RU2123114C1

RU2123114C1 - Borehole sealing device

Info

Publication number: RU2123114C1
Application number: RU97105808/03A
Authority: RU
Inventors: Б.Н. Попов-Толмачев
Original assignee: Попов-Толмачев Борис Николаевич
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-12-10

Abstract

FIELD: mining; applicable in closing of clearance between borehole wall and pipe used for injection of liquid to fissured rock mass. SUBSTANCE: borehole sealing device includes pipe with flexible hose fitted thereon and enclosed from outside on both ends with sleeves; check valves of pipe bore and on pipe under hose; disc and device for its pinching by ends made combined with check valve of pipe bore as a single member in the form of cap nut provided with hollow coaxial to thread and having through holes in wall. The holes are overlapped with tube made of flexible material. Use of device for pinching disc by ends and check valve of pipe bore made as a single member in the form of cap nut simplifies design of borehole sealing device. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности, а именно к устройствам для подачи скрепляющего состава в шпур при упрочнении трещиноватых горных пород. The invention relates to the mining industry, and in particular to devices for supplying a bonding composition to the hole during hardening of fractured rocks.

Известен герметизатор шпура [1] , содержащий трубу, насаженный на нее эластичный шланг, охваченный снаружи на обоих концах втулками, обратные клапаны канала трубы и на трубе под шлангом, диск и устройство для его защемления по краям, выполненное в виде кольца, размещенного во внутренней проточке трубы, с помощью которого к внутреннему торцу проточки прижат диск, а обратный клапан канала трубы выполнен в виде установленных в дополнительной внутренней проточке трубы пружины, шарика и гильзы. Known sealant hole [1], containing a pipe, an elastic hose mounted on it, covered on the outside at both ends by bushes, check valves of the pipe channel and on the pipe under the hose, a disk and a device for pinching it along the edges, made in the form of a ring placed in the inner pipe groove, with which a disk is pressed against the inner end of the groove, and the pipe channel check valve is made in the form of springs, ball and sleeves installed in the additional internal groove of the pipe.

Недостатком известного герметизатора шпура является сложность его конструкции, так как устройство для защемления диска по краям имеет однофункциональное применение, что вызывает необходимость в трубе выполнять дополнительную внутреннюю проточку с размещением в ней пружины, шарика и гильзы. A disadvantage of the known borehole sealant is the complexity of its design, since the device for pinching the disc at the edges has a single-function use, which necessitates the pipe to perform an additional internal groove with the placement of a spring, ball and sleeve.

Известен герметизатор шпура [2], содержащий трубу, насаженный на нее эластичный шланг, охваченный снаружи на обоих концах втулками, обратный клапан на трубе под шлангом, наконечник с обратным клапаном для перекрытия канала трубы, диск и устройство для его защемления по краям, выполненное в виде накидной гайки. A well-known borehole sealant [2], comprising a pipe, an elastic hose mounted on it, enveloped externally at both ends by bushes, a check valve on the pipe under the hose, a tip with a check valve to block the pipe channel, a disk and a device for pinching it along the edges, made in in the form of a union nut.

Недостатком этого герметизатора шпура является также сложность его конструкции, так как диск защемлен не непосредственно на трубе, а на промежуточном элементе, выполненном в виде наконечника с обратным клапаном для перекрытия канала трубы, содержащего пружину, шарик и наконечник с двумя резьбами. The disadvantage of this borehole sealant is also the complexity of its design, since the disk is not clamped directly on the pipe, but on an intermediate element made in the form of a tip with a check valve to block the pipe channel containing a spring, a ball and a tip with two threads.

В основу изобретения поставлена задача создать герметизатор шпура с такими элементами конструкции и их связями, которые позволили бы упростить его конструкцию. The basis of the invention is the task of creating a borehole sealant with such structural elements and their connections that would simplify its design.

Поставленная задача решена созданием герметизатора шпура, включающего трубу, насаженный на нее эластичный шланг, охваченный снаружи на обоих концах втулками, обратные клапаны канала трубы и на трубе под шлангом, диск и устройство для его защемления по краям, в котором устройство для защемления диска по краям и обратный клапан канала трубы выполнены как единый элемент в виде колпачковой гайки, снабженной соосно резьбе цилиндрической полостью диаметром, меньшим диаметра резьбы, с образованием внутреннего торца, причем в стенке колпачковой гайки выполнены сквозные отверстия с возможностью коммутации цилиндрической полости с атмосферой, при этом сквозные отверстия снаружи герметично перекрыты трубкой из упругого материала. The problem is solved by the creation of a borehole sealant, including a pipe, an elastic hose mounted on it, covered at both ends by bushes, check valves of the pipe channel and on the pipe under the hose, a disk and a device for pinching it along the edges, in which a device for pinching the disk at the edges and the check valve of the pipe channel are made as a single element in the form of a cap nut, equipped with a coaxially threaded cylindrical cavity with a diameter smaller than the diameter of the thread, with the formation of the inner end, and in the wall of the cap nut is provided with through holes, with the switching cylinder space with the atmosphere, the through holes outside the hermetically closed tube of flexible material.

На фиг. 1 изображен герметизатор шпура, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в процессе распора эластичного шланга; на фиг. 3 - то же, в процессе нагнетания скрепляющего состава через шпур в массив горных пород. In FIG. 1 shows a borehole sealant, a longitudinal section; in FIG. 2 - the same, in the process of expansion of the elastic hose; in FIG. 3 - the same, in the process of injecting the bonding composition through the hole into the rock mass.

Герметизатор шпура состоит из трубы 1, насаженного на нее эластичного шланга 2, охваченного снаружи на обоих концах втулками 3, обратного клапана 4 канала трубы 1, обратного клапана 5 на трубе 1 под шлангом 2, диска 6 и устройства 7 для его защемления по краям. Втулки 3 опрессованы до плотного контакта шланга 2 с трубой 1 с образованием вокруг трубы 1 изолированной полости "а", соединенной посредством обратного клапана 5 с каналом трубы 1. Обратный клапан 5 выполнен в виде трубки 8 из упругого материала, перекрывающей снаружи отверстия "б" в стенке трубы 1. The borehole sealant consists of a pipe 1, an elastic hose 2 mounted on it, cuffed externally at both ends by bushes 3, a check valve 4 of the pipe channel 1, a check valve 5 on the pipe 1 under the hose 2, disk 6 and device 7 for jamming it along the edges. The bushings 3 are crimped until the hose 2 is in tight contact with the pipe 1 to form an insulated cavity "a" around the pipe 1, connected by means of a check valve 5 to the pipe channel 1. The check valve 5 is made in the form of a tube 8 made of an elastic material that overlaps the hole "b" outside in the wall of the pipe 1.

Устройство 7 для защемления диска 6 по краям и обратный клапан 4 канала трубы 1 выполнены как единый элемент в виде колпачковой гайки 9, снабженной соосно резьбе цилиндрической полостью "в" диаметром меньшим внутреннего диаметра резьбы с образованием внутреннего торца "г" для защемления диска 6 по краям. В стенке колпачковой гайки 9 выполнены сквозные отверстия "д" с возможностью коммутации цилиндрической полости "в" с атмосферой. Сквозные отверстия "д" снаружи герметично перекрыты трубкой 10 из упругого материала, например резины. Труба 1 снабжена резьбой "е" для соединения герметизатора с загрузочной трубой 11. The device 7 for pinching the disk 6 along the edges and the check valve 4 of the channel 1 of the pipe 1 are made as a single element in the form of a cap nut 9, coaxially provided with a cylindrical cavity “in” with a diameter smaller than the internal diameter of the thread to form an inner end “g” for pinching the disk 6 along to the edges. In the wall of the cap nut 9, through holes "d" are made with the possibility of commutation of the cylindrical cavity "c" with the atmosphere. The through holes "d" are externally sealed by a tube 10 of an elastic material, such as rubber. The pipe 1 is provided with an e thread for connecting the sealant to the loading pipe 11.

Герметизатор шпура работает следующим образом. The seal hole works as follows.

Посредством резьбы "е" герметизатор соединяют с загрузочной трубой 11 и с ее помощью вводят его в шпур 12 на необходимую глубину, а затем через загрузочную трубу 11 в герметизатор нагнетают скрепляющий состав. Выход скрепляющего состава в шпур 12 из канала трубы 1 герметично перекрыт диском 6, защемленного по краям колпачковой гайкой 9, что вызывает повышение давления скрепляющего состава в канале трубы 1, при этом скрепляющий состав через отверстия "б" давит изнутри на трубку 8 и отжимает ее трубы 1. Через открывшиеся отверстия "б" скрепляющий состав поступает в полость "а" между трубой 1 и шлангом 2 и давлением нагнетания распирает шланг 2. Нагнетаемый в герметизатор скрепляющий состав поступает в полость "а" до тех пор, пока он ее полностью не заполнит и его давление не достигнет той величины, при которой произойдет прорыв диска 6. Толщина диска 6 подбирается таким образом, чтобы его прорыв произошел в момент, когда давление нагнетания скрепляющего состава достигнет такой величины, при которой будет обеспечена гарантированная герметизация шпура 12 шлангом 2. By means of the “e” thread, the sealant is connected to the loading pipe 11 and with its help it is introduced into the hole 12 to the required depth, and then a fastening composition is pumped through the loading pipe 11 into the sealant. The exit of the fastening composition into the hole 12 from the channel of the pipe 1 is hermetically blocked by a disk 6, clamped at the edges with a cap nut 9, which causes an increase in the pressure of the fastening composition in the channel of the pipe 1, while the fastening composition presses the pipe 8 from the inside through the holes “b” and squeezes it pipes 1. Through the openings "b", the fastening compound enters the cavity "a" between the pipe 1 and the hose 2 and the discharge pressure bursts the hose 2. The fastening composition injected into the sealant enters the cavity "a" until it completely will fill and its pressure will not reach the value at which the breakthrough of the disc 6 will occur. The thickness of the disc 6 is selected so that its breakthrough occurs at the moment when the injection pressure of the bonding composition reaches such a value that ensures guaranteed sealing of the hole 12 with a hose 2.

Таким образом, после обеспечения герметизации шпура 12 происходит прорыв диска 6, при этом резко падает давление в канале трубы 1 и обратный клапан 5 закрывается, сохраняя давление скрепляющего состава в полости "а" и тем самым степень распора шланга 2. После прорыва диска 6 скрепляющий состав проходит в полость "в" и своим давлением через отверстия "д" отжимает трубку 10. Через образовавшийся зазор между боковой поверхностью колпачковой гайки 9 и трубкой 10 скрепляющий состав под давлением поступает в шпур 12 и далее по трещинам распространяется в массиве горных пород. Thus, after ensuring the sealing of the borehole 12, a breakthrough of the disk 6 occurs, while the pressure in the pipe channel 1 drops sharply and the check valve 5 closes, maintaining the pressure of the fastener in the cavity "a" and thereby the degree of expansion of the hose 2. After the breakthrough of the disk 6, the fastening the composition passes into the cavity “c” and presses the tube 10 through the openings “d”. Through the gap formed between the side surface of the cap nut 9 and the tube 10, the fastening composition under pressure enters the hole 12 and then propagates through the cracks into massif of rocks.

После завершения процесса упрочнения массива горных пород через данный шпур 12 подачу скрепляющего состава в герметизатор прекращают, при этом его давление в канале трубы 1 падает, отжим трубки 10 прекращается, и она, благодаря упругости ее материала, возвращается в исходное положение и перекрывает отверстия "д". В этом положении трубки 10 обратный клапан 4 трубы 1 закрыт, и скрепляющий состав в шпуре 12 оказывается закупоренным. От герметизатора отсоединяют загрузочную трубу 11 и извлекают ее из шпура 12, а герметизатор остается в шпуре 12 в качестве заглушки, препятствующей вытеканию из него скрепляющего состава. After completion of the hardening process of the rock mass through this hole 12, the supply of the fastening composition to the sealant is stopped, while its pressure in the channel of the pipe 1 drops, the pressing of the pipe 10 is stopped, and due to the elasticity of its material, it returns to its original position and closes the holes " In this position of the tube 10, the check valve 4 of the pipe 1 is closed, and the fastening composition in the hole 12 is clogged. The loading pipe 11 is disconnected from the sealant and removed from the borehole 12, and the sealant remains in the borehole 12 as a plug preventing the fastening composition from flowing out of it.

Использование в герметизаторе шпура устройства 7 для защемления диска 6 по краям и обратного клапана 4 канала трубы 1, выполненных как единый элемент в виде колпачковой гайки 9, упрощает конструкцию герметизатора, так как позволяет в его конструкции отказаться от применения наконечника, шарика и пружины, а также от седлового элемента, с помощью которого шариком перекрывается канал трубы 1. The use in the sealant of the borehole of the device 7 for pinching the disk 6 along the edges and the check valve 4 of the pipe channel 1, made as a single element in the form of a cap nut 9, simplifies the design of the sealant, as it allows the tip, ball and spring to be omitted in its design, and also from the saddle element, with which the pipe channel 1 is blocked by a ball.

Источники информации
1. Патент ФРГ N 4209802, кл. E 21 D 20/02, 1993.Sources of information
1. The patent of Germany N 4209802, CL E 21 D 20/02, 1993.

2. Авторское свидетельство СССР N 1479666, кл. E 21 D 20/00, 1989. 2. USSR copyright certificate N 1479666, cl. E 21 D 20/00, 1989.

Claims

A borehole sealant including a pipe, an elastic hose mounted on it, covered at both ends by bushes, check valves of the pipe channel and on the pipe under the hose, a disk and a device for jamming it at the edges, characterized in that the device for jamming the disk at the edges and back the pipe channel valve is made as a single element in the form of a cap nut, coaxially equipped with a thread with a cylindrical cavity with a diameter smaller than the internal diameter of the thread, with the formation of an inner end, and in the wall of the cap nut enes through holes, with the switching cylinder space with the atmosphere, the through holes outside the hermetically closed tube of flexible material.