Трубчатый крепежный элемент для крепления горных пород

Трубчатый крепежный элемент для крепления горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления горных пород при строительстве метро и тоннелей. Цель - упрощение конструкции и обеспечение снижения ее стоимости. Корпус 1 крепежного элемента выполнен из пластичного материала с радиальной деформацией наружу и имеет в поперечном сечении форму кольца, продольную щель и открытый концевой участок с фланцем 2. Внутри корпуса размещена эластичная емкость k. Форма и размер емкости Ц в поперечном сечении идентичны форме и размеру поперечного сечения корпуса 1. В качестве пластичного материала использована мягкая сталь. На концевом участке размещена опорная пластина 3 с возможностью взаимодействия с фланцем 2. Емкость k является частью монтажного инструмента 5 который устанавливается в корпус 1 и служит для установки крепежного элемента в скважину 11. При подаче в емкость k давления она расширяется и прижимает корпус 1 к скважине 11. Корпус 1 пластически деформируется, расширяется в скважине 11 и передает ей силу, при которой скважина 11 расширяется при упругой деформации горной породы. Затем с емкости 4 снимается давление и инструмент 5 удаляется , оставляя корпус 1 закрепленным в скважине 11. Пластическая деформация корпуса 1 из-за неправильности формы скважины усиливает закрепление. 1 з.п.ф-лы, 19 ил. г to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

41 АЗ ц9) П1) (51)5 Е 21 D 20/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н IlATEHTV

Эиг.f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 4028709/03 (22) 16,12.86 (46) 07.01,92. Бюл. 1 1 (71) Атлас Копко Актиеболаг (SE) (72) Лорне Роберт Херрон (СА) (53) 622.281.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1232812, кл, Е 21 D 20/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР и 607884, кл. Е 02 0 5/80, 1977. (54) ТРУБЧАТЫЙ КРЕПЕЖНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для крепления горных пород при строительстве метро и тоннелей. Цель - упрощение конструкции и обеспечение снижения ее стоимости. Корпус 1 крепежного элемента выполнен из пластичного материала с радиальной деформацией наружу и имеет в поперечном сечении форму кольца, продольную щель и открытый концевой участок с фланцем 2.

Внутри корпуса размещена эластичная

2 емкость 4 ° Форма и размер емкости 4 в поперечном сечении идентичны форме и размеру поперечного сечения корпуса 1. В качестве пластичного материала использована мягкая сталь.

На концевом участке размещена опорная пластина 3 с возможностью взаимодействия с фланцем 2. Емкость 4 является частью монтажного инструмента 5, который устанавливается в корпус 1 и служит для установки крепежного элемента в скважину 11. При подаче в емкость 4 давления она расширяется и прижимает корпус 1 к скважине 11.

Корпус пластически деформируется, расширяется в скважине 11 и передает ей силу, при которой скважина 11 расширяется при упругой деформации горной породы. Затем с емкости 4 снимается давление и инструмент 5 удаляется, оставляя корпус 1 закрепленным в скважине 11. Пластическая деформация корпуса 1 иэ-эа неправильности формы скважины усиливает закрепление.

1 з.п,ф-лы, 19.ил.

1704641

Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению горных пород, и может быть использовано при строительстве метро и тоннелей.

Целью изобретения является упрощение конструкции и обеспечение снижения ее стоимости.

На фиг. 1 изображен крепежный элемент, размещенный в скважине, общий вид; на фиг, 2 - крепежный элемент с

Расширенной эластичной емкостью; на фиг. 3 - крепежный элемент после извлечения эластичной емкости; на фиг.4-11 " крепежный элемент, различные модификации, поперечное сечение; на фиг. 12 - схема установки крепежного элемента в кровлю выработки, тоннеля, на фиг. 13-17 - корпус, различные модификации, поперечное се- 20 чение, на фиг. 18 - схема щели крепежного элемента, вариант исполнения, на фиг.19 - крепежный элемент с заплечиком для опорной пластины, продольный Разрез.

Крепежный элемент для горных пород содержит трубчатый корпус 1, выполненный из металла, например из мягкой стали. Один из концов трубки выполнен в виде фланца 2, который 30 служит для поддержания опорной пластины 3 горной породы. В корпусе

1 размещена эластичная емкость выполненная, например, из шланга или армированной резины, являющаяся частью монтажного инструмента 5, Эластичная емкость 4 установлена на основании 6 и ее конец уплотнен на этом основании 6. Последнее установлено на стержне 7. Через шланг 40

8, связанный с насосом 9 через впускной клапан 10, можно подводить жидкость под давлением в эластичную емкость 4 монтажного инструмента 5 с целью создания радиального расшире- д ния, Монтажный инструмент 5 сначала устанавливается в корпус крепежного элемента 1 и служит для установки этого крепежного элемента в скважину 11. Затем производится включение впускного клапана 10 для подачи давления в эластичную емкость 4, чтобы получить расширение, в результате чего емкость 4 прижимает корпус крепежного элемента 1 к скважине с такой силой, что он пластически деформируется и расширяется в скважине и передает ей силу, под действием которой скважина расширяется при упругой деформации горной породы, Корпус крепежного элемента 1 также пластически деформируется в соответствии с неровностями скважины 11. Затем с эластичной емкости 4 монтажного инструмента 9 снимается давление, и монтажный инструмент 5 удаляется, оставляя корпус крепежного элемента

1 закрепленным в скважине, Упруго деформированная горная порода усаживается больше, чем пластически деформированный крепежный элемент 1, и между крепежным элементом и скважиной имеет место усадочное сопряжение, которое закрепляет крепежный элемент силой трения. Пластическая деформация из-за неровностей усиливает это закрепление. Крепежный элемент 1 выгодно выполнять из мягкой стали, а гидравлическое давление может быть равно, например, 50-100 МПа (500-1000 бар).

Стенки скважины никогда не являются гладкими, и часто скважина является не полностью прямой, а немного спиральной. Кроме этого, нетрудно пробурить скважину, являющуюся менее прямой и менее гладкой, чем обычно. Пластическая деформация крепежного элемента из-за неправильности формы скважины усиливает закрепление. В некоторых случаях имеет место пластическая деформация горной поро" ды в зависимости от вида последней.

Корпус 1 крепежного элемента 1 может иметь длину, например, 1-3 и или более и может использоваться в скважине с диаметром, например 2545 мм, На фиг.1-19 крепежный элемент показан укороченным. Эластичная емкость 4 монтажного инструмента 5 может иметь приблизительно такую же длину, как и крепеж ый элемент, чтобы была возможность расширения по всей длине крепежного элемента, Она может также быть более короткой, чем крепежный элемент, и может использоваться для расширения части крепежного элемента, после чего производится снятие давления и перемещение тела в крепежном элементе с целью расширения другой части крепежного элемента, чтобы в конце концов получить расширение всего крепежного элемента. Иногда может быть желательно расширить только часть крепежного элемента, например его часть вблизи

i-04641 забоя скважины, чтобы образовать элемент, закрепленный у вершины.

Крепежный элемент может быт ь различных модификаций. Крепежный элемент включает в себя корпус 1 - круговую гоФрированную стальную трубку. Roaможен вариант крепежного элемента, когда трубчатый корпус 1 крепежного элемента имеет плоский участок 12 и щель 13, расположенную напротив плоского участка, в результате чего образуются два участка 14 и 15. Плоский участок l2 прижимается к сважине с помощью эластичной емкости 4, а после снятия давления из шланга площадь первоначального плоского участка 12 выполняет роль пружины для прижатия участков 14 и 1 наружу и улучшения закрепления силой трения, Между корпусом 1 крепежного элемента, на площади первоначального плоского участка 12, и горной породой после закрепления крепежного элемента, ьзроятно, имеет место зазор. 25

На фиг.14-l7 показаны модифицированные схемы крепежного элемента со щелью. На фиг. 15 корпус 1 имеет круглое поперечное сечение. Щель может быть прямой (фиг.10-13) или может иметь вид,показанный на фиг.18. Одна кромка 16 при этом является волнистой, а другая кромка 17 - зубчатой. Здесь всегда имеются такие зубьям на зубчатой кРомке 17, которые взаимодействуют с волнистой кромкой 16 с целью предотвращения усадки и, следовательно, увеличения силы закрепления °

Трубчатый корпус 1 на фиг.16 имеет перекрывающиеся продольные кромки. 4р

Корпус 1 на фиг.14 имеет изогнутые кромки, приходящие в контакт одна с другой. Между этими кромками может также оставаться открытая щель. На фиг.17 показаны три различных способа 45 создания неровностей на внешней поверхности корпуса 1. Металлическая полоса, образующая корпус 1, может иметь выступающие мес1 а 18 т<.чс" ной сварки, Она может быть обрабо1ана керном с образованием выступов 19 или на ней может быть образоьана накатка 20 Путем создания неровностей на поверхности любыми способами силу вытягивания крепежного. элемента обычно можно увеличить.

На фиг.19 показана другая форма фланца 2. К корпусу 1 с помощью сварки трением присоединен цилиндр 21 с целью образования" опоры для опорной пластины 3, взаимодействующей с горной породой.

Необязательно, чтобы расширяюще-! еся тело являлось частью монтажного инструмента, вместо этого можно сначала вводить в скважину крепежный элемент, а затем вставлять в него расширяющееся тело. формула и з о б р е т е н и я

1. Трубчатый крепежный элемент для крепления горных пород, состоящий из корпуса, выполненного из пластичного материала с радиальной деформацией наружу, имеющего в поперечном сечении форму кольца и внутри которого размещена эластичная емкость, o ò л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения снижения ее стоимости, корпус выполнен с продольной щелью и имеет открытый концевой участок, выполненный с фланцем, а форма и размер эластичной емкости в поперечном сечении идентичны форме и размеру поперечноного сечения корпуса.

2. Элемент по п.l, о т л и ч аю шийся тем, что на концевом участке размещена опорная пластина с воэможностью взаимодействия с фланцем.

1704641

Риг б

17 )46()1

12 (P z, 10

Цгиа. 19

1704641

Ри .16

1Риг. 17

f7

16 Риг, 18

Составитеззь Л,Березкина

Редактор И.Горная техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 785 Тираж

l Подписное

В!66 ПИ Государственного к,зн тетз но изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Рауиская наб., д, 4/5

Производственно-и эдате. ьгк.ни к нбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101