Анкер трубчатый фрикционный ТФА 47

Если честно, когда впервые столкнулся с ТФА 47 лет десять назад, думал — обычная трубка с прорезями. Но на глубине 350 метров в лаве 12-го пласта шахты 'Западная' эти анкеры показали характер — один из них при нагрузке в 11 тонн дал трещину по сварному шву. Именно тогда понял, что в анкере трубчатом фрикционном главное не ГОСТы, а технология раскатки и качество стали 20ГС.

Конструктивные особенности ТФА 47

Диаметр 47 мм — это не случайная цифра. Для пород с коэффициентом крепости 4-6 по Протодьяконову именно такой размер даёт оптимальное распределение напряжений. Помню, в 2018 году на шахте 'Восточная' пробовали ставить ТФА 45 — экономия мизерная, а несущая способность упала на 15%.

Прорези под углом 7 градусов — казалось бы мелочь. Но когда монтируешь анкер в обводнённых породах, именно этот угол предотвращает 'закусывание' клинового элемента. Хотя на практике иногда сталкивался с тем, что при скорости монтажа выше 2 м/мин прорези забиваются породной мелочью.

Толщина стенки 2.8 мм — спорный момент. Для устойчивых пород можно было бы уменьшить до 2.5 мм, но в зонах тектонических нарушений лучше не рисковать. В прошлом году на участке 7-бис были случаи сплющивания анкеров при горном давлении 25 МПа.

Проблемы монтажа и эксплуатации

Самая частая ошибка — использование дрелей с частотой вращения менее 300 об/мин. При таких оборотах анкер не расклинивается, а 'жуётся' в шпуре. Проверял лично — разница в несущей способности достигает 40% между монтажом на 280 и 320 об/мин.

Влажность — отдельная тема. При содержании воды в шпуре более 8% трение резко падает. Как-то в очистном забое 4-й лавы пришлось добавлять тальк в шпур — временная мера, конечно, но выручила.

Калибровка шпуров — вечная головная боль. Если диаметр превышает 44 мм, анкер начинает 'гулять'. На практике оптимальный зазор — 1.5-2 мм. Замерял щупами на 15 разных участках — разброс до 0.8 мм уже критичен.

Сравнение с аналогами

Пробовали работать с китайскими аналогами — вроде тех, что поставляет ООО Юннян Ханьдань Цзиньхэнфу Крепежные Элементы Для Горной Крепи. На их сайте https://www.jinhengfu.ru видел похожие позиции, но по факту — сталь мягковата, предел текучести всего 310 МПа против наших 390.

Польские анкеры серии FDR — хороши, но дороже на 25%. Хотя клиновая система у них интереснее — меньше остаточной деформации при динамических нагрузках.

Наше родное КМ-48 — фактически клон ТФА 47, но с упрощённой технологией термообработки. В результате — больше случаев хрупкого разрушения при отрицательных температурах.

Практические наблюдения по нагрузкам

Максимальную нагрузку в 16 тонн фиксировал только раз — при испытаниях на стенде. В реальных условиях даже 12 тонн — уже предел. Особенно в зонах опорного давления, где возможны знакопеременные нагрузки.

Интересный момент — при длительной нагрузке 6-8 тонн анкер 'ползёт' со скоростью 0.3-0.5 мм/час первые 12 часов, потом стабилизируется. Это важно учитывать при проектировании анкерной крепи.

Динамические испытания показали — при ударе энергией 2.5 кДж анкер выдерживает до 15 циклов до разрушения. Для сравнения — прутковые анкеры того же диаметра держат всего 8-10 циклов.

Экономические аспекты применения

Себестоимость установки одного анкера — около 180 рублей с учётом всех операций. Но если брать оптом у ООО Юннян Ханьдань Цзиньхэнфу через их сайт https://www.jinhengfu.ru, можно сэкономить до 12% — у них как раз в ассортименте есть сопутствующие компоненты для горнодобывающей отрасли.

Срок службы в нормальных условиях — 3-5 лет. Но в агрессивных средах (высокая кислотность вод) лучше менять каждые 2 года — проверено на шахте 'Северная', где за 26 месяцев коррозия 'съедала' до 40% сечения стенки.

Рентабельность использования — вопрос объёмов. При проходке менее 500 м в месяц выгоднее брать анкеры под заказ мелкими партиями. А вот для крупных проектов — только прямые поставки от производителей.

Технологические нюансы контроля качества

Ультразвуковой контроль сварных швов — обязательная процедура. Как-то пропустили партию с непроваром в 1.2 мм — результат: 12 анкеров вышли из строя при нагрузке всего 4 тонны.

Твердость по Бринеллю — должна быть в пределах 285-320 HB. Если меньше — анкер деформируется, если больше — трескается при монтаже.

Геометрия прорезей — кажется мелочью, но отклонение в 0.3 мм по длине уже приводит к неравномерному распределению нагрузки. Проверяем шаблоном каждую десятую анкеру в партии.

Перспективы модификаций

Сейчас экспериментируем с антикоррозионным покрытием — цинк-алюминиевое напыление даёт прибавку к сроку службы на 15-18%. Но стоимость возрастает на 30% — пока считаем экономическую целесообразность.

Вариант с увеличенной длиной до 3.5 метров — для особо неустойчивых пород. Проблема только в технологии монтажа — стандартные перфораторы не всегда справляются.

Комбинированные решения — когда трубчатый фрикционный анкер работает в паре с набрызг-бетоном. На глубинах свыше 600 метров такое сочетание показывает на 40% лучшие результаты по сравнению с раздельным применением.

В целом ТФА 47 — рабочая лошадка, не идеальная, но проверенная. Главное — понимать её limitations и не пытаться применять там, где нужны принципиально иные решения. Как говорится, нет ничего более постоянного, чем временные меры — вот эти анкеры как раз из той категории.