анкер

Формула изобретения

Анкер, включающий штангу, распорный шарик, опорную шайбу и натяжную гайку, отличающийся тем, что в штанге со стороны замкового конца выполнено осевое отверстие, переходящее в направляющий паз, проходящий по боковой поверхности штанги и имеющий форму спирали с углом подъема не более 30° и плавно уменьшающуюся от замкового конца глубину, при этом увеличено количество распорных шариков, установленных в осевом отверстии с помощью фиксирующей шпонки и стержня с возможностью перемещения в направляющий паз после досылки анкера в забой скважины.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к горному делу и может быть использовано для анкерного крепления горных выработок.

Известен анкер (патент РФ №2029094, E 21 D 21/00, опубл. в БИ №5 за 1995 г.), включающий штангу с ограничительным кольцом и клиноконической головкой, распорные полувтулки, опорную плиту, натяжную гайку и установочную пружину в виде упругих распорных пластин с отогнутыми концами, которые закреплены на наружных стенках нижних концов полувтулок. Концы упругих распорных пластин изогнуты под углом 50-55°, а расстояние между концами больше диаметра скважины.

Недостатком данного анкера является относительная сложность его изготовления и установки.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является податливый анкер (патент РФ №2012817, E 21 D 21/00, опубл. в БИ №9 за 1994 г.), включающий штангу с конусообразным элементом на ее замковом конце, распорный шарик, опорную шайбу и натяжную гайку. На замковом конусообразном конце анкер имеет упорный выступ для ограничения перемещения распорного шарика.

Недостатком данного анкера является то, что сцепление анкера со скважиной обеспечивается взаимодействием между конусообразной поверхностью анкера и шариком, внедряющимся в боковую поверхность скважины, что не обеспечивает необходимой надежности закрепления анкера в ней, так как один распорный шарик не обеспечивает сцепления с различными по прочности породами. Также к недостаткам данного анкера можно отнести то, что несущая способность анкера увеличивается пропорционально продвижению распорного шарика вниз, а вместе с ним и всей штанги, что может привести к зависанию верхняка, то есть к выходу его из контакта с вмещающими породами.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности работы анкера за счет повышения надежности закрепления его в скважине и устранения недостатка прототипа, связанного с зависанием верхняка и выходом его из контакта с вмещающими породами.

Поставленная цель достигается тем, что в анкере, состоящем из штанги, распорного шарика, опорной шайбы и натяжной гайки, согласно техническому решению, в штанге со стороны замкового конца выполнено осевое отверстие, переходящее в направляющий паз, проходящий по боковой поверхности штанги и имеющий форму спирали с углом подъема не более 30°, что обеспечивает самозапирающий эффект, а его глубина плавно уменьшается от замкового конца. Увеличено количество распорных шариков. Они установлены в осевом отверстии с помощью фиксирующей шпонки и стержня с возможностью перемещения в направляющий паз после досылки анкера в забой скважины. Распорные шарики после начала работы фиксируются в направляющем пазу на различной глубине по боковой поверхности штанги, внедряясь в стенки скважины, и обеспечивают более надежное сцепление с различными по прочности слоями вмещающих скважину пород, повышая надежность закрепления анкера в скважине. Спиральная форма и плавно уменьшающаяся от замкового конца глубина направляющего паза обеспечивают закрепление анкера при вращательно-поступательном движении его в сторону забоя скважины (вворачивании), поэтому зависание верхняка исключено.

Сущность технического решения поясняется описанием конструкции анкера и чертежами: фиг.1, на которой показан анкер до начала работы, на фиг.2 показано возможное положение распорных шариков, двигающихся по направляющему пазу, после начала работы, на фиг.3 - вид сверху на анкер в скважине до начала работы.

Анкер состоит из штанги 1 (фиг.1-3), в которой со стороны замкового конца выполнено осевое отверстие 2, переходящее в направляющий паз 3, проходящий по боковой поверхности штанги и имеющий форму спирали с углом подъема не более 30°, а его глубина плавно уменьшается от замкового конца. В конструкцию анкера также входят распорные шарики 4, которые установлены в осевом отверстии 2 при помощи фиксирующей шпонки 5 и стержня 6, опорная шайба 7 и натяжная гайка 8.

Анкер работает следующим образом. Предварительно в осевом отверстии 2 устанавливают распорные шарики 4 и стержень 6, которые закрепляют в осевом отверстии 2 фиксирующей шпонкой 5. Затем анкер вводят в скважину до упора в забой и резким нажатием штанги 1 производят разрушение фиксирующей шпонки 5. Распорные шарики 4 освобождаются и скатываются вниз по осевому отверстию 2 в направляющий паз 3. Затем при вращении штанги 1, например, по часовой стрелке, распорные шарики 4, перемещаясь по направляющему пазу 3, вдавливаются в стенку скважины. Для обеспечения оптимальной работы анкера его вращение целесообразно производить до момента, когда первый из распорных шариков 4 переместится до конца направляющего паза 3. После этого на штангу 1 устанавливают опорную шайбу 7 и, навинчивая натяжную гайку 8, создают предварительное натяжение анкера в скважине.