RU2044887C1

RU2044887C1 - Yielding roof bolting

Info

Publication number: RU2044887C1
Application number: RU93004362A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Егорович Башкеев; Сергей Алексеевич Логашкин; Юрий Николаевич Малышев; Ангелина Григорьевна Морева
Original assignee: Сергей Алексеевич Логашкин
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1995-09-27
Also published as: BR9403853A; WO1994017262A2; AU5893594A; PL305545A1; CA2132536A1; WO1994017262A3

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: yielding roof bolting has metal rod and anchoring member. The latter is made in form of volume capable of expansion with axial fold. Axial fold accommodates metal rod. EFFECT: higher efficiency. 15 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к крепежному оборудованию, а именно анкерной податливой крепи. The invention relates to the mining industry, and more specifically to fastening equipment, namely, ductile support lining.

Известна анкерная податливая крепь, содержащая волнообразный стержень с замком, размещенным на дне скважины. Стержень размещен в обойме, выполненной в виде упругих металлических волнистых полос, которые связаны между собой по концам растягивающимися прижимными хомутами. Степень податливости определяется волнами стержня и ограничивается его выпрямлением. Распрямлению стержня препятствуют волны обоймы за счет сил трения при перемещении их по стенкам скважины [1]
Ограниченная податливость и небольшая несущая способность в податливом состоянии не позволяет распространить использование известной крепи достаточно широко. Кроме того данная конструкция комплектуется дорогостоящими элементами.Known anchor pliable support containing a wave-like rod with a lock located at the bottom of the well. The rod is placed in a holder made in the form of elastic metal wavy strips that are interconnected at the ends by stretching clamps. The degree of compliance is determined by the waves of the rod and is limited by its straightening. Rod straightening is prevented by cage waves due to friction forces when moving them along the walls of the well [1]
Limited malleability and low bearing capacity in a malleable state does not allow the widespread use of the known lining. In addition, this design is equipped with expensive elements.

Известна также штанговая крепь, включающая металлический стержень, имеющий рифленую поверхность, распорный элемент в виде эластичного баллона, который установлен в продольном вырезе, выполненном в стержне. А элементы рифления стержня выполнены в виде подвижных подпружиненных штырей [2]
Данная конструкция, хотя и обладает податливостью, но весьма и весьма ограниченной, поскольку элементы рифления выполнены таким образом, что они не скользят по стенкам скважины, а жестко с ней взаимодействуют, незначительно сдвигаясь вдоль стенок скважины вместе с движением горных пород под собственным весом, т.е. способствуют расслоению кровельных пород. Конструкция достаточно сложна в изготовлении, поэтому надежность ее невелика, а в связи с ограничением податливости достаточно небольшими величинами ограничивается область ее использования.Also known rod support, including a metal rod having a grooved surface, a spacer element in the form of an elastic balloon, which is installed in a longitudinal cutout made in the rod. And the elements of the corrugation of the rod are made in the form of movable spring-loaded pins [2]
This design, although it is flexible, is very, very limited, since the corrugation elements are made in such a way that they do not slip along the walls of the well, but interact rigidly with it, slightly moving along the walls of the well with the movement of rocks under their own weight, t .e. contribute to the separation of roofing rocks. The design is quite complicated to manufacture, therefore, its reliability is low, and due to the limitation of compliance, the scope of its use is limited by sufficiently small values.

Наиболее близкой к предлагаемой является анкерная податливая крепь, включающая металлический стержень и распорный элемент, выполненный в виде способного к расширению объема, выполненного с одной аксиальной складкой, образующей полость, а металлический стержень расположен в полости аксиальной складки объема [3]
Недостатком ее является сложность выполнения и недостаточная надежность.Closest to the proposed is a malleable anchor support, including a metal rod and a spacer element, made in the form of expandable volume, made with one axial fold forming a cavity, and the metal rod is located in the cavity of the axial volume fold [3]
Its disadvantage is the complexity of execution and lack of reliability.

Цель изобретения возможность расположения элементов анкерной податливой крепи для обеспечения регулирования степени податливости при простоте конструкции. The purpose of the invention, the possibility of arranging elements of an anchor pliable support to provide regulation of the degree of compliance with simplicity of design.

Цель достигается тем, что в анкерной податливой крепи, включающей металлический стержень и распорный элемент, выполненный в виде способной к расширению емкости, последняя выполнена с продольной складкой, образующей полость, а металлический стержень расположен в полости аксиальной складки распорного элемента. The goal is achieved by the fact that in an anchor pliable support, including a metal rod and a spacer element, made in the form of expandable capacity, the latter is made with a longitudinal fold forming a cavity, and the metal rod is located in the cavity of the axial fold of the spacer element.

В зависимости от того, какой величиной податливости должен обладать анкер, что определяется горно-геологическими условиями использования крепи, металлический стержень может быть расположен по всей длине складки, может быть короче величины длины складки и выполнен по длине большей, чем длина аксиальной складки, т.е. с выступающим внутренним кольцом. Последнее позволяет удлиняться крепи за счет выдвижения внешнего конца металлического стержня, без потери несущей способности, поскольку длина взаимодействия металлического стержня со стенкой скважины при этом не меняется. Сама же аксиальная складка может быть расположена продольно, т.е. параллельно продольной оси симметрии объема, а может и под углом. Depending on the amount of compliance the anchor must have, which is determined by the geological conditions for the use of lining, the metal rod can be located along the entire length of the fold, can be shorter than the length of the fold and made longer than the length of the axial fold, t. e. with protruding inner ring. The latter allows the lining to be extended by extending the outer end of the metal rod without loss of bearing capacity, since the length of interaction of the metal rod with the wall of the well does not change. The axial fold itself can be located longitudinally, i.e. parallel to the longitudinal axis of symmetry of the volume, and maybe at an angle.

Крепь для большей ее жесткости может быть снабжена втулками, установленными на концах распорного элемента и обжимающими его концы. При этом повышается надежность герметизации емкости в случае наличия у нее торцовых сварных швов, а также технологичность изготовления и использования отверстия для подачи под давлением рабочей среды внутрь емкости. The support for its greater rigidity can be equipped with bushings mounted on the ends of the spacer element and compressing its ends. This increases the reliability of sealing the container in the case of the presence of butt welds, as well as the manufacturability of the manufacture and use of the hole for supplying pressure of the working medium inside the tank.

Втулки целесообразно устанавливать на концах распорного элемента жестко, например, с помощью сварных швов. Концы металлического стержня, расположенного в полости аксиальной складки распорного элемента, могут быть пропущены через втулки, которые обжимают концы распорного элемента, а могут быть пропущены с внешней поверхности втулок. При этом втулки могут быть расположены с наружной стороны распорного элемента, предохраняя от воздействующих усилий при расширении распорного элемента сварной шов на его торце. Могут быть втулки расположены и внутри полости аксиальной складки, вокруг металлического стержня. В этом случае стержень продвигается внутри этих втулок, взаимодействуя с их внутренней поверхностью. Это целесообразно тогда, когда поверхность металлического стержня выполнена неровной, например, рифленой, и при продвижении стержня вдоль складки в рабочем положении возникает опасность повреждения герметичности емкости. Втулка внешняя и внутренняя могут быть соединены перемычкой, расположенной в щели аксиальной складки. Это целесообразно по технологическим соображениям, если втулки выполняются в виде колец методом штамповки, и для их установки в один прием при монтаже крепи. It is advisable to install the bushings at the ends of the spacer element rigidly, for example, using welds. The ends of the metal rod located in the cavity of the axial folds of the spacer element can be passed through the bushings, which compress the ends of the spacer element, and can be passed from the outer surface of the bushings. In this case, the bushings can be located on the outside of the spacer element, protecting against acting forces when expanding the spacer element of the weld at its end. There may be bushings located inside the cavity of the axial fold, around a metal rod. In this case, the rod moves inside these bushings, interacting with their inner surface. This is advisable when the surface of the metal rod is made uneven, for example, corrugated, and when moving the rod along the fold in the working position, there is a danger of damage to the tightness of the container. The sleeve external and internal can be connected by a jumper located in the slit of the axial fold. This is advisable for technological reasons, if the bushings are made in the form of rings by stamping, and for their installation in one step during the installation of the lining.

Для ограничения степени податливости металлического стержня его внутренний конец целесообразно выполнять с каким-либо ограничителем перемещения металлического стержня, для чего внутренний его конец выполняют, например, изогнутым или расплющенным. To limit the degree of compliance of the metal rod, it is advisable to carry out its inner end with some kind of limiter for the movement of the metal rod, for which its inner end is, for example, curved or flattened.

На фиг.1 изображена анкерная крепь с продольной аксиальной складкой; на фиг. 2 анкерная крепь в рабочем положении с втулками; на фиг.3 анкерная крепь, у которой наружный конец металлического стержня взаимодействует с внешней поверхностью втулки; на фиг.4 то же, в рабочем положении; на фиг.5 анкерная крепь, у которой внутренний конец металлического стержня выполнен изогнутым. Figure 1 shows the anchor support with a longitudinal axial fold; in FIG. 2 anchor support in working position with bushings; figure 3 anchor support, in which the outer end of the metal rod interacts with the outer surface of the sleeve; figure 4 is the same in the working position; figure 5 anchor support, in which the inner end of the metal rod is made curved.

Анкерная крепь содержит металлический стержень 1, расположенный в продольной аксиальной складке способной к расширению емкости 2. Крепь может быть выполнена с втулками 3, установленными на концах распорного элемента 2. При этом концы металлического стержня 1 могут быть расположены как внутри втулок 3, так и снаружи их. На фиг.3 показан вариант, когда только внешний конец взаимодействует с внешней поверхностью втулки 3. Внутренний конец металлического стержня 1 может быть выступающим и дополнительно загнутым, например, таким образом, что взаимодействует со стороной внешней поверхности распорного элемента 2. На чертеже также изображены опорная плита 4 и гайка 5. Anchor support comprises a metal rod 1 located in a longitudinal axial fold capable of expanding the capacity 2. The support can be made with bushings 3 mounted on the ends of the spacer element 2. The ends of the metal rod 1 can be located both inside the bushings 3 and outside their. Figure 3 shows a variant where only the outer end interacts with the outer surface of the sleeve 3. The inner end of the metal rod 1 can be protruding and additionally bent, for example, in such a way that it interacts with the side of the outer surface of the spacer element 2. The figure also shows the supporting plate 4 and nut 5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В пробуренную скважину вводят в собранном виде анкерную крепь. В отверстие для подачи давления (на чертежах не показано) подают рабочую среду под давлением. Распорный элемент 2, расширяясь, вытесняет из полости складки металлический стержень 1 и прижимает его к стенке скважины. При установке анкера 1 в рабочее состояние возможен вариант, когда емкость расширяют с надетой опорной плитой 4 и гайкой 5. В случае, если после расширения емкости опорная плита 4 недостаточно плотно контактирует с кровлей выработки, ее подтягивают гайкой 5. В процессе изменения горного давления и структурного состояния массива горных пород в месте установки анкерной крепи возрастают нагрузки на металлический стержень. При достижении ими значения большего, чем величина суммарной силы, удерживающей от сдвижения металлический стержень 1 относительно распорного элемента 2, ничто не мешает стержню 1 податься по направлению воздействующей на него силы. Движение будет осуществляться до момента уравновешивания этих двух сил: нагрузки и силы трения. An anchored support is introduced into the drilled well in assembled form. A pressure medium is supplied to the pressure supply port (not shown in the drawings). The spacer element 2, expanding, displaces the metal rod 1 from the fold cavity and presses it against the well wall. When installing anchor 1 in a working state, it is possible that the container is expanded with the base plate 4 and nut 5 put on. If, after expanding the capacity, the base plate 4 is not in tight contact with the roof of the mine, it is tightened with nut 5. In the process of changing the rock pressure and the structural state of the rock mass at the installation site of the anchor lining increases the load on the metal rod. When they reach a value greater than the total force holding the metal rod 1 from moving relative to the spacer element 2, nothing prevents the rod 1 from moving in the direction of the force acting on it. The movement will be carried out until the moment of balancing of these two forces: load and friction force.

Предлагаемое устройство анкерной податливой крепи просто в изготовлении, надежно в работе и обладает практически неограниченной степенью податливости. The proposed device supple anchor lining is easy to manufacture, reliable in operation and has an almost unlimited degree of compliance.

Claims

1. Anchor malleable fastener, comprising a spacer element in the form of an expandable container having at least one axial fold forming a cavity in which a rod is located having inner and outer ends, a support element, characterized in that the ends of the spacer element are installed bushings interacting with the rod, while the outer end of the rod is made protruding with the possibility of placing a supporting element on it.

2. The support according to claim 1, characterized in that the rod is made with a length shorter than the axial fold.

3. The support according to claim 1, characterized in that the inner end of the rod is made protruding.

4. Hold on PP. 1 and 3, characterized in that the inner end of the rod is equipped with a limiter compliance.

5. The support according to claims 1, 3 and 4, characterized in that the compliance limiter is made in the form of a curved end of the rod.

6. The support according to claims 1, 3 and 4, characterized in that the compliance limiter is made in the form of a flattened end of the rod.

7. The support according to claim 1, characterized in that the bushings are located on the outer surface of the spacer element.

8. Support according to claim 1, characterized in that the bushings are located in the cavity of the axial fold.

9. The support according to claims 1, 7 and 8, characterized in that the bushings are connected by a jumper.

10. The support according to claims 1, 7, 9, characterized in that the bushings are rigidly fixed at the ends of the spacer element.

11. The support according to claim 1, characterized in that the ends of the rod interact with the inner surface of the bushings.

12. The support according to claim 1, characterized in that at least the end of the rod interacts with the outer surface of the sleeve.

13. The support according to claim 1, characterized in that the fold is parallel to the longitudinal axis of symmetry of the spacer element.

14. The support according to claim 1, characterized in that the fold is located at an angle to the longitudinal axis of symmetry of the spacer element.

15. The support according to claim 1, characterized in that the thread is made at least at one end of the rod.