Устройство для образования теплообменных каналов в твердеющей закладке Советский патент 1984 года по МПК E21F3/00 E21F15/00 

Изобретение относится к -горному делу и может быть использовано для бхлаждения воздуха при проходке и эксплуатадии выработок в массиве твердеквдей закладки. . Известно устройство для образова ния каналов в твердеющей закладке неизвлекающими надувными оболочка ми С11.. Недостатками данного устройства являются сложность дальнейшего применения образованного канала дляциркуляции 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 обо лочки, узлы герметизации, натяжное устройство и продольные тросы 21. 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 затр :.л образование каналов путем многократного использования оболочек 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 упругости 7,5-8,5 H/iM, имеет дпину в 1,1-1,2 раза большую, чем длина кана-ла, и снабжена разрывной диафрагмой с защитной коробкой, размещенными на одном из торцов оболочки. На фиг. 1 изображена схема созда ния каналов в твердегощей закладке, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройстгво для образования теплообменных каналов в твердеющей закладке. Схема создания.каналов в твердеющей заклсщке включает горную выработку 1, массив твердеющей закладки 2, обравованный канал 3, упру годефррмирующуюся эластичную оболочку 4, направляющие металлические рамы 5, жесткие кольца для фиксирования положения эластичной оболочки 6, уширение горной выработки для монтажа и эксплуатации предлагаемого устройства 7, магистральный водопровод 8, запорный клапан 9, насосную систему 10, контур будущей вы- . работки 11. Устройство для образования теплообменных каналов содержит разрывную диафрагму 12, предохранительную коробку 13. Эластичная оболочка-, выполняет- ся 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-Ю 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 каналаь 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 сече ние каждой металлической рамы, на которых укреплены оболочки, должно превосходить в 1,3-1,6 раза сечение предполагаемой выработки. Me-таллические 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, чтобыих периметр описывал будущий контур выработки и отстоял от него на 0,15-0,3 м, дтосле 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 запорныйклапан 9 в оболочку 4 под давлением (5-6г10 Па) подается вода, упруго деформирующаяся оболочка за счет сил расширения фиксируется в предохранительной коробке и выпрямляется, после чего запорный 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 разрыва диафрагмы давление в оболочке резко падает, и она за счет сил упругого восстановления отделяется от стенок 3, образованного с ее помощью кансша.

Упругодеформирующаяся оболочка отключается от насосной системы и легко извлекается из образованного канала. После замены диафрапиы 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 жегося по пройденной выработке.

Использование изобретения позволяет сократить трудоемкость создания значительного количества каналов, заданным образом расположенных в закладочном массиве, и приве дет к уменьшению затрат. Дальнейшее применение этих каналор для огранизации охлаждения рудничного воздуха в горных выработках обеспечит но .мализацию в них климатических условий.

/

/

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