Анкерное устройство с эластичной расширяющейся оболочкой - RU2006118307A

Реферат

1. Анкерное устройство для стабилизации стенки котлована и для по меньшей мере частичного помещения в скважину, выбуренную в стенке котлована, содержащее вытянутый несущий элемент, имеющий дальний конец для помещения в выбуренную скважину, и ближний конец, противоположный дальнему концу; опорный элемент, установленный на несущем элементе вблизи ближнего его конца, для опоры на внешнюю поверхность пласта горной породы; анкерную головку, установленную на несущий элемент для зацепления со скважиной, выбуренной в стенке котлована, причем анкерная головка, содержит эластичный расширяющийся элемент, установленный на несущем элементе, изготовленный из эластичного материала и предназначенный для растяжения и радиального расширения; приводной элемент, подвижно установленный на несущем элементе, причем приводной элемент установлен для перемещения относительно несущего элемента и расширяющегося элемента, и с возможностью зацепления с последним, при этом приводной элемент предназначен для оказания давления на расширяющийся элемент; в котором для крепления анкерной головки в стенке котлована на уровне выбуренной в нем скважины приводной элемент и расширяющийся элемент подвинуты относительно друг друга так, чтобы войти друг с другом в контакт, и таким образом, чтобы дать возможность приводному элементу оказывать давление на расширяющийся элемент для вырабатывания радиального расширения по меньшей мере участка последнего, так что вышеуказанный участок расширяющегося элемента фрикционно опирается на часть внутренней поверхности, ограничивающей скважину, выбуренную в стенке котлована.

2. Анкерное устройство по п.1, в котором расширяющийся элемент представляет собой эластичную расширяющуюся оболочку цилиндрической формы, имеющую первый конец и второй конец, и внутреннюю полость, зацепляющуюся с несущим элементом.

3. Анкерное устройство по п.2, в котором несущий элемент представляет собой вытянутый жесткий стержень, имеющий продольную ось, проходящую между его дальним концом и ближним концом.

4. Анкерное устройство по п.3, в котором вытянутый жесткий стержень по меньшей мере частично имеет резьбу, причем приводной элемент имеет продольную внутреннюю полость, имеющую окружную стенку, которая также по меньшей мере частично имеет резьбу и которая по резьбе зацепляется с вышеуказанным стержнем, при этом стержень выполнен с возможностью поворота вокруг продольной оси для создания перемещения приводного элемента по резьбе относительно оси вдоль стержня для возможности относительного перемещения приводного элемента относительно расширяющейся оболочки.

5. Анкерное устройство по п.4, в котором полость расширяющейся оболочки имеет первое входное отверстие вблизи первого конца вышеуказанной расширяющейся оболочки, причем приводной элемент содержит вставной элемент, подвижный по оси вдоль стержня, когда последний поворачивается вокруг своей продольной оси, при этом вставной элемент по меньшей мере частично выполнен с возможностью размещения во внутренней полости расширяющейся оболочки через первое входное отверстие, для оказания давления радиально наружу на окружную поверхность внутренней полости расширяющейся оболочки по меньшей мере вблизи ее первого конца, для создания растяжения и радиального расширения расширяющейся оболочки по меньшей мере вблизи первого ее конца.

6. Анкерное устройство по п.5, в котором вставной элемент выполнен в виде вставного клина, содержащего участок в виде усеченного конуса, причем вставной клин выполнен с возможностью по меньшей мере частичного размещения во внутренней полости расширяющейся оболочки через первое ее входное отверстие для создания расширения и радиального растяжения расширяющейся оболочки по меньшей мере вблизи ее первого конца.

7. Анкерное устройство по п.6, дополнительно содержащее удерживающий элемент, установленный неподвижно на стержне, причем второй конец расширяющейся оболочки выполнен с возможностью упора на удерживающий элемент, когда вставной клин входит в первое входное отверстие внутренней полости для растяжения радиально наружу расширяющейся оболочки.

8. Анкерное устройство по п.7, в котором полость расширяющейся оболочки имеет второе входное отверстие, противоположное первому входному отверстию и расположенное вблизи второго конца расширяющейся оболочки, при этом удерживающий элемент содержит второй вставной клин, имеющий второй участок в виде усеченного конуса, причем второй вставной клин выполнен с возможностью размещения во втором входном отверстии полости расширяющейся оболочки, когда вставной клин перемещается по направлению к расширяющейся оболочке и толкает последнюю по направлению ко второму вставному клину.

9. Анкерное устройство по п.4, дополнительно включающее в себя удерживающий элемент, установленный неподвижно на стержне, причем приводной элемент представляет собой нажимной элемент, подвижный вдоль стержня и способный толкать расширяющуюся оболочку к удерживающему элементу для того, чтобы сжимать по оси расширяющуюся оболочку и для ее радиального расширения.

10. Анкерное устройство по п.9, дополнительно содержащее полую муфту, зацепленную со стержнем и поддерживаемую на нем неподвижно относительно оси, имеющую основной цилиндрический участок и задний кольцевой стопор, выступающий радиально наружу от одного из концов основного цилиндрического участка, причем задний стопор образует удерживающий элемент, а основной цилиндрический участок муфты зацепляется с внутренней полостью расширяющейся оболочки.

11. Анкерное устройство по п. 10, в котором нажимной элемент содержит распорную головку, имеющую первый концевой участок, который является кольцевым и скользяще зацепляется с вышеуказанным основным цилиндрическим участком муфты, так что расширяющаяся оболочка вклинивается между кольцевым концевым участком расширяющейся оболочки и задним стопором муфты, при этом распорная головка дополнительно включает в себя ряд ножей, имеющих зубчатую внешнюю поверхность, а нажимной элемент дополнительно включает в себя вставной клин, подвижно по резьбе установленный на резьбовом стержне и подвижный по направлению к распорной головке, как для зацепления между ножами распорной головки и для создания из разведения вдаль для обеспечения возможности их прижатия к окружной поверхности, ограничивающей скважину, выбуренную в стенке котлована, так и для скользящего проталкивания первого концевого участка распорной головки вдоль основного цилиндрического участка муфты и к расширяющейся оболочке для создания осевого сжатия последней, и следовательно ее радиального расширения для возможности ее прижатия к окружной поверхности, ограничивающей скважину, выбуренную в стенке котлована.

12. Анкерное устройство по п.1, в котором опорный элемент представляет собой опорную плиту.

13. Анкерное устройство по п.1, в котором стержень снабжен по меньшей мере двумя анкерными головками для увеличения количества точек крепления вдоль скважины, выбуренной в стенке котлована, так что анкерное устройство может сопротивляться более сильным нагрузкам.

14. Анкерное устройство по п.1, в котором расширяющаяся оболочка содержит по меньшей мере один вытянутый пояс, прочно прикрепленный к внешней поверхности расширяющейся оболочки.

15. Анкерное устройство для стабилизации стенки котлована из пласта горной породы и для по меньшей мере частичного помещения в скважину, выбуренную в стенке котлована, содержащее трубу регулируемого диаметра для помещения в скважину, выбуренную в стенке котлована, имеющую внешнюю поверхность для оказания давления радиально наружу на внутреннюю поверхность скважины; опорный элемент, установленный на трубе вблизи ее ближнего конца для опоры на внешнюю поверхность стенки котлована; вытянутый жесткий стержень, имеющий дальний конец, помещенный в трубу, и ближний конец, противоположный его дальнему концу, причем стержень имеет продольную ось, проходящую между его дальним и ближним концами; анкерную головку, установленную на стержне и помещенную в трубу, при этом анкерная головка содержит эластичный расширяющийся элемент, установленный на стержне, изготовленный из эластичного материала и предназначенный для растяжения и радиального расширения; приводной элемент, подвижно установленный на стержне, причем приводной элемент установлен для перемещения относительно жесткого стержня и расширяющегося элемента и с возможностью зацепления с последним, при этом приводной элемент предназначен для оказания давления на расширяющийся элемент; в которой для приведения анкерной головки в рабочее состояние стержень и анкерная головка должны быть помещены в трубу, при этом труба предварительно была помещена в скважину, выбуренную в стенке котлована, и затем приводной элемент и расширяющийся элемент должны быть перемещены друг относительно друга для зацепления друг с другом, для того, чтобы приводной элемент оказывал давление на расширяющийся элемент для создания радиального расширения по меньшей мере части последнего так, чтобы вышеуказанный участок расширяющегося элемента оказывал радиальное давление на внутреннюю поверхность трубы для обеспечения возможности увеличения давления, оказываемого внешней поверхностью трубы на внутреннюю поверхность скважины.

16. Анкерная головка для установки на жесткий стержень, предназначенная для закрепления в скважине, выбуренной в стенке котлована из пласта горной породы, содержащая

- эластичный расширяющийся элемент для установки на стержень, изготовленный из эластичного материала, растяжимый и радиально расширяемый; и

- приводной элемент, подвижно установленный на стержне, причем приводной элемент установлен для перемещения относительно расширяющегося элемента, и с возможностью зацепления с последним, при этом приводной элемент предназначен для оказания давления на расширяющийся элемент;

в котором для крепления анкерной головки в пласт горной породы на уровне выбуренной в стенке котлована скважины, приводной элемент и расширяющийся элемент подвинуты друг относительно друга так, чтобы войти друг с другом в контакт, и таким образом, чтобы дать возможность приводному элементу оказывать давление на расширяющийся элемент для вырабатывания радиального расширения по меньшей мере участка последнего, так что вышеуказанный участок расширяющегося элемента фрикционно опирается на окружную внутреннюю поверхность, ограничивающую скважину, выбуренную в стенке котлована.

17. Способ объединения нестабильного пласта горной породы, содержащего неровную внешнюю поверхность, окружающую вал доступа, включающий следующие этапы на которых осуществляют:

а) применение бурильной машины для бурения по меньшей мере одной вытянутой полости во внешней поверхности и в пласте горной породы, причем пласт горной породы образует внутреннюю поверхность, ограничивающую выбуренную вытянутую полость, а кольцевой участок внешней поверхности выходит на вал доступа;

b) обеспечение анкерного устройства, содержащего жесткий вытянутый стержень, имеющий первый дальний конец, установленный в вытянутую полость, ближний концевой участок, выступающий наружу из вытянутой полости, причем анкерное устройство дополнительно содержит эластичный расширяющийся элемент, установленный на стержне, в котором расширяющийся элемент может находиться в первом ненагруженном состоянии, и может фрикционно зацепляться с внутренней поверхностью пласта горной породы при переходе во второе сжатое положение, при этом анкерное устройство дополнительно содержит приводной элемент, подвижно установленный на стержне вблизи расширяющегося элемента, причем анкерное устройство дополнительно содержит, на ближнем концевом участке стержня, опорный элемент, а также смещающее устройство натяжения;

с) помещение по меньшей мере участка жесткого стержня в вытянутую полость, начиная с его дальнего концевого участка, так что эластичный расширяющийся элемент и приводной элемент, установленный на стержне также зацепляются с полостью, так что опорная пластина и смещающее устройство натяжения расположены вблизи кольцевой части внешней поверхности пласта горной породы;

d) перемещение подвижного приводного элемента вдоль стержня для зацепления с эластичным расширяющимся элементом для того, чтобы перевести расширяющийся элемент в его второе сжатое состояние; и

е) регулирование смещающего натяжного устройства для его фрикционного зацепления с опорным элементом на кольцевом участке внешней поверхности пласта горной породы.

18. Анкерное устройство для нестабильной стенки котлована из пласта горной породы типа, имеющего неровную внешнюю поверхность, окружающую вал доступа, и по меньшей мере одну полость, выбуренную в этой внешней поверхности и в пласте горной породы, содержащее:

- вытянутый жесткий стержень для помещения в выбуренную скважину, причем стержень имеет дальнюю часть для установки в эту выбуренную полость, ближний конец, выступающий наружу из этой выбуренной полости;

- эластичный расширяющийся элемент, установленный по меньшей мере на участке дальней части стержня, при этом несущий элемент предназначен для очистки внутренней поверхности пласта горной породы в первом несмещенном положении, но способен фрикционно зацепляться этой внутренней поверхностью пласта горной породы при смещении во второе сжатое положение;

- подвижный приводной элемент для привода расширяющегося элемента, установленный на дальней части стержня опорный элемент, установленный на ближней осевой части стержня, и смещающее натяжное устройство, установленное на ближней концевой части стержня, для фрикционного зацепления опорного элемента с кольцевой частью внешней поверхности пласта горной породы.