Способ упрочнения горных пород и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистнческвп

Республик

{n)926309 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Р2) Заявлено 020480 (21) 2903338/22-03 (51)h4 Nn З с присоединением заявки Мо

Е 21 0 13/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.0582 Бюллетень Мо 17

Дата опубликования описания р 70 82 (53) УДК б 22 ° 817 (o88.8) еш, Ф м й.й. Боровов, Л.П.Томашевсквй и Ю.й.йосувйв

Всесоюзный научно-исследовательский и проврстноконструкторский угольный институт 1

:. м (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам упрочнения горных пород и устройсг.вам для их осуществления.

Известен способ нагнетания жидкости в угольный массив, включающий введение уплотнительного элемента s шпур и его герметизацию путем нагнетания жидкости в уплотнительный элемент, которая его расширяет, а затем через предохранительный клапан поступает в скважину C13.

Недостаток такого устройства состоит в том, что в случае нагнетания укрепляющего раствора в горный массив остатки раствора затвердевают под уплотнительным элементом и его нельзя испольэовать повторно.

Наиболее близким к нэебретению по технической сущности н достигаемому результату является способ упрочнения горных пород, включающий введение инъектора с герметиэатором в скважину, распор герметизатора и нагнетание в массив укрепляющего раствора, компоненты которого подают в скважину по отдельным трубопроводам и смешивают нх прн выходе иэ инъектора(2J.

Недостаток способа состоит в том, что распор герметизатора производят специальным устройством, что услож5 няет технологическую схему уг рочнения горных пород.

Известно устройство для упрочнения горных пород, включающее смеситель и инъектор с герметизатором скважины, который имеет предохранительный клапан с запорным элементом, регулиро- вочной гайкой настройки и отверстием для раствора,размещенные в его седле (33е

Однако такое устройство не nossoляет осуществить новый способ,так как смеситель расположен перед инъектором с герметизатором, поэтому через последние проходит готовая смесь, а не компоненты укрепляющего раствора.

Цель изобретения — упрощение технологической схемы упрочнения горных пород.

Цель достигается тем, что соглас но способу распор герметизатора производят давлением одного иэ компонентов укрепляющего раствора.

Кроме того, в устройстве для осуществления способа смеситель вмонтирован в герметизатор на его выходе и выполнен в виде полого цилиндра

926309 и пакета из тарельчатых пружин, чере дующихся с шайбами, который установлен в цилиндре с возможностью взаимодействия одним из торцов с запорным элементом предохранительного клапана, а другим - c регулировочной 5 гайкой его настройки; при этом каждая тарельчатая пружина имеет осевое отверстие, шайба - боковые, а в седле клапана выполнено дополнительное, отверстие для компонента раствора. 10

На фиг. 1 изображена схема упрочнения горных породу на фиг. 2 - устройство для осуществления способа; на фиг. 3 - разрез A-A на фиг.2 на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5.- разрез В-В.на фиг. 2.

Нагнетание укрепляющего раствора производят нагнетательной установкой

1, которая включает насос 2 для смо. лы и насос 3 для отвердителя,подводящие трубопроводы4 и 5 сманометрами.: б и 7, переходник 8 и подводящий рукав 9. В скважину введен инъектор с герметиэатором 10, в который вмонтирован съемный смеситель 11. Внутри подводящего рукава 9 и герметизатора

10 пропущен гибкий металлический трубопровод 12. Герметизатор 10 вклю-чает уплотняющий рукав 13, концевые стаканы 14 и конические ниппели 15 для зажатия уплотняющего рукава 13 и соединения с подводящим рукавом 9 и смесителем 11. Внутренний гибкий металлический трубопровод 12, пропущенный по подводящему рукаву 9 и герметизатору 10, соединен, например, при помощи пайки с наконечником 16.

Наконечник 16, являкщийся седлом предохранительного клапана, выполнен с осевым каналом 17, соединенным с внутренним трубопроводом 12, рядом 40 боковых каналов 18 для соединения с полостью 19 и заплечиком 20. Съемный смеситель 11, одновременно являющийся предохранительным клапаном, состоит из корпуса 21, выйолненного в виде 45 полого цилиндра, в котором последовательно размещены заплечик 20 наконечника 16, запорный элемент 22 предохранительного клапана, смесительный элемент в виде пакета из тарельчатых пружин 23 и шайб 24, регулировочная гайка 25 настройки пакета, которая закреплена от проворачивания фигурной шайбой 26, пружинной шайбой 27 и болтом 28. Тарельчатые пружины 23 с осевыми отверстиями 29 и шайбы 24 с ббковыми отверстиями 30 устайовлены в Фтакете чередующимися для создания турбулентного потока укрепляющего раствора. Смесительный элемент из пакета тарельчатых пружин и шайб является пружиной предохранительного клапана. Запорный элемент 22 предохранительного.клапана выполнен с плоской рабочей поверхностью, закрывающей все каналы в седле наконечника 16, с боковыми проточками 31 для пропуска компонентов раствора и заплечиком .32 для предотвращения его выпадания иэ корпуса смесителя. Регулировочная гайка 25 настройки предохранительного клапана выполнена с выпускными отверстиями 33..

В собранном виде смеситель 11 на-ворачивают на резьбу конического:. диппеля 15 герметизатора 10, при этом зажимаются уплотнительное кольцо 34 и эаплечик 20 наконечника 16.

Запорный элемент 22 своей плоской рабочей поверхностью сгщится на плос кое седло наконечника 16 и закрывает все каналы для смолы и отвердителя.

Упрочнение горных пород согласно предлагаемому способу производят следующим образом.

Сббранный и подключенный к нагнетательной установке 1 став иэ подводящих трубопроводов 4 и 5, рукава

9, герметиэатора 10 и смесителя 11 вводят в скважину 35 на необходимую глубину, включают одновременно насосы 2 и 3 нагнетательной установки 1, распирают герметиэатор при давлении, например 4-4 МПа (давление настройки предохранительного клапана), и нагнетают необходимое количество укрепляющего раствора в скважину,который состоит, например, иэ следующих компонентов .об.%

Мочевиноформальдегидная смола УКС(65%-ный раствор) 75

Щавелевая кислрта (5%-ный раствор) 25.

Раствор синтетической смолы поступает под эапорный элемент 22 следующим путем: от насоса 2 по подводящему трубопроводу 4 через переходник 8 в полость 19 и.из нее в боковые каналы 18 наконечника 16, а раствор отвердителя — от насоса 3 по подводящему трубопроводу 5 через переходник 8 — во внутренний гибкий металлический трубопровод 12 и из него — в осевой канал 17 наконечника

16..После распора герметизатора в скважине раствором синтетической смолы открывается запорный элемент

22 предохранителъного клапана и компоненты укрепляющего раствора по боковым его проточкам 31 поступают в смеситель и идут через отверстия

29 и 30 тарельчатых пружин 23 и шайб

24,смешиваясь между собой на одном пути, а затем готовый укрепляющий раствор поступает в скважину через каналы 33 регулировочной гайки 25.

После нагнетания необходимого количества укрепляющего раствора в скважину насосы 2 и 3 останавливают,. запорный элемент 22 закрывает каналы 17 и 18 в наконечнике 16, изолируя компоненты раствора друг от друга, снимают давление раствора смолы в полости 19 (открывают на

926 309 некоторое время сливной кран у насоса 2), вынимают из скважины собранный став, выливают из смесителя путем его наклона остатки укрепляю« щего раствора и заводят герметизатор в следующую скважину или свертывают став в бухту и укладывают у нагнетательной установки. Смеситель 11 в профилактических целях через некоторое время снимают, разбирают и промывают. формула изобретения

1. Способ упрочнения горных пород, включающий введение инъектора с герметизатором в скважину, распор герметизатора и нагнетание в массив укрепляющего раствора, компоненты которого подают в скважину по отдельным трубопроводам и смешивают их при выходе иэ инъектора,отличающийся . 20 тем, что, с целью упрощения технологической схемы упрочнения горных пород,распор герметизатора производят давлением одного из .компонентов укрепляющего раствора. 25

2. Устройство для упрочнения горных пород, включающее. смеситель и инъектор с герметизатором скважины, который имеет предохранительный кла пан с запорным элементом, регулировочной гайкой настройки и отверстием для раствора, размещенным в его седле, о:т л и ч а ю щ е е с я тем, что смеситель вмонтирован в герметизатсу на его выходе и выполнен в виде поло-, го цилиндра и пакета из тарельчатых пружин. чередующихся с щайбами, который установлен в цилиндре с воэ-" можностью взаимодействия одним as. торцов с запорным элементом предохранительного клапана,а другим — с регулировочной гайкой его настройки, при этом каждая тарельчатая пружина имеет осевое отверстие, шайба - боковые, а в седле клапана выполнено дополнительное отверстие для компонента раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 141834, кл. Е 21 F 5/02, 1960.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 614230, кл. Е 21 D 20/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 693031, кл. Е 21 F 5/02, 1979 (прототип).

926309 в и

4-A в-в

17

Фиг. фиг

Фиа 4

Заказ 2924/24 Тираж 624.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ППП "Патент" r.Óæãoðîä,óë.Ïðîåêòpàÿ, 4

Составитель Б. Усан-Подгорнов

Редактор Н.Пушненкова Техред И. Гайду Корректор E . Р ошк о: