RU2166636C2

RU2166636C2 - Flexible anchor

Info

Publication number: RU2166636C2
Application number: RU97118201/03A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Ануфриев; А.В. Ремезов; А.Е. Майоров
Original assignee: Институт угля и углехимии СО РАН
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 2001-05-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: flexible anchor may be used in bolting of mine workings when required length of anchor exceeds mine working height. The flexible anchor has a load-carrying rod with supporting members on anchor head and tail end with wedge. Tail part of anchor has a distance sleeve with nut on its male thread connected, for instance, by means of thread connection to supporting sleeve whose opposite end is connected by means of thread with nut supporting wedge made in the form of pusher with balls located between load-carrying rod, surface inclined radially to cylindrical axial hole of supporting sleeve and surface of pushers in periphery direction. EFFECT: provision of prestressing of flexible anchor of deep location just after installation. 3 cl, 3 dwg

Description

Предложение относится к горной промышленности, в частности к анкерам для крепления контура выработок, когда необходимая длина анкера превосходит высоту выработки. The proposal relates to the mining industry, in particular, to anchors for securing the mine working contour when the required length of the anchor exceeds the working height.

Известен анкер шахтной крепи [1], включающий установленный в шпуре стержень из пропитанных связующим волокнистых прядей, сложенных вдвое и перекрученных с оставлением на конце петли, использующейся в качестве узла нагружения и снабженной коушем, вставленным внутрь. Known anchor mine lining [1], which includes a shaft installed in a hole made of fiber-impregnated fiber strands folded in half and twisted, leaving a loop at the end that is used as a loading unit and equipped with a thimble inserted inside.

Недостаток анкера состоит в отсутствии специального узла нагружения, обеспечивающего достаточное предварительное натяжение анкера. Кроме того, он не приспособлен для закрепления в шпуре минеральным заполнителем. The disadvantage of the anchor is the lack of a special loading unit that provides sufficient pre-tensioning of the anchor. In addition, it is not suitable for fixing in a borehole with mineral aggregate.

Наиболее близким аналогом [2] по технической сущности является анкер, включающий канатный грузонесущий стержень с поршневым элементом в головной части и пакер с клином на хвостовике. The closest analogue [2] in technical essence is an anchor, including a rope load-bearing rod with a piston element in the head and a packer with a wedge on the shank.

Недостаток анкера состоит в отсутствии элементов предварительного нагружения, а также в невозможности его использования для закрепления смолой, размещенной в шпуре, в картриджах, в начальный период установки анкера. The disadvantage of the anchor is the lack of preloading elements, as well as the impossibility of using it to fix the resin placed in the hole, in the cartridges, in the initial period of installation of the anchor.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение возможности предварительного натяжения гибкого анкера глубокого заложения сразу после установки. The aim of the invention is to provide the possibility of pre-tensioning a flexible deep anchor immediately after installation.

Гибкий анкер, включающий грузонесущий стержень с опорными элементами на головке анкера и хвостовике, клин, дополнительно снабжен в хвостовой части распорной втулкой с гайкой на ее внешней резьбе, присоединенной посредством, например, резьбового соединения к опорной втулке, противоположный торец которой соединен резьбой с гайкой, подпирающей клин, выполненный в виде толкателей с шариками, размещенными между грузонесущим стержнем, поверхностью, наклонной в радиальном направлении к цилиндрическому осевому отверстию опорной втулки, и поверхностью толкателей в окружном направлении. Опорный элемент анкера выполнен в виде втулок, спресованных на грузонесущем стержне, поверхность отверстия втулок выполнена профильной, повторяющей поверхность грузонесущего стержня. Спрессованная втулка опорного элемента головки анкера выполнена со скошенным под острым углом торцом со стороны устья скважины, взаимодействующим с таким же торцом смежной неопресованной скобы, в которой размещен грузонесущий стержень, причем на внешней поверхности скобы смонтированы упругие усы. A flexible anchor, including a load-bearing rod with support elements on the head of the anchor and the shank, a wedge, is additionally equipped in the rear part with a spacer sleeve with a nut on its external thread, connected, for example, by a threaded connection to the support sleeve, the opposite end of which is connected by a thread with a nut, a supporting wedge made in the form of pushers with balls placed between the load-bearing rod, a surface inclined in the radial direction to the cylindrical axial hole of the supporting sleeve, and rhnostyu pushers in the circumferential direction. The anchor support element is made in the form of bushings pressed on a load-bearing rod, the surface of the hole of the bushings is made profile, repeating the surface of the load-bearing rod. The compressed sleeve of the support element of the anchor head is made with an end face slanted at an acute angle from the side of the wellhead, interacting with the same end face of an adjacent unresolved bracket, in which a load-bearing rod is placed, and an elastic mustache is mounted on the outer surface of the bracket.

Дополнительная распорная втулка с внешней резьбой размещается в устье скважины и предназначена для осуществления предварительного натяжения. An additional spacer sleeve with an external thread is located at the wellhead and is designed for pre-tensioning.

Предварительное натяжение анкера создает некоторое объемное напряженное состояние приконтурного массива, блокируя свободное расслоение, разрушение, уменьшая смещения контура выработки. Pre-tensioning the anchor creates a certain volumetric stress state of the contour array, blocking free stratification, destruction, reducing displacement of the output contour.

Опорная втулка закрепляется на грузонесущем стержне, например стальном канате, посредством клина. Функцию клина выполняют шарики, которые более надежно заклинивают грузонесущий стержень в отличие от гладкого клина вследствие того, что шарики размещены в желобах между свивками и распираются о наклонную к цилиндрическому отверстию поверхность опорной втулки путем качения при вытягивании каната в процессе предварительного натяжения. The support sleeve is mounted on a load-bearing rod, for example a steel cable, by means of a wedge. The function of the wedge is performed by balls, which more reliably wedge the load-bearing rod in contrast to a smooth wedge due to the fact that the balls are placed in the grooves between the strands and burst against the surface of the support sleeve, which is inclined towards the cylindrical hole, by rolling when the rope is pulled during the preliminary tension.

Наклонная поверхность опорной втулки сближает шарики, которые сжимают канат. Далее канат не имеет возможности перемещения относительно втулки в осевом направлении вследствие того, что свивки не могут проскочить шарики, т.к. не могут уменьшить свой объем. Для того чтобы канат проскользнул по шарикам, ему необходимо вращение вокруг оси. Этой возможности у него нет из-за трения о стенки втулки и из-за того, что на входе втулки установлена шайба, выполненная с отверстием, повторяющим профиль каната. The inclined surface of the support sleeve brings together the balls that compress the rope. Further, the rope does not have the ability to move relative to the sleeve in the axial direction due to the fact that the strands cannot slip through the balls, because cannot reduce their volume. In order for the rope to slip along the balls, it needs rotation around the axis. He does not have this possibility due to friction against the walls of the sleeve and due to the fact that a washer is installed at the inlet of the sleeve, made with an opening that repeats the profile of the rope.

Внешний контур шайбы выполнен с параллельными прямолинейными кромками. Вставленная в гнездо втулки такого же внешнего профиля шайба не имеет возможности вращения, тем самым предотвращая проворот каната относительно опорной втулки. The outer contour of the washer is made with parallel rectilinear edges. The washer inserted into the sleeve socket of the same external profile does not rotate, thereby preventing the rope from turning relative to the support sleeve.

Опорные элементы головки анкера в виде втулок, спрессованных на грузонесущем стержне, имеют внутреннюю поверхность, повторяющую профиль каната, и внешнюю, гладкую, с двумя ребрами, ориентированными вдоль оси. Такие ребра получаются в процессе опрессовки. The supporting elements of the anchor head in the form of bushings pressed on a load-bearing rod have an inner surface that repeats the profile of the rope, and an external, smooth, with two ribs oriented along the axis. Such ribs are obtained during crimping.

Перед опрессовкой втулки навинчиваются на канат. Профильная поверхность втулок увеличивает поверхность контакта каната с втулками, что увеличивает трение. Продольные ребра на внешней поверхности втулок предотвращают их вращение в закрепляющем материале. Поэтому опорные втулки не могут перемещаться вдоль оси каната. При закреплении анкера смолой опорные втулки, спрессованные на грузонесущем стержне, расположены с интервалом, при закреплении анкера цементно-песчаным раствором - вместе. Для осуществления предварительного натяжения сразу после установки анкера, не дожидаясь отвердения раствора (сутки - двое), опорная втулка (крайняя со стороны хвостовика) выполнена со скошенным под острым углом торцом, взаимодействующим с таким же торцом смежной неопрессованной скобы, имеющей на внешней поверхности упругие усы, которые расперты в стенки скважины. При предварительном натяжении анкера усы не позволяют перемещаться подвижной скобе в сторону устья скважины, а опрессованная втулка наоборот, перемещаясь к устью скважины, вместе с канатом скользит по скошенному торцу свободной скобы, прижимаясь к стенке скважины. Таким образом, втулки саморасклиниваются о стенки скважины и позволяют осуществить предварительное натяжение каната, не дожидаясь отвердения раствора. Это способствует снижению расслоения приконтурного массива выработки, повышает надежность и работоспособность анкерной крепи. Before crimping, the bushings are screwed onto the rope. The profile surface of the bushings increases the contact surface of the rope with the bushings, which increases friction. The longitudinal ribs on the outer surface of the bushings prevent their rotation in the fixing material. Therefore, the support sleeves cannot move along the axis of the rope. When fixing the anchor with resin, the support bushings pressed on the load-bearing rod are spaced, while fixing the anchor with a cement-sand mortar - together. To carry out pre-tensioning immediately after the installation of the anchor, without waiting for the solution to harden (one or two days), the support sleeve (extreme on the side of the shank) is made with a beveled corner at an acute angle that interacts with the same end face of an adjacent unpressed bracket with an elastic mustache on the outer surface which are expanded into the walls of the well. When the anchor is pre-tensioned, the mustache does not allow the movable bracket to move towards the wellhead, and the pressed sleeve, on the contrary, moving to the wellhead, together with the rope slides along the beveled end of the free bracket, pressing against the well wall. Thus, the bushings self-wedge against the walls of the borehole and allow pre-tensioning of the rope without waiting for the solution to solidify. This helps to reduce the stratification of the near-surface array of production, increases the reliability and performance of the anchor lining.

Сущность предложения поясняется чертежами. The essence of the proposal is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена конструкция гибкого анкера для закрепления его в шпуре смолой, размещенной в картриджах. На фиг. 2 представлена конструкция гибкого анкера закрепляемого в шпуре цементно-песчаным раствором. На фиг. 3 - конструкция гибкого анкера, закрепляемого в шпуре сыпучими минеральными заполнителями. In FIG. 1 shows the design of a flexible anchor for fixing it in a hole with resin placed in cartridges. In FIG. 2 shows the design of a flexible anchor fixed in a hole with cement-sand mortar. In FIG. 3 - design of a flexible anchor fixed in a borehole with loose mineral aggregates.

Гибкий анкер (фиг. 1), закрепляемый в шпуре синтетической смолой (например, полиэфирной) в картриджах 1, состоит из грузонезущего стержня 2 (например, стального каната), опорных втулок 3, спрессованных на головке грузонезущего стержня через интервал (~130 мм), опорной втулки 4, опрессованной на хвостовике анкера, распорной втулки 5 с внешней резьбой, на которую навинчена распорная гайка 6, опертая на опорную полусферическую шайбу 7, взаимодействующая с горным массивом у устья скважины через решетчатую перетяжку 8, а также из уплотнительного кольца 9. A flexible anchor (Fig. 1), fixed in a borehole with synthetic resin (for example, polyester) in cartridges 1, consists of a load-bearing rod 2 (for example, a steel rope), support sleeves 3, pressed on the head of the load-bearing rod after an interval (~ 130 mm) , support sleeve 4, crimped on the shank of the anchor, spacer sleeve 5 with an external thread, onto which a spacer nut 6 is screwed, supported on a hemispherical support washer 7, interacting with the massif at the wellhead through a trellised constriction 8, and also from the sealing ring 9.

Поверхности отверстий опрессованных втулок 3 выполнены профильными, повторяющими профиль каната. Внешняя поверхность опорных втулок выполнена с ребрами, которые образуются при опрессовке и предназначены для предотвращения вращения втулок в закрепляющем составе. В таком случае исключается возможность проскальзывания втулок по свивкам каната. The surface of the holes of the pressed bushings 3 are made profile, repeating the profile of the rope. The outer surface of the support bushings is made with ribs that are formed during crimping and are designed to prevent rotation of the bushings in the fixing composition. In this case, the possibility of slipping the sleeves along the strands of the rope is excluded.

Торец опорной втулки 4 на хвостовике анкера выполнен с проточкой, в которой размещен конец распорной втулки 5. Такой гибкий анкер используется обычно при длине шпура до 4 - 4,5 м. При большей длине (до 11 м) шпуров (скважин) для крепления гибких анкеров используются цементно-песчаные растворы или сыпучие минеральные заполнители. The end of the support sleeve 4 on the shank of the anchor is made with a groove in which the end of the spacer sleeve 5 is placed. Such a flexible anchor is usually used with a hole length of up to 4 - 4.5 m. With a longer length (up to 11 m) of holes (wells) for attaching flexible Anchors use cement-sand mortars or loose mineral aggregates.

При креплении цементно-песчаным раствором (фиг. 2) опрессованная на головке грузонесущего стержня опорная втулка 3 выполнена со скошенным под острым углом торцом, который взаимодействует с таким же торцом скобы 10, выполняющей функцию клина для осуществления предварительного распора анкера, не дожидаясь отвердения раствора. Скоба и опорная втулка соединены между собой упругим кольцом 11, размещенным в кольцевой проточке втулки и скобы на внешней поверхности. Для возникновения процесса расклинивания на внешней поверхности скобы смонтированы упругие усы 12. При обратном движении каната скоба 10 усами 12 распирается о стенки скважины и стопорится, а опорная втулка 3, перемещаясь к устью скважины, расклинивается со скобой о стенки скважины. When cement-sand mortar is attached (Fig. 2), the support sleeve 3, pressed on the head of the load-bearing rod, is made with a beveled end at an acute angle that interacts with the same end of the bracket 10, which acts as a wedge for preliminary expansion of the anchor, without waiting for the solution to solidify. The bracket and the support sleeve are interconnected by an elastic ring 11 located in the annular groove of the sleeve and the bracket on the outer surface. For the wedging process to occur, an elastic mustache 12 is mounted on the outer surface of the bracket 12. When the rope moves backward, the bracket 10 with the mustache 12 extends against the walls of the well and stops, and the support sleeve 3, moving to the wellhead, wedges with the bracket against the well walls.

Хвостовик гибкого анкера, закрепляемого цементно-песчаным раствором (фиг. 2), также содержит распорную втулку 5 с распорной гайкой 6 и опорную втулку 4, которая у анкеров длиной более 4,5м не опрессовывается, а закрепляется посредством клина. Самаопорная втулка выполнена с осевым отверстием под грузонесущий стержень, которое образовано конической поверхностью при переходе с меньшего диаметра цилиндрического отверстия к большему, выполненному с внутренней резьбой со стороны внешнего торца опорной втулки 4 под подпорную гайку 13. Гайка 13, имеющая осевое отверстие под грузонесущий стержень анкера, ввернута в опорную втулку 4 со стороны хвостовика для подпора клина, выполненным в виде толкателя 14 с шариками 15. The shank of a flexible anchor, fixed with a cement-sand mortar (Fig. 2), also contains a spacer sleeve 5 with a spacer nut 6 and a support sleeve 4, which is not crimped for anchors longer than 4.5 m, but is fixed by means of a wedge. The self-supporting sleeve is made with an axial hole for the load-bearing rod, which is formed by a conical surface when switching from a smaller diameter of the cylindrical hole to a larger one, made with an internal thread from the side of the external end of the support sleeve 4 under the lock nut 13. A nut 13 having an axial hole for the load-bearing rod of the anchor , screwed into the support sleeve 4 from the side of the shank for supporting the wedge, made in the form of a pusher 14 with balls 15.

При закреплении гибкого анкера цементно-песчаным раствором толкатель 14 выполнен в виде корончатого сепаратора, в проемах лучей которого зафиксированы шарики 15 с возможностью вращения и радиального перемещения. В то же время сам толкатель 14 имеет возможность окружного и осевого перемещения. Таким образом, шарики постоянно находятся между грузонесущим стержнем, конической поверхностью опорной втулки 4 и поверхностью толкателя 14. When fixing the flexible anchor with cement-sand mortar, the pusher 14 is made in the form of a crown separator, in the openings of the rays of which the balls 15 are fixed with the possibility of rotation and radial movement. At the same time, the pusher 14 itself has the possibility of circumferential and axial movement. Thus, the balls are constantly located between the load-bearing rod, the conical surface of the supporting sleeve 4 and the surface of the pusher 14.

При закреплении гибкого анкера сыпучими минералами (фиг. 3), например песком, в опорной втулке 4 размещено несколько пальчиковых толкателей 16, расположенных в радиально наклонных отверстиях вставной втулки 17 и сообщающихся с осевым, выполненным под грузонесущий стержень 2. Со стороны внешнего торца опорной втулки 4 толкатели 16 поджаты торцом подпорной гайки 13. Каждый из пальчиковых толкателей 16, на дальнем от устья скважины торце, имеет по паре упругих усов, между которыми размещен шарик 15, имеющий диаметр несколько больший радиального размера толкателя. В радиальном направлении шарики 15 ограничены конической поверхностью опорной втулки 4 и свивками каната 2. When fixing a flexible anchor with bulk minerals (Fig. 3), such as sand, in the support sleeve 4 there are several finger pushers 16 located in the radially inclined holes of the insert sleeve 17 and communicating with an axial made under the load-carrying rod 2. From the side of the external end of the support sleeve 4 pushers 16 are pressed by the end face of the retaining nut 13. Each of the finger pushers 16, at the end farthest from the wellhead, has a pair of elastic whiskers, between which a ball 15 is placed, having a diameter slightly larger than the radial dimension Dr. pusher. In the radial direction, the balls 15 are bounded by the conical surface of the support sleeve 4 and the strands of rope 2.

Для предотвращения проскальзывания и выкручивания свивок каната 2 относительно шариков 15, как и в случае закрепления анкера цементно-песчаным раствором, его относительное вращение ограничено профильной шайбой 18, отверстие которой повторяет профиль сечения каната, а внешний контур выполнен с прямолинейными срезами. Шайба 18 установлена в соответствующее ее внешнему контуру отверстие в торце опорной втулки 4 и поджимается распорной втулкой 5, вкручиваемой по внутренней резьбе со стороны забоя скважины. To prevent slipping and twisting of the twist of the rope 2 relative to the balls 15, as in the case of fixing the anchor with cement-sand mortar, its relative rotation is limited by the profile washer 18, the hole of which repeats the sectional profile of the rope, and the outer contour is made with straight sections. The washer 18 is installed in the hole corresponding to its external contour in the end face of the support sleeve 4 and is tightened by the spacer sleeve 5, screwed into the internal thread from the side of the well bottom.

Некоторые различия в конструкции клина гибких анкеров и опорных втулок обусловлены свойствами закрепляющего материала и длиной анкера. Some differences in the design of the wedge of flexible anchors and support sleeves are due to the properties of the fixing material and the length of the anchor.

При использовании в качестве закрепляющего материала песка, более надежно (по данным экспериментов), работают пальчиковые толкатели 16, установленные в наклонных отверстиях вставной втулки 17 (фиг. 3). When sand is used as a fixing material, more reliably (according to experiments), finger pushers 16 are installed in inclined holes of the insert sleeve 17 (Fig. 3).

При использовании цементно-песчаного раствора для закрепления более надежен один толкатель 14 с тремя шариками 15 (фиг. 2). В этом случае попадание с водой песчинок по свивкам каната в осевое отверстие опорной втулки не может препятствовать подпору толкателя 14 гайкой 13. When using cement-sand mortar for fixing one pusher 14 with three balls 15 is more reliable (Fig. 2). In this case, the ingress of grains of sand with water along the strands of the rope into the axial hole of the support sleeve cannot prevent the pusher 14 from being supported by the nut 13.

При закреплении анкера песком (фиг. 3) он дополнительно снабжен подпорной шайбой 19 на контакте с песком и жесткой втулкой 20, распертой между шайбой 19 и распорной гайкой 6. Элементы 19 и 20 необходимы для поджатия песка в процессе предварительного натяжения. When fixing the anchor with sand (Fig. 3), it is additionally equipped with a retaining washer 19 in contact with the sand and a rigid sleeve 20, sandwiched between the washer 19 and the spacer nut 6. Elements 19 and 20 are necessary for compressing the sand during pre-tensioning.

Работает гибкий анкер следующим образом. A flexible anchor works as follows.

При небольшой глубине шпура (до 4,5 м) гибкий анкер закрепляют смолой в картриджах (фиг. 1). После бурения и прочистки шпура в него вставляют картриджи 1 со смолой и засылаются специальной гибкой досылочной штангой до упора в забой скважины. Далее в шпур вводится гибкий анкер до упора его головки 3 в картриджи 1, после начинают его вращение с одновременной осевой подачей до упора в забой скважины. При этом головка анкера 3 разрушает оболочку картриджей 1 и смешивает смолу с отвердителем. После прекращения вращения анкера, продолжая оказывать осевое давление, ожидают время отвердения смолы (15-20 с) и далее, поверх затяжки 8 (как вариант) одевают опорную полусферическую шайбу 7 и осуществляют предварительное натяжение анкера путем вращения гайки 6. With a small hole depth (up to 4.5 m), the flexible anchor is fixed with resin in the cartridges (Fig. 1). After drilling and cleaning the hole, cartridges 1 with resin are inserted into it and sent with a special flexible post rod to the end in the bottom hole. Next, a flexible anchor is inserted into the hole until the stop of its head 3 in the cartridges 1, after which it begins to rotate with simultaneous axial feed against the stop in the bottom of the well. In this case, the head of the anchor 3 destroys the shell of the cartridges 1 and mixes the resin with the hardener. After the rotation of the anchor is stopped, while continuing to exert axial pressure, the resin hardens (15-20 s) and then, over the tightening 8 (as an option), put on a hemispherical support washer 7 and pre-tension the anchor by rotating the nut 6.

Отверделая смола вследствие хорошей адгезии с канатом 2, опорными втулками 3, стенками скважины и имея хорошую механическую прочность, осуществляет физико-химическую связь между анкером и стенками скважины. В процессе эксплуатации выработки породы приконтурного массива под влиянием действующих напряжений разрушаются, увеличиваются в объеме за счет новых трещин и дислокаций, перемещаясь в контур выработки. Этому препятствует натяжение каната, который одним концом закреплен в контуре устойчивой части массива, а другим на контуре выработки. При расположении контура устойчивой части массива на значительном удалении от контура выработки, а также в зонах, ослабленных интенсивной трещиноватостью, возникает необходимость в более глубоких скважинах и более длинных анкерах (6 - 11 м). В таком случае закрепление производится более дешевым минеральным заполнителем, например цементно-песчаным раствором. При бурении более глубоких скважин наблюдается большая ошибка в их длине, что вызывает необходимость в применении подвижной (в период установки) опорной втулки на хвостовике анкера. The hardened resin due to good adhesion with the rope 2, supporting sleeves 3, the walls of the well and having good mechanical strength, provides a physico-chemical bond between the anchor and the walls of the well. During the operation, the workings of the rock of the near-mass array under the influence of the existing stresses are destroyed, increase in volume due to new cracks and dislocations, moving to the output circuit. This is prevented by the tension of the rope, which is fixed at one end in the circuit of the stable part of the array, and the other at the output circuit. When the contour of the stable part of the massif is located at a considerable distance from the production contour, as well as in areas weakened by intense fracturing, there is a need for deeper wells and longer anchors (6 - 11 m). In this case, the fixation is done with a cheaper mineral aggregate, for example cement-sand mortar. When drilling deeper wells, a large error is observed in their length, which necessitates the use of a movable (during installation) support sleeve on the shank of the anchor.

Порядок установки гибкого анкера, закрепляемого цементно-песчаным раствором, следующий. Сразу после бурения скважины в нее вставляется анкер до упора опорной втулки 3 в забой скважины (фиг. 2). Затем движением каната в сторону устья скважины анкер расклинивается о стенки скважины вследствие того, что назад, к устью, скоба 10 не может податься из-за распора упругих усов 12 в стенки, а опорная втулка 2 скошенным торцом скользит по скошенному торцу скобы 10, прижимая ее к стенке скважины и расклинивая. После этого в устье скважины вставляют (на фиг. не показано) уплотнительную втулку с отверстиями. В эти отверстия вставляют нагнетательную и контрольную трубки и начинают подавать в скважину цементно-песчаный раствор. После заполнения скважины раствором на хвостовик каната надевают опорную полусферическую шайбу (как на фиг. 1 поз. 7), распорную втулку 5 с гайкой 6 и опорную втулку 4 с подпорной гайкой 13. При надевании на хвостовик каната втулок 5 и 4 хвостовик каната свободно скользит свивками по профильному отверстию шайбы 18 опорной втулки 4. При этом шарики 15 попадают в желоба между свивками каната. Перемещение распорной втулки 5 и опорной втулки 4 по канату ведется с их вращением до упора гайки 6 и полусферической опорной шайбы 7 через перетяжку 8 (как на фиг. 1) о горный массив у устья. Далее начинают вращать подпорную гайку 13 относительно опорной втулки 4, причем резьба подпорной гайки 13 совпадает по направлению с навивкой каната для осуществления при затяжке гайки поджатия опорной втулки к своду выработки. Гайка 13 при вращении перемещает толкатель 14 и соответственно шарики 15 к противоположному торцу опорной втулки 4. При этом шарики 15 входят в контакт с канатом 2 и распираются между его свивками и конической поверхностью втулки 4. Далее осуществляют предварительное натяжение каната путем вращения распорной гайки 6, которая натягивает канат, но свободному перемещению из скважины препятствует механический клиновой распор замка головки анкера. Натянутый канат 2 через опорную шайбу поджимает и поддерживает отслоившуюся часть пород приконтурного массива выработки к устойчивой части массива. После отвердения раствора гибкий анкер продолжает выполнять функцию "сшивки" и "подвески". При этом канат 2 старается проскользнуть через отверстия опорных втулок 3, но этому препятствуют профильные выступы поверхности отверстия втулок 3, которые размещены в желобах между свивками каната 2. Для того чтобы выскользнуть канату между выступами профиля отверстия втулок, необходимо относительное вращение. Втулки 3 вращаться вокруг оси не могут из-за того, что ребра на внешней поверхности обжаты жестким закрепляющим материалом. Сам канат 2 вращаться также не может, т.к. охвачен цементно-песчаным камнем. Опорная втулка 4 на хвостовике каната также не вращается относительно каната из-за наличия вмонтированной профильной шайбы 18. The installation procedure for a flexible anchor secured with cement-sand mortar is as follows. Immediately after drilling the well, an anchor is inserted into it until the support sleeve 3 abuts into the bottom of the well (Fig. 2). Then, by moving the rope towards the wellhead, the anchor wedges against the walls of the well due to the fact that the bracket 10 cannot be fed back to the mouth due to the expansion of the elastic whiskers 12 into the walls, and the support sleeve 2 with a beveled end slides along the beveled end of the bracket 10, pressing her to the wall of the well and wedging. After that, a sealing sleeve with holes is inserted into the wellhead (not shown in FIG.). Injection and control tubes are inserted into these holes and cement-sand mortar is introduced into the well. After filling the well with a solution, a support hemispherical washer is put on the rope shank (as in Fig. 1, item 7), a spacer sleeve 5 with a nut 6 and a support sleeve 4 with a retaining nut 13. When putting on the shank of the cable bushings 5 and 4, the rope shank slides freely twist along the profile hole of the washer 18 of the support sleeve 4. In this case, the balls 15 fall into the grooves between the twist of the rope. The movement of the spacer sleeve 5 and the support sleeve 4 along the rope is carried out with their rotation to the stop of the nut 6 and the hemispherical support washer 7 through the waist 8 (as in Fig. 1) about the rock mass at the mouth. Then, the retaining nut 13 is started to rotate relative to the support sleeve 4, and the thread of the support nut 13 coincides in direction with the winding of the rope so that when tightening the nut, the support sleeve is pressed against the arch. The nut 13 during rotation moves the pusher 14 and, accordingly, the balls 15 to the opposite end of the support sleeve 4. In this case, the balls 15 come into contact with the rope 2 and burst between its twists and the conical surface of the sleeve 4. Next, the rope is pre-tensioned by rotating the spacer nut 6, which pulls the rope, but free movement from the well is prevented by a mechanical wedge strut of the anchor head lock. The stretched rope 2, through the support washer, compresses and supports the exfoliated part of the rocks of the near-edge working massif to the stable part of the massif. After hardening the mortar, the flexible anchor continues to perform the functions of “crosslinking” and “suspension”. In this case, the rope 2 tries to slip through the holes of the support sleeves 3, but this is prevented by the profile protrusions of the surface of the hole of the sleeves 3, which are placed in the grooves between the twists of the rope 2. In order to slip the rope between the protrusions of the profile of the hole of the sleeves, relative rotation is necessary. The bushings 3 cannot rotate around the axis due to the fact that the ribs on the outer surface are compressed by a rigid fixing material. The rope 2 itself also cannot rotate, because covered in cement-sand stone. The support sleeve 4 on the shank of the rope also does not rotate relative to the rope due to the presence of a mounted profile washer 18.

При закреплении анкера сыпучим минеральным заполнителем (фиг. 3) анкер вводят в скважину и, поддерживая за хвостовик, заполняют скважину, например, песком. После этого на канат 2 надевают подпорную шайбу 19, втулку 20, опорную полусферическую шайбу 7, распорную втулку 5 с опорной гайкой 6 и опорную втулку 4. После этого натягивается канат вращением гайки 6. Канат вытягивается, а песок сжимается между опорными втулками 3 и подпорной шайбой 19. Под опорной втулкой 3 создается опорная подушка из песка, который измельчается и распирается о стенки скважины (вследствие процессов трения, сцепления и делатансии), препятствуя перемещению опорной втулки к устью скважины. Опорные втулки 3 гибкого анкера при закреплении его сыпучими материалами работают так же, как при закреплении цементно-песчаным раствором. When fixing the anchor with loose mineral aggregate (Fig. 3), the anchor is introduced into the well and, supporting the liner, fill the well, for example, with sand. After that, a retaining washer 19, a sleeve 20, a support hemispherical washer 7, a spacer sleeve 5 with a support nut 6 and a support sleeve 4 are put on the rope 2. After that, the rope is pulled by rotating the nut 6. The rope is pulled and sand is compressed between the support bushings 3 and the retaining washer 19. Under the support sleeve 3, a support cushion of sand is created, which is crushed and bursts against the walls of the well (due to friction, adhesion and delatanization processes), preventing the support sleeve from moving to the wellhead. The supporting bushings 3 of the flexible anchor, when securing it with bulk materials, work the same way as when securing with cement-sand mortar.

Извлечь анкеры, как показывают эксперименты, можно только через разрыв грузонесущего стержня (каната). Несущая способность анкера определяется прочностью грузонесущего стержня. Таким образом, предлагаемое конструктивное исполнение обеспечивает надежную работу гибкого анкера в различных условиях. Experiments show that it is possible to remove anchors only through breaking a load-carrying rod (rope). The bearing capacity of the anchor is determined by the strength of the load-bearing rod. Thus, the proposed design ensures reliable operation of the flexible anchor in various conditions.

Источники информации
1. Анкер шахтной крепи. А.С. N 899997.Sources of information
1. Anchor mine lining. A.S. N 899997.

2. Способ установки канатного анкера с поршневым элементом и воздухоотводящей трубкой. А.С. N 1375830. 2. A method of installing a cable anchor with a piston element and an air exhaust pipe. A.S. N 1375830.

Claims

1. A flexible anchor, including a load-bearing rod with support elements on the head of the anchor and a shank with a wedge, characterized in that the anchor is additionally provided in the rear part with a spacer sleeve with a nut on its external thread, connected, for example, by a threaded connection to the support sleeve, the opposite the end face of which is threaded with a nut, a supporting wedge made in the form of pushers with balls placed between the load-bearing rod, a surface inclined in the radial direction to the cylindrical axial opening of the supporting sleeve, and pushers surface in the circumferential direction.

2. The flexible anchor according to claim 1, characterized in that the supporting element of the anchor is made in the form of bushings, crimped on a load-bearing rod, while the surface of the hole of the bushings is made profile, repeating the surface of the load-bearing rod.

3. The flexible anchor according to claim 2, characterized in that the pressed sleeve of the supporting element of the head of the anchor is made with an oblique beveled end that interacts with the same end of the adjacent uncompressed bracket from the side of the wellhead in which the load-bearing rod is located, and on the outer surface staples mounted elastic mustache.