Устройство для разрушения монолитных объектов энергией расширяющегося льда

 

Изобретение относится к горному делу, предназначено для безвзрывного разрушения монолитных объектов скальных пород и м.б. использовано для разрушения негабаритов в неметаллорудной промышленности. Цель изобретения - повьш1ение эффективности разрушения монолитных объектов за счет интенсификации замораживания жидкости на глубине скважиныi Устройство включает корпус 3 с фланцем 1| От Hutucmpafia (Л со 00 ю ел iftuil

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИН

Nfl 4 Е 21 С 37/00, 37/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В ь В ( k I l t.a

Om,, \

° «В

« °

0m маиквра

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4047973/22-03 (22) 31.03.86 (46) 23,08.87. Бюл. Ф 31 (71) Государственный всесоюзный про- ., ектный и научно-исследовательский институт неметаллорудной промышленности "Гипрониинеметаллоруд" (72) А.А.Орлов, Б.Ç.Чистяков, А,И.Гаврилова, А.И,Иванов, Л.С,Дербенев, Ю.А.Иванова и В.P.Êoçëîâ (53) 622.232 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 968395, кл. Е Я1 С 37/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1191579, кл. Е 21 С 37/04, 12.07.84

„„SU„„1332015 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГИЕЙ РАСШИРЯКЗЦЕ-

ГОСЯ ЛЬДА (57) Изобретение относится к горному делу, предназначено для безвзрывного разрушения монолитных объектов скальных пород и м,б. использовано для разрушения негабаритов в неметаллорудной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения монолитных объектов за счет интенсификации замораживания жидкости на глубине скважины; Устройство включает корпус 3 е фланцем

1332О!

4 и патрубками 7 и 8 для заполнения шпура водой, В центральной части корпуса 3 установлена термоэлектробатарея (ТЭБ), включающая батарею полупроводниковых термоэлементов с нагревательными и охлаждающими элементами -(Э), изолированными прокладками и электропроводящими медными пластинами. Нагревательные Э. связаны с пластинчатым радиатором (P) 12, а охлаждающие - с P 13 замораживающего зонда 14, расположенными соответственно в воздухе и в шпуре с водой.

В зонде 14 установлена дополнительная ТЭБ с проточным теплообменником для нагревательных Э с пластинчатыми

Р, охлаждающие Э которой связаны с

P замораживающего зонда, После заполнения полости Il шпура 2 водой

r включают ТЭБ на режим охлаждения и через патрубок 23 подают воду для смывания пластин P дополнительной

ТЭБ. Включенные одновременно или разновременно ТЭБ охлаждают воду вполости ll шпура 2, При этом P 12 отдает . тепло воздуху, а P дополнительной ТЭБ — проточной воде, что ускоряет замерзание в глубине скважины, При объемном расширении воды, переходящей в фазу льда, проис— ходит разрушение монолита. Iз.п. ф-лы, 5ил..

Изобретение относится к горному делу и предназначено для безвзрывного разрушения монолитных объектов скальнах пород, т.е. может быть ис1 пользовано для разрушения негабаритов в неметаллорудной.промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности разрушения монолитных объектов за счет. интенсификации замо- 1О раживания жидкости по глибине скважины.

На фиг.l показано устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,l; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг, 2; на фиг.4 — разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 — узел на фиг.l.

Устройство 1 для разрушения устанавливается в скважине (шпуре ) 2.

Корпус 3 устройства оснащен фланцем

4, опирающимся на торец 5 скважины 2, при этом уплотнение обеспечивается уплотнительными кольцами 6, Корпус 3 оснащен патрубками 7 и 8 с отсчетны-, ми кранами 9 и 10, которые служат 26 для заполнения шпура водой и отсечки воды при заполнении полости 11 шпура

2. В центральной части корпуса 3 установлена термоэлектробатарея, включающая батарею полупроводниковых зп термоэлементов с наружными нагревательными и охлаждающими элементами, изолированными прокладками, например, из слюды и электропроводящимн, например, медными пластинами.

Нагревательные элементы связаны с пластинчатым радиатором 12, а охлаждающие — с пластинчатым радиатором 13 замораживающего зонда 14, расположенными соответственно в воздухе и в шпу ре с водой.

В замораживающем зонде установлена дополнительная термоэлектрическая батарея 15 с проточным теплообменником 16, в котором установлены нагревательные элементы с пластинчатыми радиаторами 17. Охлаждающие элементы батареи 15 связаны с пластинчатым радиатором 18 замораживающего зонда.

Снижение теплообмена между частью зонда 14 с проточным теплообменником с жидкостью в скважине не обеспечивается теплоизоляционной рубашкой 19, охлаждающая жидкость выводится из теплообменника 16 через трубку 20, связанную со сливной магистралью 21, а входит через кольцевой зазор 22 от магистрали 23.

Устройство работает следующим образом.

В заранее дробуренную скважину 2 или несколько скважин устанавливают устройство (или несколько устройств) так, чтобы фланец 4 бып плотно прижат к торцу 5 скважины 2. Открывают от. сечные краны 9 и 10 и заполняют полость 11 шпура 2 водой до тех пор, пока из патрубка 8 пойдет вода на слив. После этого перекрывают отсеч2. Устройство по п.l, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что нагревательные элементы и охлаждающий зонд снабже30 ны пластинчатыми радиаторами.

А-Я

3 13320 ные краны 9 и 10 и подключают термоэлектробатареи к источнику питания (источник питания и схема подключения не показаны), подают ток к медным пластинам и включают на режим охлаждения. При этом выделяемое тепло снимается воздухом, а холод — водой, заполняющей полость 11, Дополнительно подключают к водной магистрали 23 патрубок. Вода, пройдя по кольцевой полости 22, омывает пластины радиатора 17 дополнительной термоэлектробатареи 15 и уходит по внутренней трубке 20 на слив. 15

Включенные одновременно или рав номерно полупроводниковые термоэлектробатареи своими радиаторами 13 и 18 охлаждают воду в полости 11 скважины 2, при этом наружные радиаторы 2д

12 отдают тепло окружающему воздуху, а радиатор 17 зонда — омываемой проточной водой, что значительно ускоряет замерзание в глубине скважины, а следовательно, и разрушение негаба- 25 рита. В результате объемного расширения воды, переходящей в фазу льда, силы, возникающие при этом, разрушают монолит, Для освобождения ото льда радиаторов, находящихся в шпу15

4 ре, переключают батареи на противоположный режим,и лед на поверхности нижних радиаторов превращается в воду. Устройство вновь готово к работе.

Формула изобретения

l. Устройство для разрушения монолитных объектов энергией расширяющегося льда, включающее термоэлектробатарею с нагревательными и охлаждающими элементами, замораживающий зонд, связанный с охлаждающими элементами, о т,л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения монолитных объектов за счет интенсификации замораживания жидкости по .глубине скважины, устройство снабжено дополнительной термоэлектрической батареей с проточным теплооб-: менником для нагревательных элементов, установленной в замораживающем зонде и связанным с ним охлаждающими элементами.

1332015

ФигЗ

1332015

Составитель О.Попов

Техред A. Кравчук

Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Тупица

Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д,4/5

Заказ 3780/29

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужг р д, у . р

У о о л,П оектная,4