Штанговая (анкерная) крепь

В отличие от контурной крепи (арочной и многоугольной) с обминаемыми под нагрузкой сопряжениями ее элементов, работающих на сжатие, штанговая крепь работает как Напрягаемая арматура, превращающая кровлю выработки в породный свод или балку.

Штанговая крепь имеет следующие элементы (рис. 3); стальную штангу 3, вводимую в шпур, пробуренный в закрепляемой зоне выработки, головную часть 1, хвостовую часть с резьбой после надежного закрепления головной части штанги в шпуре на хвостовую надевают стальную шайбу и завинчивают гайку 4. Вследствие натяжения штанги (усилие N) достигается обжатие породы на длине головки в пределах плоскостей 2 сдвига, а на остальной части по длине штанги происходит уплотнение отдельных пластов в результате возникающих сил трения (Т).

Ввиду отсутствия в штанговой крепи обжимаемых элементов ее жесткость выше, чем у контурной крепи, а закрепляемой породе благодаря натяжению штанг придаются повышенные качества по прочности, жестокости и несущей способности. Таким образом, укрепленная кровля выработки становится конструктивным элементом, выдерживающим значительные нагрузки от давления пород, расположенных выше. Штанговая крепь по сравнению с контурной обладает производственными преимуществами по затратам материалов, расходу времени на перевозку, степени механизации крепежных и проходческих работ, надежности при взрывных работах, обеспечению качества проветривания и увеличению скорости проходки. Штанговая крепь имеет широкое применение в горной промышленности и в тоннелестроении этому способствуют более высокое качество заделки головной части (зависящее от твердости и устойчивости породы), быстрота установки и натяжения (до развития остаточных деформаций кровли выработки) и отсутствие воды в шнурах (ослабляющей заделку).

• стальные с клинощелевыми и с распорными головками (замковые);

Стальная штанга с клинощелевой головкой (см. рис.4, а) имеет основную часть штангу 2 для клина 1 с прорезью в голов ной части и резьбой на другом конце. Штангу вводят в шнур, превышающий по диаметру ‘штангу на 5—7 мм с частично защемленным в прорези клином, и ударами отбойным молотком по выступающему концу штанги окончательно заклинивают головную часть. Затем надевают шайбу З и навинчивают натяжную гайку 4. Этот процесс выполняют пневматическим или гидравлическим ключом, обеспечивающим расчетное натяжение штанги. Для гарантии без опасности к штангам крепят стальную сетку, устраняющую опасность местных выводов породы.

Прочность заделки в стенку шнура проверяют испытанием на выдергивание штанг в производственных условиях и, в необходимых случаях, корректируют предварительно принятые параметры крепи.

а — стальная с клинощелевой головкой; б — то же, с распорной;

К достоинствам клинощелевой штанговой крепи относятся простота ее изготовления и установки, а также сравнительно небольшая стоимость; к недостаткам — ограниченная область применения (в средних по твердости породах), объясняемая тем, что при небольших площадках контакта со стенками шнура усилие натяжения приводит к пластическому течению мягких пород и металла штанги в слишком твердых породах. Кроме этого, к недостаткам относятся: невозможность повторного использования, необходимость высокой точности бурения шпуров и ограничение их длины сред ними величинами, при соблюдении которых возможно обеспечить расчетную несущую способность заделки.

Стальные штанги с распорной головкой закрепляют в шпуре с использованием эффекта расширения головки. Конструктивно это выполняют в виде двух клиньев, которым придается относительное смещение (см. рис.4,б) такого устройства сводится к следующему: нижний клин 6 с гладким отверстием большего, чем у штанги, диаметра надевают до упора 7 на верхний конец штанги, снабженный резьбой, а затем ввинчивают его в верхний клин 5 с внутренней резьбой до контакта скошенных плоскостей клиньев.

Собранную таким способом штангу, снабженную шайбой З и болтовой головкой 8, вводят в шнур с последующим ввинчиванием в верхний клин, заклиниваемый в стенку шпура. При этом нижний клин перемещается вдоль штанги и в сторону, чем и обеспечивается увеличение диаметра распорного устройства и его плотное примыкание к стенкам шнура.

Штанговая крепь распорного типа имеет следующие достоинства: возможность неоднократного использования, в связи, с чем её стоимость приближается к стоимости крёпи клинощелевого типа; уменьшение диаметра штанги, неослабленной прорезью; увеличение прочности заделки вследствие большей поверхности распорного устройства. Недостаток — сложность изготовления.

Штанговая крепь обоих рассмотренных типов, будучи незащищенной, от действия коррозии, относится к временным средствам ограждения выработки. Долговечной может быть только железобетонная штанговая крепь, защищенная от коррозии плотной цементно-песчаной оболочкой.

Конструкция такой крепи (рис. 4, в) может состоять и двух стальных оболочек полуцилиндрической формы с отверстиями 10, связанных проволокой и предварительно заполненных пластичным безусадочным цементно-песчаным раствором 11. Образованную таким способом трубку вводят в шнур и заклинивают. Затем отбойным молотком в трубку забивают стальной стержень периодического профиля 9, которым частично выдавливают раствор за пределы трубки и заполняют и свободное пространство в шнуре. Такая железобетонная штанга может воспринимать также срезывающие усилия, возникающие между отдельными пластами породы. Недостаток крепи сложность натяжения штанги из-за применения различных по срокам схватывания и твердения растворов.


винтовой	железобетонный	клино-щелевой	полимерный	распорный


распорный муфта	самопружинный	самораспорный	анкера

Анкерная крепь - представляет собой систему закрепленных в шпурах штанг (стержней), расположенных по периметру выработки в окружающих её породах. К штангам подвешивают опорные плиты. Анкерная крепь работает на растяжение, удерживая породы от расслоения, сдвижения и обрушения.

По характеру закрепления анкеры делятся на две группы: с закреплением в донной части шпура (замковые); с закреплением по всей длине шпура или значительной его части (беззамковые).

Замковые штанги применяют при наличии породного слоя, обеспечивающего их надежное закрепление. Существующие типы штанг: клинощелевые, распорные, самозаклинивающиеся Диаметр штанг 20-25 мм, длина 1-2,5 м. При сроке службы до года могут использоваться деревянные анкеры

Беззамковые штанги применяют для скрепления всей толщи слабых пород (f<3). Существующие типы штанг: - железобетонные, - полимерные, - винтовые.

Достоинства анкерной крепи: низкая стоимость, простая технология установки, прочное скрепление. Недостатки: Ограниченная область применения.

Анкер стеклопластиковый витой ИГД им. А.А. Скочинского | Научная продукция | Техника подземной добычи угля | Анкер стеклопластиковый витой

Предлагаются высокоэффективные витые стеклопластиковые анкеры АСВ, которые прошли промыш-ленные испытания в условиях подземных выработок (подготовительных, очистных) на предприятиях угольной и других горнодобывающих отраслей промышленности Российской Федерации и стран СНГ. Анкеры АСВ могут использоваться в качестве временной или постоянной крепи горных выработок различного назначения и срока службы, проводимых в неустойчивых, среднеустойчивых и устойчивых породах прочностью 20-200 МПа. Закрепление анкеров АСВ в шпурах (скважинах) осуществляется ампульным или инъекционным способами быстротвердеющими органическими или неорганическими вяжущими составами на цементной, фосфо-гипсовой основе и др.

Отличительные особенности

Позволяет увеличить силы сцепления между породными блоками и слоями, повышая устойчивость закрепляемого обнажения.
Незаменим для борьбы с пучением пород почвы и проявлением отжима из груди забоев и боков горных выработок.
Легко разрушается при отбойке закрепленного массива взрывными работами и режущим инструментом горных машин.
Устойчив в агрессивных средах, не огнеопасен, чист экологически и в 4-6 раз легче металлических анкеров.

Варианты сотрудничества: изготовление и поставка анкеров АСВ, контрольного и установочного оборудования, рецептур закрепляющих составов; оказание научно-технической помощи в составлении технической и технологической документации при испытании, внедрении анкеров АСВ применительно к конкретным горно-геологическим и горно-технологическим условиям предприятий; привлечение представителей Заказчика для согласования технического задания на изготовление опытных партий анкеров АСВ, необходимого контрольного и установочного оборудования, рецептур быстротвердеющих закрепляющих составов, разработки технической и технологической документации применительно к конкретным горно-геологическим и горно-технологическим условиям предприятий.

штанговая крепь всех типов – для применения в породах средней твердости (глинистые сланцы, песчаник, известняк и т. п.);

штанговая крепь с распорной головкой — в твердых породах (неповрежденные изверженные и метаморфические) и полускальных (мергель);

железобетонная штанговая крепь — в породах твердых, очень твердых, а также в мягких (глины).