Характеристика анкеров, рекомендуемых к

Рис. 1. Сталеполимерные анкеры АСП, АКМ АМ из прокатов круглого профиля

1 – стержень анкера, 2 – шайба опорная, 3 – гайка; Материал стержня – ВСт3 ГОСТ 535-88. В=60…100 мм.

а. Анкер типа АКМ20

б. Анкер типа АК-20 (АГПС)

в. Сталеполимерный анкер типа АК-22

Рис. 2. Общий вид основных типов сталеполимерных анкеров,

применяемых на шахтах Кузбасса:

1 – стержень анкера, 2 – шайба опорная, 3 – гайка. Материал стержня – А400-14-1-5254-94. а, б – представители группы сталеполимерных анкеров из круглого профиля; в – представитель группы сталеполимерных анкеров из арматурной стали периодического профиля

1-стержень анкера, 2-шайба опорная, 3-гайка.

Материал стержня-А400С ТУ14-1-5254-94

Рис. 3. Сталеполимерный анкер АК22 (АКМ АМ) из проката периодического профиля

Рис. 4. Составные сталеполимерные анкеры из прокатов винтового профиля (АС20В и АС25В)

1, 2 – стержень анкера, 3 – гайка, 4 – шайба опорная, 5 – муфта. Материал стержней – Ав400С ТУ 14-1-5254-94, муфты – Сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-88

1-стержень анкера, 2-гайка, 3-шайба опорная

Материал стержня-Ав400С ТУ 14-1-5254-94

Рис. 5. Сталеполимерные анкеры из прокатов винтового профиля №16, №20 и №25 (А16В, АМК АВ16, А20В, АМК АВ20, А25В, АМК АВ25, АК20В, АКВ)

а.

б.

в.

Рис. 6. Сталеполимерные анкеры из арматурной стали винтового профиля

а – анкер СА-20; б – А20В (АКМ АВ); в – анкер типа АМК (сварной стержень): 1 – стержень; 2 – сферическая шайба; 3 – гайка

1-стержень анкера сварной, 2-гайка, 3-шайба опорная.

Стержень из арматуры винтового профиля №20 сварен встык со стержнем арматурным из периодического профиля №22. Материал стержня - Ав400С ТУ 14-1-5254-94.

Рис.7. Сталеполимерный анкер со сварными стержнями

1)

2)

Рис. 8. Общий вид канатных анкеров:

а) канатный анкер АК01 (-08, -14) для химических и минеральных скрепляющих составов; б) канатный анкер КАГ-20. 1 – стержень анкера сварной, 2 – гайка, 3 – шайба опорная. Стержень из арматуры винтового профиля сварен встык с канатом диаметром 20 мм.

Рис. 9. Канатный анкер АК01 (-08, -14)

АК01 (-25, -32)	АК01-08	АК01-14

Рис. 10. Общий вид канатных анкеров типа АК01

Рис. 11. Общий вид канатного анкера типа АК02 (предназначен для ампульно-нагнетательного или нагнетательного закрепления)	Рис. 12. Канатный анкер АК01-121 (125) Предназначен для подвешивания монорельсовой подвесной дороги

Рис. 12. Канатный анкер АК01-25 с гайкой-подвесом

Предназначен для упрочнения пород кровли и подвешивания МПД

а	б	в	г	д	е	ж

з		и

Рис. 14. Общий вид анкеров, в том числе применяемых для крепления ампулами с минеральной композицией:

а, б, в - анкер типа АМК АМ; г – анкер типа АКМ АВ; д, е, ж – анкер типа АКМ; з - АСМ-1; и - анкерАСМ-2;

Рис. 15. Сталеорганический анкер

1 – стержень анкера, 2- опорная плитка, 3 – опорная шайба, 4 – деревянная втулка. Разрывное усилие – 95 кН. Допускаемая нагрузка – 70 кН. Марка стали – Ст.3. Масса 1 м анкера – 2, 8 кг.

Рис. 16. Металлический замковый анкер ШК-1М

Рис. 17. Стеклопластиковый полимерный анкер АС-14Ш

1 – стержень анкера, 2 – гайка, 3 – опорная шайба. Прочность на срез – 50 кН. Допускаемая нагрузка на срез – 39 кН. Масса – 0, 7…0, 85 кг

	Диаметр шпура, мм	25–30
Диаметр композитной арматуры не менее, мм	20-2
Длина анкера, мм	1400..3000
Габаритные размеры муфты
Длина не менее, мм
Резьба	М22
Длина резьбовой части не менее, мм
Расчётная несущая способность, тс
Разрывное усилие не менее, тс
Рекомендуемая величина предварительного натяжения, тс	2–3

Рис. 18. Базальто-пластиковый анкер (БПА)

Сталеполимерные анкеры А20В, АКМ АВ из проката винтового профиля с шагом витков 11 мм применяются как для крепления горных выработок, так и для крепления подвесных опор монорельсовых дорог. При эксплуатации монорельсового транспорта сталеполимерные анкеры испытывают в основном статические нагрузки при относительном постоянном натяжении анкеров. В режиме перевозки грузов элементы подвески и анкеры воспринимают динамические нагрузки, вызывающие при недостаточно высоком предварительном натяжении стержней анкеров самоотвинчивание гаек из-за не выполнения условия самоторможения, так как угол подъема витков профиля превышает угол трения.

Для эксплуатации анкеров в условиях динамических нагрузок разработан и внедрен в производство новый прокат с уменьшенным шагом винтового профиля ГП для горной промышленности с маркировкой ГП10В, ГП15В, ГП20В и ГП25В, преимуществом которого является то, что при динамических нагрузках на анкерную крепь гайка не раскручивается. Из новых профилей проката изготавливают анкерную крепь АКВ, которая обеспечивает снижение крутящего момента при затяжке гаек.

В зависимости от прочности горных пород и ожидаемой интенсивности проявлений горного давления для крепления кровли горных выработок различного срока службы и назначения используют сталеполимерные анкеры из прокатов винтового профиля №16, №20 и №25, которые в наибольшей степени приспособлены к существующему диапазону изменения геотехнических параметров угленосных отложений балахонской и кольчугинской свит.

Широко применяются сталеполимерные анкеры АСП (АКМ АМ) из прокатов круглого профиля, стержни которых на одном конце выполнены штамповкой, а на другом – с нарезкой метрической резьбы. Анкерная крепь этой разновидности имеет сравнительно низкую несущую способность. Одним из существенных недостатков этих анкеров является повышенная чувствительность к восприятию ударных нагрузок, возникающих вследствие мгновенного отрыва и падения отслоившихся пород в действующих горных выработках, что требует для смягчения удара использования податливых опорных элементов и гаек увеличенной высоты.

Третья разновидность сталеполимерных анкеров первого типа АКМ АМ изготавливается из арматурного стержня периодического профиля №16 (20, 22, 25) с метрической резьбой. Обработка выступающих рельефов на одном конце арматурного стержня с последующим нанесением метрической резьбы по твердой стали, является одной из трудоемких операций производственного цикла по изго8товлению крепи. Несущая способность анкера определяется разрывным усилием стержня в наиболее опасном месте по резьбе, требующей для предотвращения срыва гайки со стержня и смягчения ударной нагрузки использования податливых опорных элементов и гайки увеличенной высоты.

Перечисленные разновидности сталеполимерных анкеров из различных профилей проката закрепляются в породных скважинах (шпурах) диаметром 25–30 мм одной–двумя ампулами. Ампулы содержат смесь полиэфирной смолы, минерального наполнителя и отвердителя. Смола с наполнителем и отверждением находятся в изолированных друг от друга частях одной двухсекционной упаковки из пленки.

Сталеминеральные анкеры типа АКМ (АКМ АМ, АКМ АВ) предназначены для использования в капитальных горных выработок и в горных выработках с водопритоком. Закрепление стержней анкеров в скважинах (шпурах) диаметром 27–43 мм производится после пропитки водой одного или двух патронов, содержащих многокомпонентный состав на основе минеральных композиций.

Сталеминеральный анкер выполнен из круглого проката либо из арматуры периодического профиля либо из арматуры винтового профиля с опорной спиралью, шайбы опорной и гайки, и может применяется совместно с подхватами различных конструкций. На верхнем конце анкер имеет опорную спираль, благодаря которой можно производить предварительное натяжение сталеминерального анкера, установленного на ампулы АМК безожидания времени отверждения минеральной композиции.

Сталеминеральные анкеры закрепляются в шпурах ампулами на основе минеральных композиций (АМК), что позволяет использовать их в горных выработках со значительным водопритоком и в горных выработках с большим сроком службы, в том числе и капитальных.

Сталеминеральные анкеры, закрепленные на ампулы с минеральной композицией, отличаются от сталеполимерных тем, что органично сочетаются с вмещающими породами, обеспечивают несущую способность сразу после установки.

В качестве поддерживающих элементов применяются металлические подхваты и различные виды затяжки.

В качестве средств механизации бурения шпуров и установки анкеров рекомендуется применять пневматические буровые анкероустановщики. с буровыми штангами и коронками диаметром 27 – 43 мм.

Базальто-пластиковый анкер (далее по тексту – БПА) предназначен для крепления кровли и боков пластовых горных выработок, поставляемый ООО «АМК». Анкер закрепляют в скважинах (шпурах) диаметром 25–30 мм с помощью полимерных ампул или ампул с минеральной композицией. Основными достоинствами анкера являются высокая несущая способность (сравнимая с металлческим анкером, легкая разрушаемость режущим инструментом очистных комбайнов), высокая стойкость к агрессивной среде и небольшая масса. Для лучшего разрушения и перемешивания ампул анкер на головном конце имеет винт.

Канатный анкер АК01 и АК02. Рациональной областью применения канатных анкеров АК01 и АК02 на шахтах России и Кузбасса является упрочнение кровли монтажных и демонтажных камер (развиваемых от механизированного комплекса и заранее пройденных до подхода лавы), сопряжений горных выработок, усиление сопряжений лавы с подготовительными горными выработками без использования механизированной крепи сопряжения, сохраняемых горных выработок, а также как крепь усиления ранее пройденных горных выработок, крепление ленточных конвейеров.

Применение канатных анкеров АК01 и АК02 является эффективным для крепления выработок в сложных горно–геологических условиях:

1) массивы с высокими геодинамическими и тектоническими напряжениями;

2) зоны ПГД под целиками и краевыми частями на сближенных пластах;

3) замки складок, дизъюнктивные нарушения с дробленными и обводненными породами;

4) ранее закрепленные горные выработки анкерной или рамной крепью.

Анкер канатный АК01 состоит из каната арматурного условным диаметром – 9, 35; 12, 4; 15, 2; 18 мм, с узлами уширения из гаек, шнеком проволочным, спиралью опорной на головном конце, муфты, гайки, трубы жесткости и опорных элементов.

Анкер канатный АК02 состоит из каната арматурного условным диаметром 15, 2 мм, с узлами уширения из гаек, шнеком проволочным, спиралью опорной на головном конце, муфты, гайки, герметизатора, воздухоотводящей трубки.

Канатные анкеры АК01 и АК02 закрепляются в шпуре ампулами на основе минеральных композиций или полиэфирных смол (ампульный способ). Анкеры АК02 могут закрепляться нагнетанием минеральных композиций или органоминеральных смол (нагнетательный способ) или ампульно-нагнетательным способом. Глубина заложения анкеров АК01 и АК02 зависит от горно-геологических условий пород кровли.

Бурение скважин (шпуров) и установка анкеров преимущественно осуществляется пневматическими анкероустановщиками со штангами и буровыми коронками диаметром 27–43 мм.

Закрепление анкеров АК02 ампульно-нагнетательным способом осуществляется на первом этапе (ампульный) с помощью анкероустановщика, а далее, на втором этапе (нагнетание) с помощью пневматических двухкомпонентных насосов различными смолами или цементными растворами.

В качестве поддерживающих элементов применяются металлические подхваты и различные виды затяжки.

Канатные анкеры АК01-08 применяются в качестве анкерной крепи первого уровня и для крепления бортов горных выработок.

Канатные анкеры АК01-14 применяются в качестве анкерной крепи первого уровня, в качестве анкерной крепи усиления второго уровня в сочетании анкерами первого уровня и рамным креплением, а также для крепления бортов горных выработок.

Канатные анкеры АК01-25 и АК01-32 применяются в качестве крепи усиления, когда усилия канатного анкера АК01 в 21 тс недостаточно.

Канатный анкер АК01-121 (АК01-125). Анкеры канатные АК01-121 и АК01-125 предназначены для крепления монорельсовой подвесной дороги (МПД) в кровлю горных выработок и подвешивания различного вида грузов при закреплении в шпуре (скважине) ампулами на основе минеральных композиций или полиэфирных смол.

Основными достоинствами монтажа монорельсовой подвесной дороги на канатные анкеры АК01-121 и АК01-125 по сравнению со стандартным способом являются значительное сокращение скорости монтажа, снижение трудоемкости работ, снижение затрат на доставку материалов и монтаж монорельсовой подвесной дороги.

Сталеполимерные анкеры со сварными стержнями типа АКМ состоят из отрезков арматуры периодического профиля и круглого проката №16, 18, 20 или 25, соединенных плазменной сваркой встык, что обеспечивает создание унифицированных опорных элементов крепи с высокой прочностью, превышающей разрывное усилие арматурных стержней, высокую скорость затяжки гаек, уменьшение зазора между стенками скважины и стержнем анкера, снижение расхода твердеющих составов ампул, быстрое и более надежное закрепление анкера в скважине. Достигнутая прочность сварных соединений стержней из разных профилей проката составляет 85% и более от разрывного усилия стержней, выполненных из стали А400С. Анкеры со сварными стержнями, как и анкеры из прокатов винтового профиля, применяются для крепления кровли подготовительных горных выработок различного назначения и срока службы на всем диапазоне изменения горно-геологических условий, за исключением зон нарушений и выветренных пород.

Сталеорганический анкер состоит из металлического стержня диаметром 20 мм, длиной до 2, 5 м, деревянной пробки диаметром 27–28 мм длиной 300 мм, опорной плитки и опорной шайбы. Стержень анкера, имеющий на одном конце скос, а на другом упор, забивается в деревянную пробку, предварительно вставленную в пробуренную скважину, при помощи перфоратора ударно-поворотного действия. Эти анкеры применяются для крепления кровли и боков горных выработок, проводимых по породам и углям с прочностью на сжатие не ниже 40–50 МПа соответственно. Достоинства анкера – сравнительно небольшая стоимость, недостатки – невысокая несущая способность, малый срок службы, необходимость использования специального оборудования для установки крепи, затруднительность в обеспечении контроля за прочностью закрепления стержня в скважине по мере эксплуатации горной выработки.

_________________________