устройство для крепления горных выработок

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающее инъекционную трубку и размещаемую в скважине жесткую тягу, обращенный к забою конец которой имеет жестко прикрепленные к тяге коротыши и упирающуюся в них со стороны устья скважины грузовую, пластину, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно снабжено дополнительной защитной пластиной, прикрепленной к свободным концам коротышей, при этом концы коротышей выведены за торец тяги в сторону забоя скважины, а инъекционная трубка доведена до защитной пластины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и предназначено для закрепления различных конструктивных элементов на контуре выработок.

Известно устройство для крепления горных выработок, включающее инъекционную трубку и размещаемую в скважине жесткую тягу, обращенный к забою конец которой имеет жестко прикрепленные к тяге коротыши и упирающуюся в них со стороны устья скважины грузовую пластину, при этом инъекционная трубка доведена до грузовой пластины [1].

Известное устройство характеризуется низкой надежностью в работе. Доведение инъекционной трубки только до грузовой пластины практически исключает прохождение инъекционного раствора до торца тяги, вследствие чего конец тяги и коротыши оказываются без цементной защиты, с течением времени разрушаются и перестают служить упором для грузовой пластины.

Кроме того, сама грузовая пластина тоже лишенная цементной защиты со стороны забоя скважины, также разрушается. Вследствие этого устройство быстро выходит из строя. Этот недостаток усугубляется при наличии воды в скважине, а также илистого осадка и бурового шлама, в который может погрузиться тяга до упора в грузовой диск. При монтаже анкера в наклонную скважину грузовая пластина соскабливает буровой шлам и продукты осыпания из ослабленных зон с нижней части ствола скважины (или срезает породу со стенок при слабых породах), что увеличивает опасность закрытия коротышей и грузового диска грунтовым материалом, препятствующим их оцементированию, вследствие чего повышается их коррозия.

Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе.

Достигается это тем, что устройство для крепления горных выработок, содержащее инъекционную трубку и размещаемую в скважине жесткую тягу, обращенный к забою конец которой имеет жестко прикрепленные к тяге коротыши и упирающуюся в них со стороны устья скважины грузовую пластину, согласно изобретению снабжено дополнительной защитной пластиной, прикрепленной к свободным концам коротышей, при этом концы коротышей выведены за торец тяги в сторону забоя скважины, а инъекционная трубка доведена до защитной пластины.

Благодаря защитной пластине и ее расположению ниже торца тяги, а также благодаря доведению инъекционной трубки до этой пластины, между последней и торцем тяги образуется полость, куда изливается инъекционный раствор при нагнетании его по инъекционной трубке в скважину. После заполнения этой полости раствор двигается вверх, со всех сторон обволакивая узел передачи нагрузки (тягу, коротыши и грузовую пластину), а если тяга состоит из нескольких стержней, то раствор заполняет и внутренние зазоры тяги. Вследствие этого узел передачи нагрузки весь оказывается покрытым инъекционным раствором, что обеспечивает его защиту от коррозии. Защитная пластина препятствует также погружению конца тяги в илистый осадок, а в наклонных скважинах играет роль скребка, сгребающего шлам, щебень и слабый грунт вниз, предохраняя узел передачи нагрузки от забивания в него инородного материала, что повышает качество закрепления устройства и уменьшает возможность заклинки при монтаже его в скважине. При этом защитная пластина играет дополнительную роль центрирования тяги по сечению скважины, что обеспечивает равномерный защитный слой цементного камня вокруг тяги, увеличивая ее долговечность. Кроме того, наличие защитной пластины и удлинение коротышей создают дополнительное повышение прочности заделки.

На фиг. 1 показан общий вид установленного в скважину устройства; на фиг. 2,3,4 и 5 даны соответственно поперечные сечения по А-А, Б-Б, В-В, Г-Г на фиг.1; на фиг.6 показан узел I на фиг.1 (на этой фигуре условно показан только один коротыш, поз. 4); на фиг.7 дан вариант исполнения защитной пластины с эластичной накладкой; на фиг.8 дан вариант закрепления защитной пластины на коротышах с возможностью поперечных смещений относительно продольной оси анкера.

Устройство включает жесткую тягу 1, состоящую из одного или нескольких стержней, инъекционную трубку 2, натяжное приспособление 3, выступающие за торец тяги коротыши 4, жестко прикрепленные к ней, грузовую пластину 5, прикрепленную к тяге 1 с упором в коротыши 4, и защитную пластину 6, прикрепленную к коротышам напротив пластины 5. Инъекционная трубка может быть прикреплена к защитной пластине, в результате чего исключается возможность отхода ее вбок и зацепление о выступы скважины или забивание соскребаемым со стенок грунтом. Выходное отверстие трубки направлено в сторону продольной оси тяги, что уменьшает вероятность закупоривания инъекционной трубки илом и создает условия лучшего обволакивания тяги раствором. Защитная пластина может быть снабжена эластичной накладкой 7, а также может быть выполнена обтекаемой формы и иметь возможность поперечных смещений для уменьшения сопротивления движению по скважине.

Монтаж устройства производится следующим образом.

К жесткой тяге 1, состоящей из одного или нескольких стержней, например арматуры периодического профиля, прикрепляют инъекционную трубку 2, натяжное устройство 3, коротыши 4, пластины 5 и 6 (чаще всего в форме дисков), причем все соединения выполняют с помощью, например, электросварки. Инъекционную трубку доводят до защитной пластины 6. Собранное таким образом устройство погружают в скважину, при этом буровой шлам в наклонных скважинах сгребается защитной пластиной 6 (или пластиной 6 с накладкой 7), которая по достижении нижней части скважины препятствует погружению тяги с коротышами в илистый осадок. После этого начинают инъектировать твердеющий состав, например цементный раствор, по инъекционной трубке 2. Раствор, выходя из изливного отверстия трубки около защитной пластины 6, сначала заполняет полость между этой пластиной и торцом тяги, а затем начинает подниматься вверх вокруг тяги, заполняя скважину на расчетной длине. Благодаря накладке 7 в обводненных скважинах будет исключено осаждение раствора ниже пластины 6 (через монтажный зазор, образованный разностью диаметров защитной пластины и скважины) и проникновение воды в зону заделки, в результате чего будет устранено разжижение инъекционного раствора. Кроме того, при наличии эластичной накладки 7 будет полностью устранена возможность выдавливания ила из-под защитной пластины и улучшится сгребание шлама и щебня при монтаже устройства.

После затвердения раствора тяга может быть напряжена на заданное усилие.

Данное устройство обеспечит надежность и долговечность его в эксплуатации за счет обеспечения высококачественного заполнения твердеющим составом узла передачи нагрузки.