SU1745840A1 - Device for loosening frozen earth prior to excavation - Google Patents

Device for loosening frozen earth prior to excavation Download PDF

Info

Publication number
SU1745840A1
SU1745840A1 SU894711666A SU4711666A SU1745840A1 SU 1745840 A1 SU1745840 A1 SU 1745840A1 SU 894711666 A SU894711666 A SU 894711666A SU 4711666 A SU4711666 A SU 4711666A SU 1745840 A1 SU1745840 A1 SU 1745840A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
air
nozzles
inner tube
heating
air duct
Prior art date
Application number
SU894711666A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Алексеевич Масчев
Дмитрий Алексеевич Масчев
Елена Васильевна Медведева
Original Assignee
Maschev Viktor A
Maschev Dmitrij A
Medvedeva Elena V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschev Viktor A, Maschev Dmitrij A, Medvedeva Elena V filed Critical Maschev Viktor A
Priority to SU894711666A priority Critical patent/SU1745840A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1745840A1 publication Critical patent/SU1745840A1/en

Links

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Использование: строительна  техника. Сущность изобретени : устройство имеет воздухонагревательное и уплотнительное приспособлени , сообщенные с воздухопроводом через задвижки, защитную решетку дл  ограждени  грунтозаборного органа, сопла, размещенные на корпусе, расположенные под углом к продольной оси, направленным вверх. Уплотнительное и воздухонагревательное приспособлени  могут быть выполнены в виде надувной колесной камеры и электрического муфельного нагревател . 1 з.п.ф-лы, 1 ил.Use: construction machinery. SUMMARY OF THE INVENTION: The device has an air-heating and sealing device communicating with the air duct through the gate valves, a protective grid for fencing the collecting body, nozzles placed on the body, angled to the longitudinal axis directed upwards. The sealing and air heaters can be made in the form of an inflatable wheel chamber and an electric muffle heater. 1 hp ff, 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к строительной технике, используемой в строительстве различных ведомств дл  разрыхлени  и ослаблени  структуры мерзлых грунтов в суровых климатических услови х перед их экскавацией землеройными машинами в надводных услови х и оборудованием гидромеханизации в подводных при разработке различных траншей, дноуглубительных прорезей, выемок, геологических разрезов, карьеров полезных ископаемых, нерудных материалов и т.п.The invention relates to construction equipment used in the construction of various departments for loosening and weakening the structure of frozen soils in harsh climatic conditions before they are excavated by earth moving machines in surface conditions and underwater hydromechanization equipment when developing various trenches, dredging slots, grooves, geological cuts, quarries of minerals, nonmetallic materials, etc.

Известно устройство, вращаемое в скважине при ее уширении, состо щее из двух соосных (один внутри другого) цилиндров с боковыми и торцовыми гидравлическими и окружающими их пневматическими соплами, двух трубопроводов, подвод щих к ним поток очищенной высоконапорной воды (под напором 30-70 МПа) и сжатого воздуха (под напором 0,5-0,7 МПа). В процессе уширени  скважины до требуемого диаметра производитс  подъем вращаемого устройства . При этом мерзлый грунт вокругA device rotating in a borehole with its broadening is known, consisting of two coaxial (one inside the other) cylinders with side and end hydraulic and pneumatic nozzles surrounding them, two pipelines supplying them with a stream of purified high-pressure water (under a pressure of 30-70 MPa ) and compressed air (under pressure 0.5-0.7 MPa). In the process of broadening the well to the desired diameter, the rotating device is lifted. In this case, the frozen ground around

скважины разрыхл етс  вод ными стру ми, смешиваетс  с водой и вытесн етс  наружу в виде пульпы выход щим в атмосферу сжатым воздухом.the wells are loosened by water jets, mixed with water and expelled to the outside in the form of pulp released into the atmosphere with compressed air.

Недостатки данного устройства - значительна  энергоемкость и сложность конструкции , требующей дл  работы механизмов вращени , подъема, подвода к вращаемым соплам очищенной высоконапорчой воды   сжатого воздуха. Это снижает его надежность , усложн ет эксплуатацию, удорожает стоимость разработки мерзлого грунта.The drawbacks of this device are considerable power consumption and complexity of the design, which requires for the operation of the mechanisms of rotation, lifting, and supplying compressed air to the rotating nozzles of purified, highly permeable water. This reduces its reliability, complicates operation, and increases the cost of developing frozen ground.

Наиболее близко к предлагаемому устройство дл  расширени  скважины, включающее механизм вращени , дае закрытые снизу соосные трубы, одна внутри другой, из которых наружна   вл етс  корпусом, несущим сверху выкидной патрубок, а внутренн   соединена с источником рабочей среды и на нескольких интервалах - с сопловой головкой, имеющей форму полого кольца , размещенного в полости корпуса, причем сопла ориентированы перпендикул рно боковой поверхности скважины, а вClosest to the proposed device for expanding the well, including a rotation mechanism, gives coaxial pipes closed below, one inside the other, of which the outer one is the body carrying the discharge pipe from above and internally connected to the source of the working fluid and at several intervals with a nozzle head in the form of a hollow ring placed in the body cavity, the nozzles being oriented perpendicular to the lateral surface of the well, and

слcl

-h

.N СЛ.N SL

соwith

Јь QQ Q

стенках корпуса выполнены отверсти , расположенные по обе стороны сопел. Устройство разрыхл ет грунт вокруг скважины, смешивает его с рабочей средой, котора  действием остаточного напора вытесн ет образующуюс  смесь из скважины через отверсти  в полость корпуса с выбросным патрубком .the walls of the housing are made holes located on both sides of the nozzles. The device loosens the soil around the well, mixes it with the working medium, which, by the action of the residual head, forces the resulting mixture out of the well through the holes in the housing cavity with the discharge port.

Недостатки этого устройства - сложность , низка  надежность конструкции, высока  энергоемкость, св занна  с необходимостью его вращени , с использованием высоконапорной рабочей среды дл  питани  сопловых головок. Это обусловливает низкую эффективность и высокую стоимость разрыхлени  и удалени  мерзлого грунта при расширении скважин.The disadvantages of this device are complexity, low reliability of the design, high energy consumption associated with the necessity of its rotation, using a high-pressure working medium for feeding nozzle heads. This leads to low efficiency and high cost of loosening and removing frozen soil during well expansion.

Цель изобретени  - повышение эффективности рыхлени  мерзлого грунта путем воздействи  на стенки скважины нагретых воздушных струй, вызывающих образование в грунтах раковин-пустот, трещин и во- допневмогрунтовой смеси, удал емой грунтовым насосом.The purpose of the invention is to increase the efficiency of loosening frozen soil by exposing heated well jets to the walls of the well, causing the formation of cavities, cracks and water-soil mixture removed by the ground pump in soils.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  расширени  скважин, включающее цилиндрический, закрытый с торца корпус, на внешней поверхности которого через равные промежутки по высоте на длине параметра, перпендикул рно продольной оси расположены сопла, внутреннюю трубу, размещенную соосно корпусу внутри него, воздухопровод, сообщенный с полост ми корпуса и сопел, и криволинейный патрубок дл  отвода пульпы, дополнительно снабжено воздухонагревательным и уплотни тельным приспособлени ми, защитной решеткой и грунтовым насосом, полость которого сообщена через задвижку с воздухопроводом и внутренней трубой, а грунтозаборный орган размещен на торце внутренней трубы, расположенном ниже торца корпуса и огражденном защитной решеткой , размещенной концентрично выступающему концу внутренней трубы. При этом сопла верхних р дов направлены под углом к продольной оси, направленным вверх, а воздухонагревательное и уплотни- тельное приспособлени  размещены на верхнем конце корпуса, сообщенном, как и уплотнительное устройство, через задвижку с воздуховодом.This goal is achieved by the fact that a device for expanding wells, including a cylindrical, end-closed housing, on the outer surface of which, at regular intervals along the height of the parameter, nozzles are located perpendicular to the longitudinal axis, an inner pipe placed coaxially with the housing inside it, an air duct, communicated with cavities of the body and nozzles, and a curved pipe for pulp removal, additionally equipped with an air heating and sealing device, a protective grille and a ground pump the cavity of which is communicated through the valve with the air duct and the inner tube, and the soil collecting organ is placed on the end of the inner tube located below the end of the body and enclosed by a protective grid placed concentrically protruding end of the inner tube. In this case, the nozzles of the upper rows are directed at an angle to the longitudinal axis, directed upwards, and the air-heating and sealing devices are placed at the upper end of the housing, communicated, like the sealing device, through the valve with the air duct.

На чертеже показан вид сбоку в разрезе устройства дл  рыхлени  мерзлого грунта.The drawing shows a side view in section of the device for loosening frozen soil.

Устройство выполнено в виде двух соосно размещенных патрубков-труб наружного 1 и внутреннего 2. Патрубок 1 соединен через задвижку 3 с воздухопроводом А компрессора . На его верхнем конце смонтированы два приспособлени : уплотнительное 5 и воздухонагревательное 6, например, резинова  камера авиаколеса и электрический кольцевой муфельный нагреватель. ПередThe device is made in the form of two coaxially placed pipes-pipes of the outer 1 and inner 2. The nozzle 1 is connected through valve 3 to the air line A of the compressor. At its upper end, two devices are mounted: a sealing 5 and an air-heating 6, for example, a rubber wheel chamber and an electric ring muffle heater. Before

нагревателем к патрубку 1 присоединены трубопровод 7 с задвижкой 8 и трубопровод 9 с задвижкой 10, которые соедин ют уплотнительное устройство 5 и рабочее сопло 11 пневмоэжектора 12 с воздухопроводом 4.a heater 7 connects a pipe 7 with a valve 8 and a pipe 9 with a valve 10, which connect the sealing device 5 and the working nozzle 11 of the pneumo-ejector 12 with the air pipe 4.

0 Нижний конец патрубка 1 заглушен и через него пропущена концева  часть патрубка 2 с открытым торцом длиной 0,1-0,2 м, огражденна  защитной решеткой 13. Снаружи на патрубке 1, начина  от низа, через заданные0 The lower end of the nozzle 1 is plugged and the end part of the nozzle 2 with an open end of 0.1-0.2 m in length, fenced with a protective grid 13, is passed through it. Outside on the nozzle 1, starting from the bottom, through the specified

5 промежутки по высоте на длине периметра смонтированы под углом к продольной оси, направленным вверх, сменные сопла 14 с одинаковой либо различной площадью и формой выходного от версти , позвол ющей5, the height gaps at the length of the perimeter are mounted at an angle to the longitudinal axis, directed upwards, interchangeable nozzles 14 with the same or different area and shape of the output from the versts, allowing

0 измен ть расход воздуха между отдельными соплами и зону их действи .0 Change the air flow between the individual nozzles and their area of operation.

Верхней конец патрубка 2 соединен с приемным патрубком приемной камеры пнезмоэжектора 12. Напорный рукав 15 со5 един ет пневмоэжектор 12с местом складировани  грунта.The upper end of the nozzle 2 is connected to the receiving nozzle of the receiving chamber of the injector 12. The pressure hose 15 unites the air injector 12 with a place for storing the soil.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

На месте предсто щей экскавации в за0 висимости от ширины участка разработки бур т скважины с превышением проектной отметки дна создаваемого сооружени  на 0,2-0,3 м в один или несколько симметричных р дов. Рассто ние между р дами иAt the site of the forthcoming excavation, depending on the width of the site of drilling a well, with an elevation above the design level of the bottom of the created structure by 0.2–0.3 m in one or several symmetric rows. Distance between rows and

5 скважинами в р дах устанавливают одинаковыми . Дл  разрыхлени  структуры мерзлого грунта на месте экскавации создают вокруг каждой скважины раковины-пустоты длиной не менее половины рассто ни  меж0 ду р дами и скважинами, и трещин, образуемых действием на нескольких уровн х радиальных гор чих струй, истекающих из сопел 14 патрубка 1, на стенки скважины и удалением с ее дна через торец патрубка 25 wells in rows set the same. To loosen the structure of the frozen soil at the site of excavation, around each well a void hole with a length of at least half the distance between the rows and boreholes and cracks formed by the action of several hot radial jets emanating from the nozzles 14 of the nozzle 1 are created on the walls of the well and removing from its bottom through the end of the pipe 2

5 пневмоэжектором 12 в отвал стекающей талой воды от раста вшего льда с частью отта вших фракций грунта и охлажденным воздухом. Дл  этого устройство поочередно опускают в каждую скважину до касани 5 with a pneumatic ejector 12 into the dump of flowing melt water from the melted ice with a part of the scavenged fractions of the soil and cooled air. To do this, the device is alternately lowered into each well before touching

0 защитной решеткой 13 ее дна. Соедин ют воздухопроводом 4 открытый торец патрубка 1 с компрессором, а воздухонагревательное приспособление б подсоедин ют кабелем к источнику электроэнергии. Затем0 protective grid 13 of its bottom. The air pipe 4 connects the open end of the pipe 1 with the compressor, and the air-heating device b is connected by cable to the power source. Then

5 включают в работу воздухонагревательное приспособление 6 и компрессор, с сжатый воздух из воздухопровода 4 через открытые задвижки3,8 и 10 направл ют, после нагрева воздухонагревательным приспособлением б в патрубок 1, и трубо-.роводы 7 и 9,5, the air-heating device 6 and the compressor are activated, with compressed air from the air pipe 4 through open valves 3,8 and 10, after heating the air-heating device b into pipe 1, and the pipes 7 and 9,

питающие холодным сжатым воздухом уп- лотнительное приспособление 5, перекрывающее устье скважины, и пневмоэжектор 12.feeding with cold compressed air sealing device 5, which overlaps the wellhead, and pneumatic ejector 12.

Нагретый воздухонагревательным приспособлением 6 сжатый воздух выпускают из патрубка 1 через сопла 14 на стенки скважины . Под действием нагретых струй воздуха в мерз-лом грунте вокруг скважины образуютс  наклонные раковины-пустоты в виде выт нутых в направлении их действи  диффузоров, и трещины от раст гивающих усилий, возника ющих от перепада температур на границах действи  струй.Heated air-heating device 6 compressed air is released from the pipe 1 through the nozzle 14 on the walls of the well. Under the action of heated air jets in the frozen ground around the well, inclined hollow-voids form in the form of diffusers elongated in the direction of their action, and cracks from tensile forces arising from the temperature difference at the boundaries of the jets.

Таким образом происходит разрыхление и ослабление структуры мерзлого грунта , достаточные дл  последующей экскавации. Образующа с  от раста вшего льда вода с частью смываемых ею мелких и крупных фракций и охлажденным воздухом стекает на дно скважины, где фракции, размеры которых превышают входное отверстие патрубка 2, задерживаютс  защитной решеткой 13, а прошедша  через нее пнев- могрунтова  смесь всасываетс  через торец патрубка 2 эжектором 12 и направл етс  по рукаву 15 на место складывани  грунтаThus, the loosening and weakening of the structure of the frozen soil, sufficient for subsequent excavation, occurs. Formed from diluted ice water with part of the fine and coarse fractions washed off by it and cooled air flows to the bottom of the well, where fractions that exceed the inlet port of the nozzle 2 are retained by the protective grid 13 and the pneumatic ground mixture is sucked through pipe 2 by ejector 12 and guided along sleeve 15 to the place of ground folding

Разрыхление структуры мерзлого грунта вокруг каждой скважины продолжают до образовани  в нем радиальных раковин-пустот длиной не менее половины рассто ни  между скважинами и их р дами и трещин.The loosening of the frozen soil structure around each well is continued until radial hollow cavities of at least half the distance between the wells and their rows and cracks are formed in it.

В надводных услови х дл  полного обезвоживани  раковин-пустот откачку из скважин пульпы продолжают некоторое врем  после прекращени  подачи гор чего сжатого воздуха. В случа х, когда экскаваци  производитс  через значительное врем , скважины сверху изолируют, например, засыпкой снега.Under the surface conditions for complete dewatering of the hollow holes, the pumping of the pulp wells continues for some time after the cessation of the supply of hot compressed air. In cases where excavation takes place over a considerable period of time, the wells from the top are isolated, for example, by backfilling snow.

Claims (2)

1. Устройство дл  рыхлени  мерзлого1. Device for loosening frozen грунта перед экскавацией, включающее цилиндрический закрытый с торца корпус, на внешней поверхности которого через равные промежутки по высоте перпендикул рно продольной оси расположены сопла, внутреннюю трубу, размещенную соосно корпусу внутри него, воздухопровод, сообщенный с полост ми корпуса и сопел, и криволинейный патрубок дл  отвода пульпы , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности рыхлени  мерзлого грунта, оно снабжено воздухонагревательным и уплотнительным приспособлени ми , защитной решеткой иsoil before excavation, including a cylindrical body closed from the end, on the outer surface of which, at regular intervals along the height perpendicular to the longitudinal axis, there are nozzles, an inner tube positioned coaxially with the housing inside it, an air duct connected to the cavities of the body and nozzles, and a curved sleeve removal of pulp, characterized in that, in order to increase the efficiency of loosening frozen soil, it is equipped with air heating and sealing devices, protective grille and грунтовым насосом, полость которого сообщена через задвижку с воздухопроводом и внутренней трубой, а грунтозаборный орган размещен на торце внутренней трубы, расположенном ниже торца корпуса и огражденном защитной решеткой, расположенной концентрично выступающему концу внутренней трубы, при этом сопла верхних р дов расположены под углом к продольной оси, направленным вверх, а воздухонагревательное и уплотнительное приспособлени  размещены на верхнем конце трубы корпуса и сообщены через задвижку с воздухопроводом .the ground pump, the cavity of which is communicated through the valve with the air duct and the inner tube, and the soil collecting organ is placed on the end of the inner tube located below the body end and enclosed by a protective grille located concentrically protruding end of the inner tube, while the upper rows of nozzles are angled to the longitudinal the axes are directed upwards, and the air-heating and sealing devices are placed at the upper end of the casing pipe and communicated through the valve with the air duct. 2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щеес   тем, что уплотнительное и воздухонагревательное приспособлени  выполнены в виде надувной колесной камеры и электрического кольцевого муфельного нагревател .2. A device according to claim 1, excluding that the sealing and air-heating devices are made in the form of an inflatable wheel chamber and an electric ring muffle heater.
SU894711666A 1989-06-27 1989-06-27 Device for loosening frozen earth prior to excavation SU1745840A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894711666A SU1745840A1 (en) 1989-06-27 1989-06-27 Device for loosening frozen earth prior to excavation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894711666A SU1745840A1 (en) 1989-06-27 1989-06-27 Device for loosening frozen earth prior to excavation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1745840A1 true SU1745840A1 (en) 1992-07-07

Family

ID=21457278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894711666A SU1745840A1 (en) 1989-06-27 1989-06-27 Device for loosening frozen earth prior to excavation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1745840A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103775028A (en) * 2014-01-20 2014-05-07 陆骏 Drilling machine heat-supply heat preservation system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов.-М.: НИИОСП. 1974, с. 85-87. Авторское свидетельство СССР Ne 1004598, кл. Е 21 В 7/28, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103775028A (en) * 2014-01-20 2014-05-07 陆骏 Drilling machine heat-supply heat preservation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4134619A (en) Subterranean mining
CN108729891A (en) A kind of CBM Fracturing blocking more bout compressed air method for removing blockage of well
KR20010032274A (en) Soil consolidation apparatus, tool and method
US4030545A (en) Apparatus for cleansing well liner and adjacent formations
SU1745840A1 (en) Device for loosening frozen earth prior to excavation
AU700483B2 (en) Method and apparatus of removing a minable product from an underground seam
CA2076239C (en) Method of removing a mineable product from an underground seam
WO1995033119A1 (en) Drilling apparatus
KR101582166B1 (en) Excavating bit having air-hammer and screw for excavating ground composed by earth, sand, soft rock and boulder
US4373867A (en) Pressure charged airlift pump
CA1129446A (en) Method and apparatus for drilling and mining
RU2645059C1 (en) Method of rimose hydrosand-blast perforation
US342274A (en) Iteam-exqavating process of sinking wells
CN218912784U (en) Grouting hole forming device in subway water-permeable rescue construction
KR102235302B1 (en) Pump for drain water in blasting hole and method for drain water in blasting hole
RU2786980C1 (en) Device for downhole hydraulic mining of minerals
SU1507976A1 (en) Method of freezing rock for erecting underground structure
JP2821500B2 (en) Underground drilling method and underground drilling tools
RU2015258C1 (en) Method for formation of working in soil and device for its realization
RU2113591C1 (en) Device for bore-hole hydraulic extraction of minerals
SU973799A1 (en) Apparatus for cleaning hole bottom
JPS5948250B2 (en) Pile driving method and its equipment
SU1395749A1 (en) Method of colnstructing horizontal drainage
SU827793A1 (en) Apparatus for hydraulic well-mining of minerals
RU2109951C1 (en) Process of rock freezing during construction of underground structures and gear for its implementation