Устройство для образования теплообменных каналов в твердеющей закладке

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ КАНАЛОВ В ТВЕРДЕЩЕЙ ЗАКЛАДКЕ, включающее оболочку из водонепроницаемого материала и жесткие кольца, расположенные по периметру канала вдоль оболочки, о тличающееся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и снижения затрат на образование каналов путем многократного использования оболочки из водонепроницаемого материала, оболочка выполнена из упругодеформирукицегося материала с модулем упругости 7,5-8,5 Н/м, имеет длину в 1., 1-1,2 раза большую, чем длина канала и снабжена разрывной диафрагмой с защитной коробкой, раз мещенными на одном из торцов оболоч- Q ки.S

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

CMNIINNW

РЕСПУБЛИК

09) ОИ1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автоескомм саидятельствм

1 ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3388994/22-03 (. 22.) 29, 01. 82 (46) 15.01.84. Бюл. М 2 (72) С.Г. Гендлер, Ю.М. Смирнов и Ю.В.. Шувалов (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В. Плеханова (53) 622.418(088.8) (56) 1.. Патент CtdA 9 4056939, кл. L 21 D 1/12, опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 620636, кл. Е 21 F 15/00, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ

ТЕПЛООБМЕННЫХ КАНАЛОВ В ТВЕРДЕЮЩЕЙ

3(59 E 21 F 3 00 Е 21 F 15/00

ЗАКЛАДКЕ, включающее оболочку из водонепроницаемого материала и жесткие кольца, расположенные по периметру канала вдоль оболочки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и снижения затрат на образование каналов путем многократного использования оболочки из водонепроницаемого материала, оболочка выполнена из упругодеформирующегося материала с модулем упругости 7,5-8,5 H/м, имеет длину в 1,1-1,2 раза большую, чем длйна канала и снабжена разрывной диафрагмой с защитной коробкой, раз= мещенными на одном из торцов оболоч- а ки. е

1067223

60 б5

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для бхлаждения. воздуха при проходке и эксплуатации выработок в массиве твердеющей закладки.

Известно устройство для образования каналов в твердеющей закладке неизвлекающими надувными оболочками 11..

Недостатками данного устройства являются сложность дальнейшего применения образованного канала для. циркуляции холодной воды и невоз-. можность повторного использования надувной оболочки.

Известно устройство для формирования полостей в выработанном пространстве с твердеющей закладкой, включащее оболочку из водонепроницаемого материала, жесткие кольца, выполненные по форме периметра канала и расположенные вдоль оболочки, узлы герметизации, натяжное устройство и продольные тросы 2J.

Недостатками известного устройства являются высокая трудоемкость создания значительного количества полостей, распределенных в закладочном массиве заданным образом, невозможность повторного использования оболочек, а также сложность организации циркуляции холодной воды.

Цель изобретения — уменьше ние трудоемкости и снижение затрат па образование каналов путем многократного использования оболсчек из водонепроницаемого материала, Цель достигается тем, что в устройстве для образования теплообменных каналов в твердеющей закладке, включающем оболочку из водонепроницаемого материала и жесткие кольца, расположенные по периметру канала вдоль оболочки, оболочка выполнена из упругодеформирующегося матеоиала с модулем j ïðóгости 7,5-8,5 H/ì, имеет длину в

1,1-1,2 раза большую, чем длина канала, и снабжена разрывной диафраг" мой с защитной коробкой, размещенными на одном из торцов оболочки.

На фиг. 1 изображена схема создания каналов в твердеющей закладке на фиг. 2 - разрез А-A на фиг. 1; на фиг. 3 — устройство для образования теплообменных каналов в твердеющей закладке.

Схема создания. каналов в твердеющей закладке включает горную выработку 1, массив твердеющей закладки 2, обравованный канал 3, упругодеформирующуюся эластичную оболочку 4, направляющие металлические рамы 5, жесткие кольца для фиксирования положения эластичной оболочки 6, уширение горной выработки для

55 монтажа и эксплуатации предлагаемого .устройства 7, магистральный водопровод 8, запорный клапан 9, насосную систему 10, контур будущей выработки 11. Устройство для образования теплообменных каналов содер- жит разрывную диафрагму 12, предохранительную коробку 13.

Эластичная оболочка; выполняется из упругодеформирующегося материала с модулем упругости, нижняя величина которого равна 7,5 Н/м, а верхняя 8,5 Н/м. Как показали исследования, при модуле упругости ниже 7,5 Н/м не происходит отрыв

Поверхности упругодеформирующейся оболочки от стенок канала, т.е. силы сцепления между оболочкой и бетоном окажутся выше сил ее упругой деформации.,При величине модуля упругости большей 8,5 Н/м для увеличения диаметра оболочки необходимо давление гораздо большее, чем давление, имеющееся в шахтной сети, т.е. 5-6 ° 10 Па.

При модуле упругости 7,5-8,5 Н/м и давлении 5-6:10 Па увеличение упругодеформирующейся эластичной.оболочки в диаметре составляет 40-50% от первоначального диаметра, что приводит к сокращению ее длины на

10-15:. Поэтому длина оболочки должна быть выбрана в 1,1-1,2 раза пре-. вышающей длину образовываемого канаgab. Образованные каналы должны располагаться на расстоянии 0,15-0,3 м от контура выработки. Именно такое расстояние обеспечивает с одной стороны необходимую эффективность охлаждения поверхности выработки при циркуляции по каналу холодной воды, а с другой превышает радиус зоны трещин, образующихся в период проходки выработки. В этой связи сечение каждой металлической рамы, на которых укреплены оболочки, должно превосходить в 1,3-1,6 раза сечение предполагаемой выработки. Металлические рамы необходимо устанавливать в выработанном пространстве на расстоянии не большем, чем

10-15 м друг от друга. Увеличение расстояния между рамами приведет к тому, что из-за привисания эластичных оболочек их длина, необходимая для образования канала заданной протяженности, значительно увеличится.

Принцип работы устройства состоит в следующем.

На уровне и по направлению предполагаемого проведения горной выработки на затвердевшую закладочную смесь через 10-15 м устанавливаются металлические рамы 5, выполненные и из арматурной стали с таким расче» том, чтобы их периметр описывал бу1067223

Pia. 2!

Фиг. д

ВНИИПИ Заказ 11171/38 Тираж 433 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 дущий контур выработки и отстоял от него на 0,15-0,3 м, .после чего в жесткие кольца 6 помещаются упругодеформирующиеся эластичные оболочки 4 с вмонтированными в них . разрывными диафрагмами 12 и на них одеваются предохранительные коробки 13, представляющие собой полые цилиндрические конструкции, закрытые с одной стороны и обеспечивающие изоляцию разрывной диафрагмы от попадания закладочного материала.

Затем при помощи магистрального трубопровода 8 через запорный клапан 9 в оболочку 4 под давлением (5-6 AD%0 Па) подается вода, упругодеформирующаяся оболочка за счет сил расширения фиксируется в предохранительной коробке и выпрямляется, после чего эапорный клапан закрывается и подается свежая закладочная смесь. После набора смесью достаточной прочности (24-48 ч.) .запорный клапан 9 открывается, и в оболочке при помощи насосной системы 10 повышается давление вплоть до разрыва диафрагмы. После разры-! ва диафрагмы давление в оболочке резко падает, и она за счет сил упругого восстановления отделяется от стенок 3, образованного с ее по5

Упругодеформирующаяся оболочка отключается от насосной системы и легко извлекается из образованного канала. После замены диафрагмы она снова может быть использована для создания каналов. Образованная вокруг контура выработки система каналов в дальнейшем может быть использована для циркуляции холодной воды и охлаждения воздуха, движу>5 жегося по пройденной выработке.

Использование изобретения позволяет сократить трудоемкость создания значительного количества каналов, заданным образом расположен2() ных в закладочном массиве, и приведет к уменьшению затрат. Дальнейшее применение этих каналов для огранизации охлаждения рудничного воздуха в горных выработках обеспечит нор

25,мализацию в них климатических усло. вий.