Opis wzoruPattern description
Przedmiotem wzoru użytkowego jest kotew strunowa przeznaczona do kotwienia górotworu, znajdująca zastosowanie zwłaszcza w górnictwie podziemnym węgla kamiennego. W górnictwie węgla kamiennego do wzmacniania stropu powszechnie stosowane są kotwie strunowe, których długość często przekracza 3 metry. Kotwie tego typu zbudowane są z prętów połączonych ze sobą w wiązkę obejmami, a jeden z końców zakończony jest okuciem. Z polskiego opisu zgłoszeniowego P.399470 wynalazku „Sposób i zespół kotwiący do kotwienia górotworu kotwiami strunowymi” znany jest zespół kotwiący do kotwienia górotworu długimi kotwiami strunowymi, w którym pomiędzy prętami połączonymi obejmami w wiązkę znajduje się centralnie umieszczony, przelotowy kanał z przewodem odpowietrzającym. Kanał ten ma z jednego końca wylot na odcinku miejscowego rozplotu prętów, zaś wylot z drugiego końca położony jest w pobliżu elementu rozporowego zlokalizowanego pomiędzy prętami przy zewnętrznym końcu kotwi. Na zewnętrzny koniec kotwi, w obszarze elementu rozporowego, nałożona jest tuleja zewnętrznie nagwintowana, na którą nakręcona jest nakrętka do nadawania naciągu wstępnego. Tuleja zewnętrznie nagwintowana po osadzeniu kotwi w otworze wchodzi do wnętrza głowicy iniekcyjnej służącej do podawania środka iniekcyjnego do otworu kotwiowego po zewnętrznej stronie żerdzi kotwi. Sposób kotwienia z wykorzystaniem zespołu polega na tym, że po wprowadzeniu żerdzi do wnętrzna otworu kotwiowego, przestrzeń otwartą wylotu otworu kotwiowego zamyka się głowicą iniekcyjną i podaje się środek wiążący do wnętrza otworu kotwiowego, natomiast powietrze wypierane przez środek wiążący odprowadzane jest przez żerdź kotwi strunowej z miejsca rozplotu zlokalizowanego bezpośrednio poniżej strefy wklejenia wgłębnego końca kotwi strunowej przez kanał z przewodem odpowietrzającym i w końcu przez wylot przy elemencie rozporowym. Środek wiążący podawany jest przez krócieć głowicy iniekcyjnej, aż do momentu, w którym na zewnętrznym końcu kotwi pokaże się płynący strumień środka wiążącego, świadczący o całkowitym wyparciu powierza z wnętrza otworu kotwiowego.The subject of the utility model is a string anchor intended for anchoring a rock mass, which is used especially in underground coal mining. In hard coal mining, string anchors are commonly used to reinforce the roof, the length of which often exceeds 3 meters. Anchors of this type are made of rods connected in a bundle with clamps, and one end is ended with a ferrule. From the Polish application description P.399470 of the invention, "Method and an anchoring unit for anchoring a rock mass with string bolts", an anchoring assembly for anchoring a rock mass with long string bolts is known, in which there is a centrally located through channel with a venting conduit between the bars connected with clamps. The channel has an outlet at one end at the local section between the bars, and the outlet at the other end is located near the expansion element located between the bars at the outer end of the bolt. On the outer end of the bolt, in the area of the expansion element, an externally threaded sleeve is placed, onto which a nut for preloading is screwed. After the bolt is inserted into the bore, the externally threaded sleeve extends into the interior of the injection head for feeding the injection agent into the bolt hole on the outside of the bolt rod. The method of anchoring with the use of the assembly consists in the fact that after inserting the rod into the interior of the bolt hole, the open space of the bolt hole outlet is closed with the injection head and the binding agent is fed inside the bolt hole, while the air displaced by the binding agent is discharged by the rod of the a splice point located directly below the bonding zone of the deep end of the string bolt through the channel with the venting conduit and finally through the outlet at the expansion element. The binding agent is fed through the nozzle of the injection head until a flowing stream of binding agent appears at the outer end of the bolt, indicating complete displacement of the air from the inside of the bolt hole.
Wykorzystując dotychczas znane rozwiązania, przy spękanym górotworze gdzie występuje duża penetracja górotworu środkiem wiążącym wysoce problematycznym jest uzyskanie całkowitego wypełnienia otworu kotwiowego środkiem wiążącym, a co za tym idzie wklejenia kotwi na całej jej długości. Nie jest również możliwym w takich przypadkach zapobieganie dużemu zużyciu środka wiążącego przedostającego się do szczelin górotworu. Taka niedogodność ujawnia się, gdy nawet po znacznym przekroczeniu czasu zatłaczania środka wiążącego nie pokazuje się on na zewnętrznym końcu kotwi. Dla rozwiązania tego problemu celowym jest po wystąpieniu takiego przypadku przerwanie podawania środka wiążącego do tulei i podanie go przez kanał w żerdzi kotwi. Wymaga to jednak zastosowania odpowiedniej do tego celu głowicy iniekcyjnej. W praktyce czyniono próby dospawania do zewnętrznie nagwintowanej tulei odpowiedniego jej przedłużenia, do którego mogłaby zostać podpięta końcówka przewodu z agregatu pompującego środki iniekcyjne. W przypadku przyspawania takiej końcówki do zatłaczania środka wiążącego przez kanał odpowietrzający kotwi, końcówka ta wystaje na stałe do wnętrza wyrobiska zmniejszając jego przestrzeń użytkową jak również stanowiąc zagrożenie bezpieczeństwa dla osób przebywających w takim wyrobisku. Jednocześnie spawanie do kotwi końcówki iniekcyjnej prowadzi do znacznego pogorszenia wytrzymałości zewnętrznie nagwintowanej tulei, a w konsekwencji po obciążeniu kotwi przez górotwór na skutek powstałych naprężeń do ścinania tulei w sąsiedztwie miejsca spawania.Using the previously known solutions, in the case of a cracked rock mass where there is a large penetration of the rock mass with a binding agent, it is highly problematic to obtain complete filling of the anchor hole with a binding agent, and thus to glue the bolt along its entire length. It is also not possible in such cases to prevent high consumption of the binder from getting into the rock fractures. Such a disadvantage becomes apparent when, even after the injection time of the binder is significantly exceeded, it does not show at the outer end of the bolt. In order to solve this problem, it is expedient to stop the feeding of the binding agent to the sleeve after such a case and to feed it through the channel in the bolt rod. However, this requires the use of an injection head suitable for this purpose. In practice, attempts were made to weld an appropriate extension to the externally threaded sleeve, to which the end of the conduit from the unit pumping the injection means could be connected. In the case of welding such a fitting for injection of the binding agent through the venting channel of the bolt, the fitting protrudes permanently into the excavation, reducing its usable space as well as posing a safety hazard to people staying in such a working space. At the same time, welding to the bolt of the injection tip leads to a significant deterioration of the strength of the externally threaded sleeve and, consequently, after the bolt is loaded by the rock mass due to the shear stresses generated, in the vicinity of the welding site.
Celem wzoru użytkowego jest opracowanie takiego rozwiązania, które umożliwi prawie całkowite wypełnienie otworu kotwiowego środkiem wiążącym, a tym samym wklejenie kotwi zasadniczo na jej całej długości nawet przy występujących spękaniach górotworu z ograniczeniem nadmiernego zużycia środka wiążącego, z zachowaniem podobnej wytrzymałości mechanicznej zewnętrznie nagwintowanej tulei osadzonej na żerdzi kotwi, a więc z zachowaniem pełnej nośności kotwi.The purpose of the utility model is to develop a solution that will allow almost complete filling of the anchor hole with the binding agent, and thus the gluing of the bolt essentially along its entire length, even in the presence of cracks in the rock mass, limiting excessive wear of the binding agent, while maintaining a similar mechanical strength of the externally threaded sleeve mounted on the bolt rod, thus maintaining the full load capacity of the bolt.
Istota wzoru użytkowego polega na tym, że kotew strunowa posiada głowicę iniekcyjną, rozłącznie mocowaną przez nakręcenie na zewnętrznie nagwintowaną tuleję. Głowica iniekcyjną ma postać odcinka rury zamkniętego z jednej strony końcówką tłoczną, a z drugiej strony wyposażonego w nakrętkę do nakręcania na zewnętrznie nagwintowaną tuleję. Jednocześnie wewnętrzna komora odcinka rury ma średnicę większą od średnicy końcowego okucia żerdzi oraz długość nie mniejszą od odległości między zewnętrzną krawędzią zewnętrznie nagwintowanej tulei, a zakończeniem zewnętrznego okucia żerdzi.The essence of the utility model is that the string bolt has an injection head, detachably attached by screwing it onto an externally threaded sleeve. The injection head has the form of a pipe section closed on one side with a pressure end and on the other side equipped with a nut for screwing onto an externally threaded sleeve. At the same time, the inner chamber of the pipe section has a diameter greater than the diameter of the end fitting of the rod and a length not less than the distance between the outer edge of the externally threaded sleeve and the end of the outer fitting of the rod.
Końcówka tłoczna dodatkowej głowicy iniekcyjnej korzystnie wyposażona jest w zawór zwrotny.The discharge end of the additional injection head is preferably provided with a non-return valve.