Устройство для изоляции горных выработок

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и позволяет обеспечить полную изоляцию горизонтальных горных выработок от нефтепроявлений. Сущность изобретения: между несущим бетонным слоем крепи 1 и породой выполнено закрепное пространство 2, ограниченное с двух сторон поперечными водонепроницаемыми перемычками и заполненное щебнем и водой. Снизу к нему подведены патрубками 4 для подачи воды. Сверху, в сводную часть 8, не заполненную щебнем, вмонтированы патрубок 9 для отвода нефти, сообщающийся с трубопроводом 11, и датчик 12 уровня воды. Нефть, просачивающаяся в закрепное пространство 2, попадает в воду, поднимается и скапливается на поверхности воды. Из воронки 10 нефть стекает в трубопровод 11 и отводится из выработки. 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности может использоваться для изоляции горизонтальных горных выработок, проведенных по нефтесодержащим породам.

Известны тюбинговые металлические крепи, изолирующие выработку от воды и нефтевыделений (1).

Однако применение металлических тюбингов ограничено из-за большой металлоемкости и высокой стоимости.

Известно также устройство для изоляции горных выработок закрепленным монолитным бетоном, выбранное за прототип (2). Устройство включает обшивку внутренней поверхности крепи из огнестойких, например, металлических листов, установленных внахлестку и соединенных между собой металлическими полосами, имеющими в поперечном сечении S-образный профиль. Нефть, просачивающаяся через бетон, по листам стекает вниз в нефтеводоотводные канавки и водой транспортируется в нефтесборники.

Недостатком прототипа является то, что он не обеспечивает полной изоляции выработки от нефти, в результате чего сохраняется опасность пожара.

Целью изобретения является полная изоляция выработки от нефтевыделений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для изоляции горных выработок, закрепленных монолитным бетоном, выполнено ограниченное поперечными водонепроницаемыми перемычками закрепное пространство между несущим слоем крепи и породой. Закрепное пространство заполнено щебнем и водой. Снизу к нему подведены патрубки для подачи воды. В незаполненную щебнем сводную часть закрепленного пространства вмонтированы патрубок для отвода нефти, отстоявшейся на поверхности воды, и датчик уровня воды. Патрубок для отвода нефти сообщается с трубопроводом, по которому нефть отводится из выработки.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии решения критерию "Новизна".

Двухслойные крепи из слоев бетона и щебня известны в технологии крепления выработок. Однако в заявляемом устройстве этот признак выполняет функции, отличные от функций в известных решениях. Кроме того, в заявляемом решении он взаимодействует с другими признаками и именно в такой совокупности способствует достижению поставленной цели.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для изоляции горных выработок включает несущий слой крепи 1 и закрепное пространство 2, заполненное щебнем и водой. В поперечном сечении закрепное пространство 2 ограничено водонепроницаемыми перемычками 3. В нижней части выработки к закрепному пространству 2 подведены патрубки 4 для подачи воды. На патрубках 4 установлены вентили 5, которые связаны с двигателем 6, подсоединенным к командоаппарату 7. Сводная часть 8 закрепного пространства 2 щебнем не заполнена. В нее вмонтирован патрубок 9 для отвода нефти. Верхняя часть патрубка 9 выполнена в форме воронки 10 и установлена на 60-100 мм выше несущего слоя крепи 1. Другой конец патрубка 9 сообщается с трубопроводом 11, по которому отводится уловленная нефть. В сводной части 8 закрепного пространства 2 установлен также датчик 12 уровня воды, связанный с командоаппаратом 7.

Устройство возводится следующим образом.

В выработке, проводимой по нефтесодержащим породам, кровлю закрепляют анкерами. Затем устанавливают внешнюю и внутреннюю опалубки. В качестве внешней опалубки можно использовать стеклотканевый материал. При возведении стен укладка щебня производится с небольшим опережением укладки бетона, при возведении свода - наоборот. Ширина закрепного пространства 2 у стен выработки должна быть не менее 100 мм, а в сводной части 8 - 150-200 мм. В качестве щебня используют куски крепкой неразмокаемой породы крупностью 20-40 мм. У почвы выработки ширина закрепного пространства 2-50 мм. После укладки и уплотнения щебня в закрепном пространстве 2 остаются сообщающиеся межкусковые ячейки для заполнения водой. Выработка разделяется на участки (секции), длина которых определяется уклоном выработки. В начале и конце участка (секции) закрепное пространство 2 в поперечном сечении ограничивается водонепроницаемыми перемычками 3, которые возводятся из того же материала, что и несущий слой крепи 1. Патрубки 4 и 9 и датчики 12 уровня воды монтируются одновременно с возведением свода несущего слоя крепи 1.

Для работы устройства в закрепное пространство 2 по патрубкам 4 подают воду и заполняют его до установленного уровня, который поддерживают постоянным. Уровень воды устанавливают на 5-10 мм ниже края воронки 10. Система контроля уровня воды работает в автоматическом режиме. Если установленный уровень снижается, срабатывает датчик 12 уровня воды, связанный с командоаппаратом 7. От командоаппарата 7 сигнал передается двигателю 6, вентили 5 открываются и вода подается в закрепное пространство 2. При достижении установленного уровня вентили 5 автоматически закрываются. Нефть, проникающая через трещины во вмещающих породах в закрепное пространство 2, попадает в воду и под действием гравитационных сил поднимается и скапливается на поверхности воды в сводной части 8 закрепного пространства 2. При большом скоплении нефти она поднимается выше края воронки 10 и стекает в нее. Оттуда нефть попадает в трубопровод 11 и отводится из выработки. По этому же трубопроводу отводятся и скапливающиеся в сводной части 8 закрепного пространства 2 сопутствующие газы.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает полную изоляцию выработки от нефтевыделений и предотвращает возникновение пожаров, связанных с возгоранием нефти. (56) 1. Горное дело. Энциклопедический справочник. т. 4. Проведение и крепление горных выработок. М. : Углетехиздат, 1958, с. 155-157.

2. Авторское свидетельство СССР N 403855, кл. E 21 D 11/10, 1973.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, включающее несущий слой крепи из монолитного бетона, отличающееся тем, что оно выполнено с ограниченным с двух сторон поперечными водонепроницаемыми перемычками закрепным пространством, заполненным щебнем и водой со свободной сводовой частью, и имеет трубопровод, датчик уровня воды, патрубки, одни из которых подведены с низу крепи для подачи воды, а другой сообщен с трубопроводом и установлен сверху в свободной сводовой части для отвода отстоявшейся на поверхности воды нефти.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2