Машины и механизмы для крепления горных выработок
Машины и механизмы, используемые для возведения разборной и анкерной крепи, крепи из бетона, тампонажа и закладки. Зарядные устройства и машины для заряжания шпуров и скважин в подземных горных выработках. Зарядные машины и устройства камерного типа.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.08.2013 |
Машины и механизмы для крепления горных выработок
1. Общие сведения
В зависимости от горно-геологических условий, назначения и сроков службы выработки крепятся деревянной крепью, металлической арочной или анкерной крепью и монолитной бетонной или железобетонной крепью.
Возведение шахтной крепи является трудоемким и дорогостоящим процессом, занимающим до 25% общей длительности проходческого цикла при 30—45% общей стоимости проведения шахтной выработки. Элементы шахтной крепи громоздки и обладают значительной массой, а их монтаж в выработках небольшого сечения неудобен и трудно поддается механизации, что приводит к большим затратам времени на крепление выработок, резко снижая скорость и увеличивая стоимость проходки.
Горные машины, предназначенные для возведения различных видов постоянной крепи при проведении горизонтальных и наклонных выработок, называются машинами для возведения крепи или крепеукладчиками. Одним из основных требований, предъявляемых к таким машинам, является возможность их применения без осложнения или нарушения проходческого цикла. Это связано со стесненностью пространства проходческого забоя, в котором находится различное проходческое оборудование и машины, чем работа последних должна быть согласована с работой машин без возведения крепи и не затруднять их эксплуатации.
Применяемые в настоящее время в горной промышленности машины для возведения крепи можно классифицировать:
по назначению: для возведения разборной крепи, состоящей из отдельных, заранее заготовленных элементов, и для возведения неразборной крепи — монолитной бетонной и анкерной;
по способу перемещения : на самоходные и несамоходные;
по типу привода: на оборудованные ручным, электрическим, пневматическим и комбинированным приводом.
2. Машины и механизмы для возведения разборной крепи
Монтаж разборной крепи включает в себя подъем отдельных ее элементов, подачу их к месту установки, установку и поддержание вплоть до прикрепления к остальным элементам. Крепеукладчики могут быть универсальными или предназначенными для одного какого-либо вида крепи, например для трапециевидных выработок с трехэлементным креплением деревянными, железобетонными или металлическими стойками (верхняя и боковые стойки), арочной металлической или железобетонной крепи, а также для блочного крепления из металлических, бетонных или каменных блоков.
Крепеукладочные машины, предназначенные для возведения разборной крепи, обычно выполняются кранового типа — переносными, с размещением ходовой тележки под кровлей выработки (подвесные), под стенкой выработки на одном рельсе (велосипедные) и на почве выработки с порталом (портальные) или с тележкой.
Наиболее простыми в конструктивном отношении являются переносные раздвижные стойки или рамы с площадками для подъема верхняка крепи с помощью ручных лебедок. Такие приспособления несколько облегчают труд крепильщиков по подъему верхняка и легко убираются под стенку выработки, освобождая проход для перемещения вагонеток, погрузочных машин или другого проходческого оборудования, однако требуют затрат физического труда и времени для своей переноски и установки.
Одной из разновидностей этого типа машин является крепеукладчик велосипедного типа, который выполняется в виде переносного подъемного крана, перемещающегося на небольшом расстоянии по двум ниткам пути, расположенным в вертикальной плоскости на расстоянии 1,5—2 м. Крепеукладчик велосипедного типа может переноситься или перевозиться на вагонетках по мере подвигания забоя. Основными преимуществами крепеукладчика велосипедного типа являются относительная простота конструкции и не-загроможденность выработки. Однако перемещение и раскрепление крепеукладчика массой до 300—800 кг требуют затрат времени и физического труда, а процесс укладки крепи механизируется лишь частично, в связи с чем широкого распространения на рудниках он не получил.
Более удобными в работе, особенно при креплении выработок большого сечения, являются крепеукладчики портального типа, рама которых выполняется в виде портала, опирающегося на две ходовые тележки. Основными недостатками портальных крепеукладчиков являются необходимость укладки дополнительной рельсовой колеи, громоздкость, большая масса конструкции и приспособленность к определенному сечению выработки, в связи, с чем они получили ограниченное применение, в основном при проведении тоннелей или выработок большого сечения.
Подвесные крепеукладчики перемещаются вдоль выработки по специальным направляющим, подвешенным к верхнякам крепи. Крепеукладчики подвесного типа удобны в работе и не загромождают выработки.
Как видно из приведенного описания, основным недостатком подвесных, велосипедных и портальных крепеукладчиков является необходимость проведения дополнительных работ по прокладке монорельсов, рельсов и направляющих и переноске и установке самих подъемников, что усложняет ведение проходческих работ, снижает производительность труда проходчиков и скорость проходки.
Несколько лучшие результаты дает применение универсальных самоходных крепеукладчиков, которые могут перемещаться по основной рельсовой колее двухпутевой выработки собственным ходом, оставляя второй путь свободным для маневров остального оборудования.
Крепеукладчик представляет собой самоходную платформу, оборудованную электродвигателем, краном-укосиной и вспомогательной выдвижной площадкой для укладки и монтажа элементов крепи. Кран-укосина оборудован захватом для тюбингов или блоков и поворачивается в горизонтальной плоскости вместе с вертикальной колонкой. Тюбинги или железобетонные блоки подаются в проходческий забой на специальных платформах.
Рис. 1. Универсальный крепеукладчик ГС-0,3-1: 1 — самоходная платформа, 2 -манипулятор, 3 — пантограф, 4 — поворотная колонка, 5 — гидроцилиндр манипулятора,6 -захватное приспособление, 7 — гидроцилиндр открытия и закрытия захвата, 8 — гидроцилиндр поворота захвата вокруг оси.
механизм зарядный камерный крепь
3. Машины и механизмы для возведения анкерной крепи
Для установки анкерной крепи в горной породе выбуриваются шпуры или скважины, в которые вставляются и расклиниваются анкерные болты или штанги. Затем производится затяжка гаек анкерных болтов, каждым из которых крепится некоторый участок горной породы.
Таким образом, при анкерном креплении необходимо обеспечить бурение шпуров, подачу анкеров в шпур, расклинивание и затяжку гаек, а также (при извлечении крепления) развинчивание гаек и выдергивание анкерных болтов. Поскольку бурение шпуров и скважин производится с помощью бурильных машин, развивающих значительный крутящий момент, зачастую последние оборудуют дополнительными приспособлениями для затяжки гаек анкерной крепи с определенным крутящим моментом. Последнее представляет значительное удобство, так как дает возможность использовать уже имеющиеся в забое бурильные машины, самоходные буровые установки, полки для обу-ривания кровли выработок большого сечения или камер. При этом в качестве вспомогательного оборудования используются пневмосболчиватели, динамометрические ключи, насадки-сболчиватели, установочные и выдергивающие муфты. Комплекс оборудования, состоящий из пневмосболчивателя ПИ-35, ключа М-40 и насадки М-35, может использоваться и с большинством серийно выпускаемых бурильных машин и крепеукладчиками.
Пневмосболчиватель ПИ-35 используется в качестве самостоятельного механизма для завинчивания и затяжки гаек анкерной крепи. Динамометрический ключ М-40 предназначен для измерения величины момента затяжки гаек анкерной крепи. Для завинчивания и затяжки гаек металлической анкерной крепи с использованием крутящего момента телескопных перфораторов предназначена насадка-сболчиватель М-35. Для установки металлической анкерной крепи и испытания ее на выдергивание предназначен комплект инструмента УВШ-5/15, состоящий из ручного гидронасоса, установочной и выдергиваюшей муфт.
Рис. 2. Комплект оборудования для установки анкерной крени : а — пневмосболчиватель ПИ-35, б — динамометрический ключ М-40, в — насадка — сбалчиватель М-35 для телескопных перфораторов, г — комплект УВШ-5/15 для установки и испытания на выдергивание анкеров.
Для возведения штанговой крепи выпускаются специальные установки. Агрегат АБК для бурения шпуров, закрепления замков штанг и завинчивания их гаек, что полностью механизирует все основные операции по возведению крепи.: состоит из само-ходной платформы, поворотного стола с поперечным податчиком, установочной колонки, вспомогательного податчика, основного автоподатчика, бурильной машины, рабочего инструмента и пульта управления. Во время работы агрегат крепится захватами к рельсовой колее.
4. Машины и механизмы для возведения крепи из бетона, тампонажа и закладки
Машины, предназначенные для возведения монолитной бетонной крепи, подразделяют на работающие без опалубки и с опалубкой.
Машины для крепления выработок бетоном без опалубки
При проведении выработок в относительно устойчивых породах с коэффициентом крепости более 4—5 применяют нанесение на их стенки без опалубки нескольких слоев бетона толщиной по 4—7 см методом набрызга. Набрызг-бетон состоит из смеси цемента марки не ниже 400, гравия или щебня крупностью до 20—25 мм, песка, ускорителя твердения и воды. Наносимый на поверхность пород специальными машинами набрызг-бетон в зависимости от условий применения может служить самостоятельной крепью, предохранительной отделкой или применяться в комбинации с анкерной крепью, металлическими сетками и металлической крепью. Применение набрызг-бетона для безо-палубного крепления позволяет снизить стоимость сооружения горных выработок на 18— 25% и повысить производительность труда на 40%.
Машины для нанесения набрызг-бетона и торкретирования по конструктивному исполнению разделяют на камерные, роторные и шнековые. Для нанесения набрызг-бетона под давлением на бетонируемую поверхность могут применяться машины БМ86, производительностью 5. 6,5 м3/ч, дальность подачи 300 м, высота подачи 100 м.
Рис.3.Бетоноукладчик БМ-86: 1-барабан, 2 — неподвижный верхний диск, 3 — неподвижный нижний диск, 4 — основание дозатора, 5 — входной патрубок, 6 — загрузочная воронка, 7 — материальный шланг, 8 — электродвигатель, 8 — редуктор.
Основу машины БМ-86 составляет дозатор барабанного типа, состоящий из вращающегося барабана и верхнего и нижнего неподвижных уплотнительных дисков. Нижний диск снабжен разгрузочным окном и крепится к основанию дозатора, к которому, в свою очередь, прикреплен выходной патрубок. Сухая бетонная смесь подается через сетку в загрузочную воронку. Через загрузочные проемы в крышке дозатора верхнего уплотняющего диска смесь под собственным весом заполняет ячейки ротора, которые при вращении последнего подводятся к разгрузочному устройству, откуда сжатых воздух выдувает смесь в выходной патрубок. Далее смесь направляется по материальному шлангу к рабочему соплу, смешивается с водой и из конического наконечника с высокой скоростью выбрасывается на поверхность выработки. При укладке бетона за опалубку вместо наконечника ставится гаситель, в котором резко гасится скорость, воздух отделяется от бетона и изменяется направление движения смеси.
Установка КТ-1 в конструктивном отношении аналогична однокамерной машине и предназначена для торкретирования выработки. Поскольку торкретирование выработки производится цементо-песчаной смесью без щебня или гравия, то дозирующее устройство отсутствует, а сухая смесь перемешивается с водой непосредственно в рабочей емкости (1,2 м3) перед торкретированием. Затем емкость герметически закрывается, и давлением сжатого воздуха раствор выбрасывается через резиновый рукав и сопловый аппарат на стенки торкретируемой выработки. Производительность установки КТ-1 по расчету мокрой смеси достигает 1 м3/ч при общей массе установки 1,1т.
Машины для крепления выработок бетоном , с применением опалубки Для возведения монолитной крепи толщиной 20—50 см из бетона марки Ml00— М200 (в основном в камерах и выработках околоствольных дворов) на закрепляемом участке выработки делается опалубка, за которую подается бетон. После твердения бетона опалубка снимается и переносится на новое место.
При механизированном возведении монолитной бетонной крепи применяют передвижную опалубку и механизм для подачи бетона за опалубку. В частности, в качестве механизмов для приготовления бетона и подачи его за опалубку могут использоваться машины типа БМ, специальные бетононасосы и укладчики бетона. Бетононасосы отличаются от пневматических бетономашин меньшей скоростью движения смеси и лучшим ее качеством, меньшим износом трубопроводов, более стабильной работой и более низкой стоимостью работ. (Бетоносмеситель БПШ , бетононасос БН-1.)
Рис. 4. Технологические схемы, применяемые при креплении бетоном
Можно выделить несколько основных технологических схем, вменяемых при креплении.
Первая схема (рис. 4. а) предусматривает подачу бетонной смеси к стволу автосамосвалами, автобетоносмесителями или приготовление ее вблизи ствола. Смесь по трубам в стволе направляется в промежуточный бункер, установленный на горизонте, а затем пневмонагнетателем подается за опалубку. При значительном расстоянии до места укладки (более 400 м) бетон транспортируют несколькими пневмонагнетателями или в вагонетках.
Вторая схема ( рис.4, б) предусматривает транспортирование по стволу готовой смеси в вагонетках с перегрузкой ее в нагнетатели или бетононасосы у места работ.
Третья схема (рис.4, в) предусматривает приготовление бетонной смеси в шахте.
Рис.5. Конструкции пневмобетоноукладчиков.
Различают три основные конструкции нагнетателей камерного типа с подводом воздуха в нижнюю часть резервуара (рис. 5, а) в среднюю часть резервуара (рис. 5, б) и со шнековым побудителем (рис.5, в).
Комплекс бетоноукладочный БУК-ЗМ — предназначен для механизированной укладки за опалубку бетонной смеси, выгруженной из обычных шахтных вагонеток, при креплении монолитным бетоном камер и горных выработок сечением в свету не менее 8,4 м3 и с колеей 900 мм в шахтах, включая опасных по газу и пыли. Комплекс БУК-ЗМ включает в себя бетоноукладчик, смонтированный на тележке. Загрузка емкости компонентами бетонной смеси осуществляется с помощью грейферного устройства через воронку. Управление комплексом производится гидрораспределителями со специального пульта. Производительность комплекса 5 мЗ/ч, дальность подачи бетона по горизонтали 300м. по вертикали 30м.
Передвижной пневмозакладочный комплекс «Титан-1М» — предназначен для механизации закладочных работ при проведении пластовых подготовительных горных выработок, примыкающих к очистным забоям, в том числе спаренных выработок широким забоем и для выемки угля с полной или частичной закладкой в очистных забоях с использованием породы от подрывки и привозимой породы. Может быть использован также при погашении выработок и селективной выемке тонких пластов с присечкой боковых пород и оставлением породы в шахте.
В составе комплекса: дробильно-закладочная машина, шахтные компрессоры ВП70М (один или два в зависимости от исполнения), пневмозакладочный трубопровод, передвижной распределительный пункт с электрооборудованием, насосная установка орошения. Все машины комплекса располагаются в забое подготовительной выработки в виде поезда на рельсовых путях.
Производительность комплекса 0,333-1,33 м3/мин, дальность транспортирования до 150 м.
5. Зарядные устройства и машины для заряжания шпуров и скважин в подземных горных выработках
По принципу действия механизмы для заряжания россыпными гранулированными ВВ шпуров и скважин подразделяются на эжекторные, камерные (нагнетательные и комбинированные) и барабанные.
Эжекторные зарядчики «Курама-7», «Курама-8» (ЭЗП-7 и ЭЗП-8) предназначены для заряжания россыпными ВВ горизонтальных, наклонных и вертикальных («Курама-8») шпуров диаметром от 34 до 56 мм. Зарядчики состоят из открытого бункера, эжектора, клапанного устройства и зарядной трубки.
Источник
Анкерная крепь горных выработок
Аварии в шахтах и рудниках случались бы гораздо чаще, если бы на начальном этапе их проектирования не закладывалось анкерное крепление. Проходчики обрамляют стволы выработок «искусственными» стержнями, иначе горное давление уничтожит всё подземное пространство.
Впоследствии залогом безопасной добычи является непрерывный мониторинг состояния подземных «коридоров». Постоянный контроль позволяет своевременно обнаружить деформации в горном массиве и предотвратить возможные обрушения, в том числе с помощью установки дополнительных устройств крепления.
Как монтируется анкерная крепь?
Установка анкерных горных крепей является одним из самых долговечных и надёжных способов поддержки горных массивов — за счёт высокой несущей способности.
Анкерная крепь — это система анкеров, закреплённых в шпурах и расположенных по определённой сетке. Сами по себе анкеры представлены в виде прута или стержня с гайкой и демпфирующей шайбой.
«Обработке» подвергается каждый забой шахты или рудника. Важно, что перед началом работ участок необходимо привести в безопасное состояние. Кровлю выработки остукивают, чтобы обнаружить отслоившиеся породы, бурение в которых недопустимо.
Затем в кровле пробуривают шпуры под анкерную крепь, в отверстия заводится клей, который затягивают гайкой и шайбой. Замок анкера прочно закрепляется в породах, окружающих выработку. Благодаря поддерживающим элементам породы кровли как бы сшиваются, за счёт чего происходит упрочнение массива пород и повышение его устойчивости. Для большей эффективности борта и кровля анкерных крепей обрабатываются специальными составами, которые сдерживают поступление кислорода в пласты горных пород.
Параметры анкерного крепления должны соответствовать постоянно меняющимся горно-геологическим и горнотехническим условиям подземного «городка». От них зависят шаг установки крепи, количество анкеров в ряду, плотность установки и прочее.
Оптимальный расчёт анкерования выработок позволяет контролировать горное давление. Первостепенно, что этот показатель не должен превышать несущую способность крепи.
Эксперты выделяют два основных метода расчёта крепи: численный и аналитический. При численном методе учитываются законы механики сплошной среды, дающие общее представление о нагруженности крепи. Аналитический метод основан на опытном процессе проявления и распределения горного давления, сопряжённого с базовыми горно-геологическими условиями выработки.
Материалы для горной крепи
Постоянная горная крепь должна поддерживать шахту или рудник в рабочем и безопасном состоянии в течение всего срока эксплуатации. Вместе с тем иногда горняки монтируют на определённых участках временные стержни, которые по понятным причинам менее «выносливы».
Поэтому анкерная горная крепь изготавливается из различных материалов, отличающихся по прочностным характеристикам. В качестве основы для анкеров могут использовать дерево, металл, бетон, железобетон, камень, полимер и так далее.
Больше всего горнодобытчикам пришлись по вкусу деревянные и металлические анкерные крепи. Первые выполняют функцию временного «помощника», а вторые обычно монтируются на весь срок эксплуатации подземного месторождения.
Деревянная крепь не может применяться на постоянной основе, поскольку обладает низкими показателями прочности. Кроме того, работы по возведению деревянной крепи в меньшей степени поддаются механизации, поэтому выполняются преимущественно вручную. Крепь, выполненная из металла, более прочная и долговечная. Она может служить более 15 лет — для сравнения, продолжительность жизни деревянных анкеров в среднем составляет 2-3 года.
Техника для анкерного крепления
Давно ушли времена, когда шахтёры монтировали анкерные крепи вручную. В наши дни не нужно прикладывать титанические усилия и рисковать своей жизнью в незащищённых выработках. Потому что для горно-проходческих работ придумано огромное количество специализированной техники.
Впрочем, частично «ручной» способ горного крепления остался. В некоторых шахтах проходчики устанавливают анкера по стволу с помощью анкероустановщиков. Фактически это переносные установки на ходовой платформе, оснащённые бурильной стрелой-манипулятором. Модели анкероустановщиков различаются длиной раздвижки и глубиной бурения шпуров, что позволяет использовать их для различных задач.
Данный метод опасен тем, что горняки трудятся под ещё незакреплённой кровлей, которая в любой момент может обрушиться. Кроме того, установку нужно постоянно передвигать, что требует времени и больших трудозатрат.
В современном мире «примитивные» машины для анкерования выработок заменены «самостоятельными единицами». Механизированный способ крепления подразумевает использование самоходной техники, которая работает самостоятельно. Мобильные самоходные секции крепи не только обеспечивают безопасную добычу, но и увеличивают скорость проходки.
Механизированный способ намного безопаснее, потому что работа проходческой техники полностью контролируется дистанционно посредством автоматических систем. При этом полностью исключается нахождение рабочих в зоне обнажения кровли при возведении основной горной крепи.
Последнее слово в механизированном анкерном креплении — проходческие комбайны, которые уже в базовой комплектации оборудованы стационарным анкероустановщиком. А более мощные машины имеют в своём арсенале несколько буровых установок для ещё большего удобства производимых работ.
Наличие анкерного крепления в каждом стволе шахты или рудника не является гарантом полной безопасности. Деформации, трещинноватости и обрушения могут появиться вследствие целого ряда нарушений.
Анкеры вряд ли помогут при изначально неправильно выбранном способе крепления. Конечно, куда чаще ошибки «проявляются» уже при установке крепи, а в процессе эксплуатации — при несвоевременном устранении повреждённых крепей.
Подробнее о проблеме обрушения обрушения породы из-за некачественной крепи — в нашем материале: «Крепь. Титаны держат небо».
Источник
Оборудование для возведения анкерной крепи
Анкерной крепью закрепляют подготовительные выработки, камеры, тоннели и очистные выработки. Эта крепь — весьма перспективна ввиду простоты и невысокой стоимости. Для возведения анкерной крепи требуется вначале пробурить шпур, установить в него анкер, закрепить его и дать необходимое натяжение.
Возводят анкерную крепь с помощью бурильных машин БУА-3, ПА-1 и МАП-1.
Шахтную бурильную установку БУА-1 на гусеничном ходу с электрогидроприводом применяют для анкерования кровли горных выработок различного назначения при высоте выработок 2,6—3,6 м и породах с f=8. Ее можно также применять для бурения горизонтальных шпуров по забою. Эксплуатационная производительность установки составляет:
при бурении под анкеры по породе с f=6—8 в забоях подготовительных выработок — 40 м/смену;
при бурении под анкеры по породе f =2—4 в камерах— 50 м/смену.
Передвижная машина для анкерования МАП-1 предназначена для бурения шпуров под болты анкерного крепления в горных выработках высотой 1,9—3 м, проводимых с углом наклона до 6°, вмещающий массив которых в зоне анкерования состоит из пород с f =8 в шахтах, опасных по газу и пыли.
Машина МАП-1 представляет собой колонковое сверло, смонтированное на установочном приспособлении с колесным ходом.
Техническая характеристика машин для анкерования
| Тип | ПА-1 | МАП-1 |
| Высота выработки, м | 1,17-2,95 | 1,9-3,0 |
| Коэффициент крепости буримых пород | до 8 |
| Глубина бурения, м | 1,8 | 1,6 |
| Частота вращения инструмента, с -1 | 5,3 |
| Усилие подачи, Н |
| Скорость подачи, м/с | 0,01 | 0,038 |
| Ход подачи, мм |
| Мощность электродвигателя вращателя, кВт | 1,4 | 3,5 |
Электрическое сверло состоит из асинхронного электродвигателя во взрывобезопасном исполнении, редуктора со встроенной насосной станцией, гидропривода, механизма подачи и траверсы со шпинделем. Распорная стойка — телескопическая с выдвижной верхней трубой для настройки по высоте выработки. Стойка имеет пружинный упор для компенсации распора, люнет, обеспечивающий забуривание устройства для отвода шлама с водой на почву выработки. Распор осуществляется гидроцилиндром, подключенным к гидроприводу сверла.
Усилие подачи при бурении устанавливают вручную в зависимости от крепости пород, что дает возможность применять наивыгоднейшие режимы в разнообразных горно-геологических условиях. Управление машиной — дистанционное.
В качестве вспомогательного оборудования для затяжки и установки анкеров используют пневмосболчиватели, динамометрические ключи, насадки — сболчиватели, установочные и выдерживающие муфты. Комплекс оборудования состоит из пнев-мосболчивателя ПИ-35, ключа М-40 и насадки М-35.
Пневмосболчиватель ПИ-35 .(рис. 8, а) используется в качестве самостоятельного механизма для завинчивания и затяжки гаек анкерной крепи и состоит из ударного механизма 1 с рукояткой управления 2, выполненного аналогично отбойному молотку, импульсного механизма 6 с дополнительной рукояткой 5 и гаечного ключа 4. Пневмосболчиватель ПИ-35 является механизмом ударно-импульсного типа с пневмоприводом, подключаемым штуцером 3 к шахтной сети сжатого воздуха давлением 0,4—0,5 МПа. Ударный механизм развивает около 1600 ударов в минуту, создавая крутящий момент 350 НМ и предварительное натяжение болтов 0—50 кН. Пневмосболчиватель имеет длину 690 мм, массу 9 кг и расходует около 1,3 м/мин сжатого воздуха. Динамометрический ключ М-40 (рис. 8, б) предназначен для измерения величины
Рис. 8 Вспомогательное оборудование для установки
анкерной крепи
момента затяжки гаек анкерной крепи и состоит из рукоятки 1 длиной 890 мм и динамометрического устройства 2. Ключ оттарирован на максимальный момент 400 Н-м и имеет .массу 4,3 кг. Для завинчивания и затяжки гаек металлической анкерной крепи с использованием крутящего момента телескопных перфораторов предназначена насадка-сболчиватель М-35 (рис. 8, б). Она представляет собой переходную муфту 1, у которой входной вал 2 вставляется в поворотную гайку перфоратора, а выходной 3 выполнен в виде головки, которая надевается на гайку болта. Насадка-сболчиватель обеспечивает передачу мощности 0,20 кВт и крутящий момент на головке 350 Н-м при скорости вращения 0,12 с -1 . Длина насадки сболчивателя 296 мм, масса 6,3 кг. Для установки металлической анкерной крепи и испытания ее на выдергивание предназначен комплект инструмента УВШ-5/15 (рис. 8, г), состоящий из ручного гидронасоса .1, установочной 3 и выдергивающей 2 муфт 3. Гидронасос массой 10 кг обеспечивает рабочее давление 15×10 6 Па при 15 — 20 качаниях рукоятки, к которой должно прикладываться усилие 124 Н. Установочная муфта длиной 550 мм и массой 10 кг создает усилие 50 кН, выдергивающая муфта длиной 420 мм и массой 12,5 кг — рабочее усилие на штоке 150 кН.
ВНИИгидроуголь разработал ручное электросверло-гайковерт с дистанционным управлением СГЭ-2, предназначенное для бурения шпуров по углю и породе не выше средней крепости, затяжки и откручивания резьбовых соединений. Оно может быть использовано при возведении анкерной и арочной крепей, монтаже и демонтаже машин и оборудования в шахтах, включая и опасные по газу или пыли. Сверло-гайковерт состоит из электродвигателя ЭД-ЗК, редуктора, ударно-вращательного механизма, шпинделя затяжки гаек. При бурении штангу вставляют в гнездо шпинделя бурения, при переходе к установке анкера ее извлекают из гнезда, и сверло-гайковерт с помощью шпинделя затяжки гаек соединяют с гайкой анкера.
Работа сверлом-гайковертом производится с применением реечных податчиков очень простой конструкции. Такие податчики широко применяются для бурения анкерных шпуров на шахтах Кузнецкого бассейна. При затяжке резьбовых соединений анкеров сверло-гайковерт или непосредственно соединяется с гайкой, или через торцовый ключ длиной 0,8 — 1,7 м в зависимости от высоты выработки.
Источник
Технология возведения анкерной (штанговой) крепи
Анкерную крепь применяют для крепления капитальных, подготовительных, вскрывающих, прослеживающих выработок, камер и прочих выработок вне зависимости от угла падения пород, мощности напластований, проведенных по устойчивым породам (f > 3). Анкерную крепь не применяют в слабых глинистых, сыпучих сильно перемятых породах, в зоне геологических нарушений и т.п. (СНиП Н-94–80).
Анкерная крепь возводится как временная, так и постоянная, в виде самостоятельной, а также в сочетании с металлической сеткой, набрызгбетоном и с металлическими или деревянными подхватами. Её возведение включает работы по бурению шпуров, установке анкеров. Бурение шпуров под анкеры производится электросверлами, телескопическими перфораторами и бурильными установками. Для бурения шпуров и установки анкеров применяют серийные машины МАП-1, НА-4, УВШ-5/15, ПА-1. Новокузнецким заводом выпущены новые бурильные установки УБШ-214, УБШ-2115, УБШ-308 для бурения шпуров в породах с f = 8÷14.
Передвижная машина МАП-1 конструкции ЦНИИподземмаша предназначена для бурения шпуров под анкеры в выработках высотой 1,8÷3 м в породах с f = 3÷8. Электрическое сверло машины смонтировано на распорной винтовой стойке. Установка на пневмоколесном ходу. Бурение с промывкой. Гайки закручивают гайковертом с электроприводом на базе ручного электросверла. Глубина шпуров 1,8÷2,5 м.
Переносной станок ПА-1 предназначен для бурения шпуров в выработках высотой от 1,8 до 2,8 м в породах с f < 4. Станок состоит из ручного электросверла с принудительной подачей, распорной винтовой стойки и шланга для бурового шлама. Конструкция стойки позволяет менять ее длину.
Навесное оборудование НА-4 конструкции ЦНИИподземмаша монтируется на комбайнах ЧПП-2, ПК-9р и представляет собой гидравлический двухшпиндельный вращатель.
Перед началом крепления забой приводится в безопасное состояние: нависшие куски породы обираются, кровля остукивается для выявления отслоившихся плит. Расположение, глубина и диаметр шпуров должны строго соответствовать паспорту крепления. Глубина шпуров на 5–7 см больше длины анкера при применении опорных плит и на 10–15 см – подхватов. После закрепления анкеров производится их натяжение; металлических – сразу после установки и вяжущих – после установленного срока затвердения закрепляющих составов.
Деревянные и металлические клинощелевые анкеры закрепляют в шпуре ударами по выступающему в выработку концу анкера. После закрепления надевают опорные плитки, сетку или подхваты (согласно паспорту крепления) и закручивают гайку. При применении железобетонных анкеров бетон готовят состава 1:2 (цемент-песок) при водоцементном отношении 0,40:0,45.
Процесс установки железобетонных анкеров состоит из следующих операций: приготовление бетона, заполнение им шпура и введение в него армирующего стержня.
Для заполнения шпуров бетоном используются пневмонагнетатели различных конструкций типа ПН-1, разработанного НИПИгормашем.
Во время установки анкеров один из рабочих занят заполнением скважин бетоном с помощью нагнетательной трубы, а второй регулирует подачу сжатого воздуха трехходовым краном. После заполнения шпура бетоном вручную или с помощью бурильной машины, снабженной насадкой, вводится армирующий стержень. Сетка или подхваты, если они предусмотрены проектом, навешиваются после того, как бетон наберет необходимую прочность (это может производиться через сутки).
Сталеполимерные анкеры выполнены из стального стержня, закрепленного в замковой части шпура синтетическим составом. Технология установки таких анкеров заключается в следующем. В шпур вводят стеклянную или полиэтиленовую или даже бумажную ампулу со смолой, химическим стабилизатором, наполнителем и катализатором. Затем в шпур вводят и вращают в течение нескольких секунд стержень с заостренным концом для разрушения оболочки ампулы. В результате этого происходит смешивание смолы с катализатором. Полученная смесь обволакивает стержень и, затвердевая вокруг него, надежно сцепляется со стенками шпура. На установку такого анкера затрачивается 3÷5 мин.
В отдельных случаях крепление производится в сочетании рамной крепи с анкерным креплением.
Источник