анкеров, а также снизить трудоемкость установки и изготовления анкера. Анкер АК, включающий трубу с эллипсовидным наконечником, опорным кольцом, опорной плитой и скрепляющим материалом, отличающийся тем, что внутри трубы размещен поршень с ножомсмесителем, с возможностью перемещения вдоль трубы до упора в эллипсовидный наконечник, при этом на внешней поверхности трубы установлен ограничитель опорной плиты, а внутренний профиль нижнего торца трубы повторяет профиль установочной штанги. На нижнем торце анкера может быть установлена шайба с отверстием,повторяющим профиль установочной штанги. Трубчатый корпус по периметру и длине выполнен с переменным профилем, а поршень выполнен в виде сэндвича из металлических шайб и расширяющегося уплотнителя. Поршень установлен Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам и способам крепления горных выработок. Известен трубчатый фрикционный анкер,включающий трубу с наконечником и продольным разрезом по всей длине, на наружном конце которого выполнено опорное кольцо и плита(А.с. СССР 1518533 , 21 21/00, публикация Бюл. 40 от 30.10.89) Недостатком такого анкера является низкая несущую способность и ее зависимость от изменчивости диаметра шпура. Известны анкерные крепи,включающие металлический стержень, закрепленный бетонным или полимерным материалом по всей длине стержня./ Широков А.П, Лидер В.А. и др. -М.Недра,1990.,с.47-58). Недостатком таких анкеров является частое выпадение ампул из шпура при механизированной установке и вследствие этого низкое качество крепления. Кроме того, при использовании таких анкеров необходимо выполнение трудоемкой операции по предварительному заполнению ампул скрепляющим материалом Известен способ установки анкеров,включающий заполнение шпура скрепляющим материалом и последующее введение в него анкерного стержня. (Анкерная крепь., Справочник / Широков А.П, Лидер В.А. и др. -М.Недра,1990.,с.47-58). Недостатком такого способа является необходимость иметь дополнительные устройства для введения скрепляющего материала в шпур, а также значительные затраты времени на этот процесс. Известен способ установки трубчатого анкера,включающий бурение шпура, введение в него трубчатой штанги, заполнение пространства между трубчатой штангой и стенками шпура закрепляющим составом, а полости трубчатой штанги - расширяющейся твердеющей смесью.(А.с.1460312 Е 21 20/00, публикация Бюл. 7 от 23.02.89.) Недостаток такого способ, это необходимость предварительного заполнения шпура твердеющим составом, упакованным в ампулы, что требует использования дополнительного оборудования и увеличивает время на установку анкера. Задачей изобретения является повышение качества крепления анкеров, а также снижение трудоемкости изготовления и установки анкера. Сущность изобретения заключается в том, что в анкере, включающим трубу с эллипсовидным наконечником, опорное кольцо, опорную плиту и скрепляющий материал, внутри трубы размещен поршень с ножом-смесителем, с возможностью перемещения вдоль трубы до упора в эллипсовидный наконечник, при этом на внешней поверхности трубы установлен ограничитель опорной плиты, а внутренний профиль нижнего торца трубы повторяет профиль установочной штанги. 2 Сущность изобретения заключается также в том,что на нижнем торце анкера имеется шайба с отверстием под установочную штангу. Сущность изобретения заключается также в том,что трубчатый корпус по периметру и длине имеет переменный профиль. Сущность изобретения заключается также в том,что поршень выполнен в виде сэндвича из металлических шайб и расширяющегося уплотнителя. Сущность изобретения заключается также в том,что опорная плита имеет высечку под ограничитель. Сущность изобретения заключается также в том,что ограничитель опорной плиты выполнен из любого материала при этом, усилие сдвига ограничителя выше усилия сдвига поршня и (или) силы трения поршня в корпусе анкера. Сущность изобретения заключается также в том,что ограничитель опорной плиты закреплен на оптимальном расстоянии от торца анкера, которое определяется размерами анкера и шпура. Сущность изобретения заключается также в том,что эллипсовидный наконечник выполнен с режущими элементами. Сущность изобретения заключается также в том,что корпус анкера выполнен из двух труб, при этом одна, наружная труба, может быть выполнена с продольной прорезью, а вторая, внутренняя цельной. Сущность изобретения заключается также в том,что в способе установки анкера, включающим бурение шпура, введение в шпур скрепляющего материала и трубчатого анкера, трубчатый анкер,предварительно заполняют ампулами со скрепляющим материалом, вводят анкер в устье шпура,на расстояние зафиксированное ограничителем опорной плиты, после этого, ампулы выдавливают из анкера в шпур установочной штангой, проворачивают трубу до вывода ограничителя в высечку на опорной плите или сдвига ограничителя, поступательно-вращательным движением перемешивают скрепляющий материал ампул в шпуре и доводят анкер до упора опорной плиты в породу, после схватывания скрепляющего материала извлекают установочную штангу из анкера. Технический результат достигается тем, что трубчатый анкер с опорной плитой и комплектом ампул со скрепляющим материалом, размещенных внутри анкера, закрепляется в шпуре без предварительного заполнения шпура скрепляющим материалом. При этом, благодаря наличию опорного кольца с внутренним профилем, повторяющим профиль установочной штанги, ограничителя опорной плиты, установленного на определенном расстоянии от эллипсовидного торца анкера,поршня со смесителем, упирающегося в конечном положении в эллипсовидный торец анкера и частично выходящего смесителем за край анкера,производится выдавливание ампул из трубчатого анкера в шпур, перемешивание ампул и быстрое, и надежное закрепление анкера. Благодаря тому, что эллипсовидный наконечник анкера имеет боковые режущие элементы,обеспечивается разрыв оболочки ампул и качественное перемешивание скрепляющего материала. Благодаря тому, что трубчатый корпус по периметру и длине выполнен с переменным профилем, обеспечивается высокое сцепление скрепляющего материала с анкером и вследствие этого, надежное и качественное закрепление анкера. Благодаря тому,что ограничитель опорной плиты закреплен на определенном расстоянии от торца анкера,обеспечивается необходимое пространство для свободного заполнения шпура ампулами со скрепляющим материалом. Благодаря тому, что корпус анкера выполнен из двух труб, при этом одна, наружная труба, выполнена с продольной прорезью, а вторая, внутренняя - цельной,снижается трудоемкость изготовления анкеров, за счет исключения операции по сварке внешней трубы, свернутой из стального листа. Кроме того, технический результат достигается выполнением следующих последовательных операций - трубчатый анкер с комплектом ампул накидывается на установочную штангу,закрепленную на анкероустановщике, и вводится в шпур до упора опорной плиты в ограничитель ампулы со скрепляющим материалом выдавливаются поршнем,перемещаемым установочной штангой, из внутренней полости анкера в шпур - после введения всех ампул в шпур поршень упирается в эллипсовидный торец анкера и при дальнейшем давлении установочной штанги на поршень, проворачивают установочной штангой трубчатый корпус до входа ограничителя в высечку на опорной плите или сдвигают ограничитель вдоль корпуса - производится поступательно-вращательное введение анкера в шпур, до поджатия опорным кольцом опорной плиты к породе, при этом ампулы со скрепляющим материалом перемешиваются в шпуре смесителем и режущими элементами,расположенным на эллипсовидном торце трубы перемешанный скрепляющий быстротвердеющий материал заполняет пространство между трубчатым анкером и стенками шпура - после остановки вращения анкера, выдерживают паузу для отверждения скрепляющего материала и извлекают из анкера установочную штангу. Благодаря данному способу установки анкера исключается операция по предварительному введению ампул в шпур, чем сокращается время на крепление, отпадает необходимость применения дополнительного оборудования и снижается трудоемкость работ. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг.1 показан общий вид анкера на фиг.2 вид анкера с двойным корпусом на фиг.3 - схема установки анкера фиг.4 - вид установленного анкера. Анкер АК состоит из трубчатого корпуса 1 с опорной плитой 2, опорным кольцом 3 и комплектом ампул 4, размещенных внутри трубчатого корпуса 1. Один торец трубы выполнен в виде эллипса 5 с боковыми выступами 6, при этом диаметр малого отверстия эллипса не должен быть меньше диаметра ампул. На втором торце трубчатого корпуса 1 установлено опорное кольцо 3 с отверстием, повторяющим профиль установочной штанги 7. Внутри корпуса 1 размещен, с возможностью перемещения, поршень 8 со смесителем 9. Поршень 8 выполнен в виде сэндвича, состоящего из металлических шайб 10 и эластичной шайбы 11 и может фиксироваться в определенном месте за счет трения эластичной шайбы. На внешней поверхности корпуса закреплен ограничитель 13, для удержания опорной плиты 2 с высечкой 14, на время выдавливания ампул из трубчатого корпуса. Ограничитель закрепляется на корпусе сваркой или плотной посадкой, или при помощи штифта 12. Анкер может быть выполнен из двух труб, наружная труба 1 выполнена из стального листа свернутого в трубу с продольной прорезью, а вторая, внутренняя 15, выполнена цельной,возможно из полимерного материала. Анкер АК устанавливается следующим образом. В кровле или борту выработки перфоратором буровой установки бурятся шпуры диаметром,превышающим диаметр анкера. В перфоратор,взамен буровой стали,устанавливается установочная штанга 7. На установочную штангу 7 насаживается анкер, состоящий из трубчатого корпуса 1, опорной плиты 2, опирающейся на ограничитель 13, поршня 8 и ампул 4 со скрепляющим материалом. Анкер насаживается на установочную штангу со стороны опорного кольца 3, имеющего внутреннее отверстие,повторяющее профиль установочной штанги и далее вводится в устье шпура до упора опорной плиты 2 в породу. Установочной штангой проталкивают поршень 8 внутри трубы и выталкивают ампулы 4 в свободное пространство шпура. После выдавливания всех ампул, поршень 8 упирается в торец эллипса 5, при этом смеситель 9 выходит за торец анкера и жестко фиксируется в отверстии эллипса. Установочной штанге придают вращательно-поступательное движение,в результате этого ограничитель опорной плиты либо попадает в высечку 14 на опорной плите 2, либо происходит сдвиг (срез штифта 12) ограничителя 13 и анкер входит в шпур, перемешивая ампулы смесителем 9 и режущими элементами 6 на эллипсе 5. Перемешанный скрепляющий материал затекает в пространство между анкером и стенками шпура. После полного введения анкера в шпур до прижатия опорной плиты в породу, останавливают вращение установочной штанги и удерживают ее в таком положении до отверждения скрепляющего материала. После этого установочная штанга извлекается из полости анкера, анкер считается установленным. Благодаря тому, что поршень 8 выполнен в виде сэндвича из металлических шайб 10 и эластичного вкладыша 11, обеспечивается герметизация внутренней полости анкера от попадания в нее скрепляющего материала. Таким образом, конструкция анкера и способ его установки позволяют - снизить трудоемкость установки анкеров,за счет отсутствия дополнительного специального оборудования и исключения технологической операции по 3 предварительному (до установки анкера) введению скрепляющего материала в шпур - повысить полноту заполнения пространства между анкером и стенками шпура, за счет сохранности ампул при их введении в шпур и удержании в нем до момента введения анкера - обеспечить качественное крепление, за счет полного перемешивания ампул со скрепляющим материалом смесителем и боковыми режущими элементами, и за счет переменного профиля трубчатого корпуса. Кроме того, при использовании анкера с продольной прорезью по всей длине анкера,снижается трудоемкость его изготовления, за счет исключения операции по сварке продольной прорези. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Анкер, включающий трубу с эллипсовидным наконечником, опорным кольцом, опорной плитой и скрепляющим материалом, отличающийся тем, что внутри трубы размещен поршень с ножомсмесителем, с возможностью перемещения вдоль трубы до упора в эллипсовидный наконечник, при этом на внешней поверхности трубы установлен ограничитель опорной плиты, а внутренний профиль нижнего торца трубы повторяет профиль установочной штанги. 2. Анкер по п.1, отличающийся тем, что на нижнем торце анкера имеется шайба с отверстием под установочную штангу. 3. Анкер по п.1, отличающийся тем, что трубчатый корпус по периметру и длине имеет переменный профиль. 4. Анкер по п.1, отличающийся тем, что поршень выполнен в виде сэндвича из металлических шайб и расширяющегося уплотнителя. 5. Анкер по п.1, отличающийся тем, что опорная плита имеет высечку под ограничитель. 6. Анкер по п.1, отличающийся тем, что ограничитель опорной плиты выполнен из любого материала при этом, усилие сдвига ограничителя выше усилия сдвига поршня и (или) силы трения поршня в корпусе анкера. 7. Анкер по п.1, отличающийся тем, что ограничитель опорной плиты закреплен на оптимальном расстоянии от торца анкера, которое определяется размерами анкера и шпура. 8. Анкер по п.1, отличающийся тем, что эллипсовидный наконечник выполнен с режущими элементами. 9. Анкер по п.1, отличающийся тем, что корпус анкера выполнен из двух труб, при этом одна,наружная труба, может быть выполнена с продольной прорезью, а вторая, внутренняя цельной. 10. Способ установки анкера, включающий бурение шпура, введение в шпур скрепляющего материала и трубчатого анкера, отличающийся тем, что трубчатый анкер, предварительно заполняют ампулами со скрепляющим материалом,вводят анкер в устье шпура, на расстояние зафиксированное ограничителем опорной плиты,после этого, ампулы выдавливают из анкера в шпур установочной штангой, проворачивают трубу до вывода ограничителя в высечку на опорной плите или сдвига ограничителя,поступательновращательным движением перемешивают скрепляющий материал ампул в шпуре и доводят анкер до упора опорной плиты в породу, после схватывания скрепляющего материала извлекают установочную штангу из анкера.