Устройство для формирования полостей в твердеющем массиве

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке месторождений полезных ископаемых системами с твердеющей закладкой. Цель изо- №- VlfrfogiT 2 бретения - обеспечение герметичности формируемых полостей при минимальных материальных затратах. Для этого устройство выполнено в виде двух камер, одна из которых вложена в другую - внутренней из высокопрочного материала и наружной, причем внутреннюю камеру можно извлекать из наружной, оставляемой в твердеющем массиве и имеющей на торце на уровне ее днища технологический разъем с затвором , а внешняя поверхность наружной камеры снабжена элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом, в качестве которых к ней прикреплены на гибких нитях сверху поплавки, а снизу - утяжелители . 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 47717.72/03 (22) 20.12.89 (46) 07.07.92. Бюл. № 25 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) B.O,Ðîãè íûé, О.Н,Авилов, Ю.Г,Анцыгин и А.И.Воробьев (53) 622.273;2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1465602, кл. Е 21 F 15/02, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ПОЛОСТЕЙ В ТВЕРДЕЮЩЕМ МАССИВЕ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке месторождений полезных ископаемых сис-. темами с твердеющей закладкой, Цель иэоИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке . месторождений полезнйх ископаемых системами с твердеющей закладкой, Известно устройство для формирова- ния полостей в выработанном пространстве с твердующей закладкой, включающее оболочку из зластичйого водонепроницаемого материала, охватывающую два продольных . троса; к которым оболочка прикреплена с помощью крепежных узлов, причем тросы с одной стороны концевыми петлями. надеты на крюки, размещенные на герметизирующей перемычке, а с другой прикреплены к грузам и перекинуты через блоки. Если полость выполняют большого удлинения, устройство включает поддерживающие поперечные т росы, размещен н ые под продольными тросами и укрепленные с помощью крюков, жесткие кольца, прикрепленные к верхнему продольному тросу. один конец которого зафиксирован на крю5U 1745976 А1 (s1)s Е 21 F 15/00 бретения — обеспечение герметичности формируемых полостей при минимальных материальных затратах. Для этого устройство выполнено в виде двух камер, одна иэ которых вложена 8 другую — внутренней иэ высокопрочного материала и наружной, причем внутреннюю камеру можно извлекать иэ наружной, оставляемой в твердеющем массиве и имеющей на торце на уровне ее днища технологический разъем с затвором., а внешняя поверхность наружной камеры снабжейа элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом, в качестве которых к ней прикреплены на гибких нитях сверху поплавки, а снизу — утяжелители. 2 з;и. ф-лы, 7 ил. ке, а другой перекинут через блок и соединен с грузом (см, авт, св. ¹ 620636, кл. Е 21 F 15/00).

Устройство работает следующим образом. После заполнения выработанного пространства закладкой до уровня создания полости через него в противоположную выработку перебрасывают трос, с помощью которого оболочку с продольными тросами и кольцами, если они предусмотрены, натягивают в месте создания полости, Продольные тросы укрепляют с одной .стороны неподвйжно, например, на крюки, установленные в перемычке. а с другой стороны через натяжное устройство крепят к грузам.

После установки оболочку заполняют жидкостью, гермвтизируют и продолжают закладочные работы, При значительном удлинении формируемой полости под продольными тросами пропускают поперечные тросы для уменьшения провисания оболочки, а вдоль нее на одинаковом расстоянии

1745976 для исключения искажений формы поперечного сечения получаемой полости размещают жесткие кольца в форме периметра заданной полости, прикрепленные к верхнему продольному тросу. Опалубку после 5 схватывания закладки и набора ею необходимой прочности извлекают, Недостатки данного устройства: — сложность и трудоемкость монтажа крепежных приспособлений в связи с боль- 10 шим количеством крепежных элементов, — повышенная материалоемкость вследствие необходимости использования тросов, жестких колец, грузов и блоков для компенсации всплывающих усилий, дейст- 15 вующих на оболочку со стороны жидкой за-. кладки; — необходимость изготовления оболочки из эластичного и прочного материала вследствие больших нагрузок на нее, обус- 20 ловленных действием выталкйвающих сил, Например, на оболочку с поперечным сечением 2 кв, м, заполненную водой, действуют выталкивающие усилия, равные 2000 кг на 1 пог. м длины оболочки; 25 — невозможность использования сформированной полости для размещения в ней жидкостей и газов в связи с ее негерметичностью.

Известен способ формирования поло- 30 сти в твердеющем закладочном массиве, заключающийся в размещении в выработанном пространстве. эластичной емкости, подаче закладочного материала в выработанное пространство да уровня, превышаю- 35 щего нижнюю границу проектного контура будущей выработки не менее чем на половину проектной высоты будущей выработки, заполнении емкости наполнителем до принятия ею заданной формы будущей выра- 40 ботки, герметизации линии стыков заполненной емкости и затвердевшей закладки, подаче закладочного материала до полного заполнения выработанного пространства (см. авт. св, N 1465602, 45 кл. Е 21 F 15/02).

Этот способ реализуют с помощью устройства, включающего трос, переброшенный через выработанное пространство и закрепленный в кровле выработки анкера- 50 ми, эластичную емкость, подвешенную на . трос, фалы, с помощью которых емкость перемещают по тросу в проектное положение, подводящие и отводящие шланги и аппаратуру контроля, присоединенные к емкости, 55 с помощью которых наполнитель подают в емкость и удаляют из нее и контролируют давление наполнителя внутри емкости. устройство действует следующим образом. После отработки запасов полезного ископаемрго в пределах камеры через выработанное пространство (ВП) перебрасывают трос, который фиксируют в кровле выработки анкерами, На трос за пределами ВП подвешивают эластичную емкость в свернутом состоянии. С помощью фалов, переброшенных через ВП, емкость по тросу перемещают в проектное положение, присоединяют к ней подводящие и отводящие шланги, а также аппаратуру контроля. После возведения закладочных перемычек начинают подачу закладочного материала в ВП до уровня, превышающего нижнюю границу проектного контура будущей выработки на величину не менее половины проектной высоты будущей выработки, Непосредственно после остановки подачи закладочного материала в емкость подают наполнитель до принятия ею заданной формы проектируемой выработки. После схватывания закладочного массива герметизируют линию стыка заполненной емкости и затвердевшей закладки.

Затем извлекают трос и подают закладочный материал до полного заполнения выработанного пространства. После набора закладочным массивом прочности сливают наполнитель и извлекают емкость для повторного использования.

Недостаток данного устройства — невозможность использования сформированной с его помощью полости в качестве резервуара для временного размещения или длительного хранения в ней жидкостей и газов в связи с тем, что стенки полости негерметичны.

Цель изобретения — обеспечение герметичности формируемых полостей при минимальных материальных затратах, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для формирования. полостей в твердеющем массиве, включающем закрепленную на тросе эластичную емкость с фа-. лами, шлангом и аппаратурой контроля, эластичная емкость выполнена из двух камер, одна из которых вложена в другую с возможностью извлечения внутренней из наружной. При этом внутренняя камера выполнена из высокопрочного материала, а наружная имеет технологический разъем с затвором, ее внешняя поверхность снабжена элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом. B качестве элементов для сцепления емкости с твердеющим массивом к внешней поверхности наружной камеры прикреплены на гибких нитях сверху поплавки, а снизу — утяжелители. С целью снижения затрат на извлечение внутренней камеры из наружной путем удаления наполнителя из внутренней камеры за счет собственной масссы, технологический разъем с

1745976 двух камер, одна из которых вложена в другую с возможностью. извлечения внутренней из наружной, позволяет разделить функции, выполняемые в данном случае 10

20 уровне ее днища позволяет удалять напол-. 45 нитель из внутренней камеры и извлекать ее беэ привлечения вспомогательных средств (насосов, лебедки и т.д.), а также обеспечивать целостность наружной каме50

55 затвором размещен на торце наружной камеры на уровне ее днища.

Укаэанные отличия характеризуют соответствие предлагаемого технического решения критериям "новизна".

Выполнение эластичной емкости в виде эластичной емкостью: внутренняя камера, выполненная из высокопрочного герметичного материала, обеспечивает контур формируемой полости, а наружная герметизацию ее стенок. Таким образом, внутренняя камера, которая воспринимает нагрузки, возникающие при формировании полости; является груэонесущей, в то время как в ранее известных конструкциях груэонесущей является наружная, негерметичная камера. 3а счет этого обеспечивается возможность извлекать и повторно использовать грузонесущую камеру, а наружную, не извлекаемую из твердеющего массива, камеру изготавливать из недорогих, малопрочных герметичных пленочных материалов, например полиэтилена, Выполнение внутренней камеры из высокопрочного материала позволяет за счет подачи в нее наполнителя сохранять контур формируемой полости до окончания твердения массива и обеспечить занятие емкостью проектного положения путем обеспечения ее плавучести в твердеющем материале, находящемся в жидкой фазе, Выполнение наружной камеры с внешней поверхностью, снабженной элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом, позволяет обеспечить герметичность сформированной полости и предотвратить отслоение наружной герметичной камеры от твердеющего массива.

Размещение технологического разъема с затвором на торце наружной камеры на ры.

Заявителю не известно использование указанных отличительных признаков в аналогичных технических решениях, что дает основание считать предложение соответствующем критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена емкость в статическом положении, размещенная в выработанном пространстве; на фиг. 2 — узел f. на фиг. 1; на фиг. 3 изображена наполненная емкость при достижении твердеющим мате25

40 риалом уровня, равного половине проектной высоты будущей полости; на фиг. 4 изо-. бражено положение емкости при полном заполнении выработанного пространства; на фиг. 5 — разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 изображена сформированная полость; на фиг. 7 — разрез Б-Б на фиг. 6.

В статическом положении (фиг. 1) устройство для формирования полостей в твердеющем массиве представляет собой расположенную в выработанном пространстве на тросе 1, зафиксированном в кровле выработки анкерами 2, эластичную емкость из двух камер — наружной 3 из герметичного материала, например из полиэтиленовой пленки в виде рукава, оба конца которого загерметизированы: один на технологическом разъеме 4, закрывающемся затвором 5 (фиг. 2), а другой — 6 — одним из известных способов, например с помощью сварки, и внутренней 7, вложенной в наружную и представляющей собой герметичную емкость из высокопрочного материала, например резины, имеющую в нижней торцовой части разъемы для соединения ее с шлангом ,8 и аппаратурой контроля (манометром) 9.

При этом технологический разъем 4 с затвором 5, через который пропущены шланг 8 и патрубок манометра 9, размещен на торце наружной камеры на уровне ее днища. Кроме того, наружная камера снабжена элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом, представляющими собой прикрепленные, напрймер с помощью сварки, к ее внешней поверхности (фиг. 5) на гибких нитях 10 сверху поплавки 11, а снизу — утяжелители 12.

Устройство работает следующим образом. Через выработанное пространство перебрасывают трос 1, который фиксируют в кровле выработки анкерами 2. На трос за пределами выработанного пространства подвешивают эластичную емкость, выполненную из двух камер — наружной 3, у которой один конец — 6 — предварительно загерметизйровач одним из известных способов, например, с помощью. сварки, и внутренней 7, С помощью фалов, переброшенных через выработанное пространство, емкость по тросу перемещают в проектное положение; После возведения изолирующих перемычек 13 в одной из них на уровне днища наружной камеры монтируют технологический разъем 4, на котором герметизируют другой конец наружной камеры 3. К внутренней камере 7 присоединяют шланг

8 и манометр 9, после чего технологический разъем 4 закрывают затвором 5.

llo окончании монтажа устройства, выполняемого в вышеизложенном порядке, в

1745976 выработанное пространство подают твер- ней 7 камер, а также сетку 10 крепления деющий материал 14, Придостижении твер- нитей выбирают такими, что при снятии с деющим материалом, находящимся в эластичной емкости нагрузок, возникающих жидкой фазе, уровня почвы формируемой за счет избыточного давления наполнителя, полости, во внутреннюю камеру 7 одновре- 5 в наружной камере не возникают усилия, менно с подачей в выработанное простран- способные оторвать участки камеры, распоство твердеющего материала начинают по ложенные между точками крепления нитей, шлангу 8 подавать наполнитель 15 (воду), от массива.

При этом наполнитель подают таким обра- Таким образом в твердеющем массиве зом, что к моменту прекращения подачи 10 17 формируют полость 18, внутренняя поего материала, когда последний верхность которой за счет расположения в в 17 достиг уровня, превышающего уровень по- ней камеры 3, связанной с массивом чвы формируемой полости на величину, рав- герметична (фиг. 6, 7). На технологический ную половине проектной высоты будущей разъем надевают герметизирующую крышполости, внутренняя камера 7 была полно- 1 5 ку19, которая имеет разъемы и устройства, стью наполнена водой так, что эластичная позволяющие подавать под давлением в емкость приняла заданную форму (фиг. 3). сформированную полость жидкости и газы, Так как соотношение объемных масс H3-. а также извлекать их при необходимости, полнителя 15 (воды) и твердеющего матери- За счет герметизации стенок формируеала 14 равно 1:2, емкость погружается в 20 мой полости с целью размещения в последжидкий твердеющий материал на половину ней жидкостей и газов достигаются проектной высоты будущей полости и зани- основные преимущества предложенногоусмает проектное положение. Находящиеся в тройства. нижней части наружной камеры 7 утяжелители 12 за счет собственной массы погружа- 25 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ются в жидкий твердеющий материал и 1, Устройство для формирования полостей. в твердеющем массиве, включающее

После схватывания твердеющего мас- закрепленную на тросе эластичную емкость сива герметизируют линию 16-16 заполнен- с фаламй, шлангом и аппаратурой контроля, ной емкости и затвердевшей закладки 17 30 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью одним из известных способов, например за обеспечения герметичности формируемых счет дополнительной под н подачи наполнителя полостей при минимальных материальных

15 во внутреннюю камеру 7 до создания в затратах, эластичная емкость выполнена из ней избыточного давления, Трос 1 извле- двух камер, одна из которых вложена в друкают и подают твердеющий материал до 35 гую с возможностью извлечения внутренполного заполнения выработанного про- ней из наружной, при этом внутренняя странства, Находящиеся в верхней части камеравыполненаизвысокопрочногоматенаружнои камеры попл

7 поплавки 11 за счет вы- риала, а наружная имеет технологический талкивающих усилий, действующих на них разъем с затвором, при этом ее внешняя со стороны жидкого твердеющего материа- 40 поверхность снабжена элементами для ла 14, всплывают и натягивают гибкие нити сцепления емкости с твердеющим масси10 (фиг. 4, 5). вом.

lloîëe набора твердеющим Массивом 2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е епрочности по шлангу 8 сливают наполни- ся тем,что в качестве элементов для сцептель 15, снимают с технологического разь- 45 ления емкости с твердеющим массивом к ема 4 затвор 5, отсоединяютот внутренней внешней поверхности наружной камеры камеры 7 шланг 8 и манометр 9, внутрен- прикреплены на гибких нитях сверху понюю камеру 7 извлекают через технологиче- плавки, а снизу — утяжелители. ский разъем 4 для повторного 3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е еиспользования. При этом наружная камера 50 с я тем, что, с целью снижения затрат на

3 от. массива 17 не отслаивается, так как извлечение внутренней камеры из наружпоплавки11иутяжелители12,соединенные ной путем удаления наполнителя из внутпосредством атянутых нитей 10 с наруж- ренней камеры за счет собственной маесы, ной камерой, зафиксированы в твердеющем технологический разъем с затвором размемассиве. Кроме того, для предотвращения 55 щен на торце наружной камеры на уровне отслоений размеры наружной 3 и внутрен- ее днища.

1745976

1745976

1745976

/2

Составитель Н.Чертова

Редактор Г.Федотов Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Заказ 2375 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101