SU752013A1 - Устройство дл замораживани горных пород - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к строительству, ирежде всего шахтному, а именно к нскусственному замораживанию горных пород, и может быть ириме}1€но нрн нроходке горизонтальных н наклонных горных выработок в горнодобываюи.1,ей промышленности, в подземном городском, промышленном и транспортном стронтельстве, а также при стронтельстве специальных сооруженнн в сложных горногеологических услови х.

Известио устройство дл  замораживани  горных пород, в котором вход каждой замораживаюш ,ей колонки подключен к распределнтельному трубопроводу, а выход - к коллекторному 1.

Однако в случае необходимости замораживани  значительных площадей горных пород ириходнтс  прнмеи ть несколько таких устройств с их индивидуальным ннтанием холодоносителем, что создает значительиые органнзационные н технические затруднени , увеличиваетс  суммариа  нрот женность трубопроводов, темиературные иотери в них, нрнходите  .мо1ггнрова1ь обособленное оборудование на замораживающей станции, тем самым увеличиваетс  стоимость работ по замораживанню.

Известно также устройство дл  замораживани  горных нород, включающее распределительный и коллекторный трубоиро9

воды дл  холодоносител  н соединенные с пимн замораж1изаюи1не колонки 2.

Ирн нсиользоваиии известного устройства на участке замораживани  монтируют в несколько ниток расиределительиые и коллекторные трубоп юводы, к которым подключают заморажн зающие колонки. При этом кажда  замораживающа  колоика нодключаетс  ниднвидуально к распреде .иггельном} II ко,1лектор1 ому трубопроводу таким образом, чгобы расход холодоноснте .ч  в ннх был равным.

Однако прнмснение этого устройства дл  замораживанн  горных пород требует монтажа разветвленно сети коллектор)1ых и раенределительных трубопроводов с количеством ннток 8 н более. При такой развствленностн значительно усложн ютс  работы но монтажу трубонроводов, суммариа  длнна всех магистральных трубопроводов остаетс  весьма значительной н нрнводит к нераиноиа.мьным теи.ювым нотер м в них.

Прн этом С(): данаемы11 .юдонородн массив разбивают но д.пине на отдельные зоны, а работы но заморажщ иино горных иород в каждой зоне ведут носледовательно н согласовывают с темнами проходки гориой выработки. Так, носле окончани  работ но создащно лсдоиородиого масснва

в первой зоне (активное замораживание) и начала в ней горнонроходческих работ, нрнступают к активному замораживанию горных пород во второй зоне, а дл  сохранени  ледопородного массива в первой зоне на врем  ведени  горнопроходческих работ переход т к ноддерживающему (пассивному ) режнму замораживани . Дл  осуществлени  таких режимов замораживани  приходитс  монтировать раздельные дл  каждой зоны сети циркул ции холодоносител  с установкой на замораживающей стагщии обособленного оборудовани .

Кроме того, такое техническое рещение приводит к нерациональному исиользованию холодопроизводительпости замораживающей станции, так как известно, что в период активного замораживани  холодильное оборудованне несет полную тепловую нагрузку только в начальный период с постенепным снижением холодоироизводительности (до 30-%) к концу активного нернода.

Целью изобретени   вл етс  синжение трудоемкости моитажных работ путем сокращепп  прот женности трубонроводов, более полного использовани  теплоемкости холодоносител  н псключенн  режима иассивного замораживани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что раснределительный и коллекторный трубопроводы объединены в один магистральный трубонровод, а замораживающие колонки сгруннированы в отдельные ветви, имеющие нараллельную гидравлическую св зь с магистральным трубонроводом и последовательную между колонками внутри ветви, причем магистральный трубопровод снабжен установленными между точками включени  каждой ветви гидравлическими сонротивлени мн .

На фиг. 1 показана схема устройства дл  создани  ледонородных масснвов; на фиг. 2 - то же, дл  создани  контурных ледопородных ограждений котлованов, горных выработок или ледопородных завес.

Устройство состоит из распределительного 1 и коллекторного 2 трубопроводов дл  холодоносител , объединенных в один ма|истральньш трубопровод 1-2. Замораживающие колонки 3 сгруппированы в отдельные ветви 4 и включены в магистральный трубопровод 1-2 в точках 5 (вход) и 6 (выход холодоносител  нз ветви). Таким образом, ветви 4 имеют последовательную гидравлическую св зь между замораживающими колонками 3 внутри ветви и параллельпую с магистральным трубопроводом 1-2.

Магистральный трубопровод 1-2 снабжен гидравлическими сопротивлени ми 7, которые устанавливают между точками 5 и 6 включени  одной ветви 4.

Устройство работает следующим образом .

Холодоноснтель от замораживающей станции иостуиает в распределительный трубопровод 1 (начало объидииенного магистрального трубоировода 1-2). Здесь под разиостью дав.чений в точках подключсии  5 и 6 ветви 4, создаваемого устанозленными гидравлическим соиротивле ием 7, часть холодоиоснтел  через точку иодключени  5 поступает в замораживающие колоики 3 и, отобрав тепло у окружающих горных пород, возвращаетс  в магистральный трубопровод 1-2 через точку подключени  6 и т. д. Расход холодоноситс ли через отдельиые ветви 4 замораживаюгци.х колонок 3 устаиав.ливают путем измеиспи  величины гидрав.чичсского сонротив.юни  7 соответствуюн1,ей ветви.

При создаиии .едоиородных массивов с многор дным расиоложеипем замораживающих колонок (см. фиг. 1) на иоверхиости по периметру выработки ирокладывают магистральный трубоировод 1-2 и между точками включени  5 и 6 ветвей 4 замораживающих колонок 3 устанавливают гид )авлическое сопротивление 7, представл ющее собой задвижки тина луд.ю.

По заданны.м темиам проходки горио выработки с учетом времени образовани  ледонородного масснва определ ют первоначальное количество ветвей 4 и замораживаюнигх колонок 3, включаемых в работу .

Устройство позвол ет впутрн отдельной ветви на магистральиом трубопроводе ввести между точками подключени  гидравлические сопротивлени  7. Это дает возможность отказатьс  от раздельных пассивиого и активиого режимов замораживани  и осуществл ть регулируемый режим с изменением интенсивности ведеии  процесса ио созданню ледолородного ограждени . Дл  этого в соответствин с теилотехническими расчетами гидравлическими сопротивлени ми (задвижками) 7 устаиавливают необходимый расход холодоносител  так, чтобы расход его в ветв х, расиоложенных ближе к устью горной выработки, был больще. Более интенснвна  цнркул ци  холодоносител  в начале участка замораживани  иозвол ет создавать ледоиородиый массив дифференцироваио ио длиие и завершат) его формирование но мере приближенн  фронта горноироходческих работ. При этом ветви замораживающих колонок, оказавщиес  в зоне ведени  гориоироходческнх работ, отключают, а ранее не действ пощие подключают в работу. Количество замораживающих колоиок, объедин емых в одну ветвь, определ ют теплотехническим расчетом таким образом, чтобы наиболее иолио использовать теплоемкость холодоносител .

Claims (2)

1. Другим примером исиользоваии  устройства  вл етс  образованне контурных ледопородиых ограждеиий или ледоиородиых завес. В этом случае (см. фиг. 2) по контуру стро щейс  горной выработки монтируют в одну нитку магистральный Т1)убонровод 1-2, к которому в точках 5 и 6 нодключают сгруппированные в ветви 4 замораживающие колонки 3, а между точками включени  ветвей устанавливают гидравлические сопротивлени  7, нредставл ющие собой отрезки труб меньшего диаметра . Величину гидравлического сопротивлени  оиредел ют гидравлическим и теплотехническим расчетом так, чтобы количество .холодоноснтел , нроход щего через ветвь замораживаюн1,их ко.юнок, удовлетвор ло условию эффективного теплообмена между ними и замораживаемыми породами . В этом случае расход холодоиосител  в ветв х замораживаюпи(х колоиок равный н посто нный на всем нрот л ;ении участка замораживани . Использование устройства дл  замораживани  гориых пород выгодио отличаетс  от известных ранее. Так, но предварительным расчетам, прпменеипе его нри созданнн ледонородных .масспвов позвол ет сппзпть трудоемкость .моптажных работ на 30-40%, а за счет сокращени  тепловых потерь в трубопроводах, более полного iicнользованп  теплоемкости холодоносител  и введени  дифференцированного режима замораживани  сннзить холодонроизводптельпость замораживающей станнии на 17-20%. Формула изобретени  1. Устройство дл  за.мораживанн  горных иород, включающее 15аснределительпы1 1 и коллекторный трубопроводы дл  холодоносптел  п соедпненпые с ппмп заморажпвающпе колонки, о т л п ч а ю ni с е с   тем, что, с целью сннженп  трудосмкостн монтажных работ путем сокращенн  прот женностп трубопроводов п более полпого пспользованн  тенлоемкостп холодоносптел , распределптельпый и коллскторпьи трубопроводы объедипепы в одни магпстральньп трубонровод, а заморал пвакмцпе колопкп сгрупппровапы в отдельные зетвп, имеюП1 ,пе пара,1Лс; ьну1О гидраг.шческую св зь с .1агпстра.1ьпым трубопроводом и иос.тедовательпую между колопками внутри ветви . 2. Устройство по п. 1, о т л п ч а ю щ е е с   тем, что, с целью исключени  режима пассивного замораживани , магистральный трубопровод спабжеи гидравлическими соиротивлеип мп , устаиовленнымн меж.ту точками включени  каждой ветви. Источнпкн ппформацпп, Прип тью во внпманпе прп экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР oYo 376567, кл. Е 21D 1/12, 1973.
2. 2. Трупак Н. Г. Заморажпванне горных пород прп проходке стволов, М., Углетехпздат , 1954, с. 359, рпс. 188 (прототип).

   О-О-О-О О-О-О-6

   Л

   м

   и i

   &

   5 В