Устройство для разрушения монолитных объектов энергией расширяющегося льда Советский патент 1987 года по МПК E21C37/00 E21C37/06 

1

4 и патрубками 7 и 8 для заполнения шпура водой, В центральной части корпуса 3 ycTaHoBj eHa термоэлектрс- батарея (ТЭБ), включающая батарею полупроводниковых термоэлементов с нагревательными и охлаждающими элементами -(Э), изолированными про.клад- ками и электропроводящими медными пластинамис Нагревательные Э. связаны с пластинчатым радиатором (Р) 12, а охлаждающие -с Р 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

1

Изобретение относится к горному делу и предназначено для безвзрывного разрушения монолитных объектов скальных пород, может быть использовано для разрушения негабарито в неметаллорудной.промьгашенности,

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

На фиг,1 показано устройство, общий вид; на фиг„2 - разрез А-А на фиг,1; на фиго3 - разрез Б-Б на фиг, 2; на фиг,4 - разрез В-В на фиг,3; на фиг,5 - узел I на фиг,.

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 отсчетными кранами 9 и 10, которые служат для заполнения шпура водой и отсечк воды при заполнении полости 11 шпура 2, В центральной части корпуса 3 установлена термозлектробатарея, включающая батарею полупроводниковых термоэлементов с наружными нагревательными и охлаждающими элементами, изолированными прокладками, например из слюды и электропроводящими, нап- ример, меднь1ми пластинами

Р, охлаждающие Э которой связаны с Р замораживающего зонда. После заполнения полости 1I шпура 2 водой включают ТЭБ на режим охлаждения и через патрубок 23 подают воду для омывания пластин Р дополнительной ТЭБ, Включенные одновременно или разновременно ТЭБ охлаждают воду в полости П шпура 2, При этом Р 12 отдает .тепло воздуху, а Р дополнительной ТЭБ - проточной воде, что ускоряет замерзание в глубине скважины,, При объемном расширении воды, переходящей в фазу льда, происходит разрушение монолита. 1з.п. ф-лы, 5ил..

Нагревательные элементы связаны с пластинчатым радиатором 12, а охпаж дающие - с пластинчатым радиатором 13 замораживающего зонда 14, расположенными соответственно в воздухе и в шпу ре с водойо

В замораживающем зонде установлена дополнительная термоэлектрическая батарея 15 с проточным теплообменником 16, в котором установлены нагревательные элементы с пластинчатыми радиаторами 17, Охлаждакяцие 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 лробуренную скважину 2 или несколько скважин устанавливают устройство (или несколько устройств) так, чтобы фланец 4 был плотно прижат к торцу 5 скважины 2, Открывают отсечные 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 отсеч31

ные краны 9 и 10 и подключают термоэлектробатареи к источнику питания (источник питания и схема подключе- ния 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 I7 дополнительной термоэлектробатареи 15 и уходит по внутренней трубке 20 на слив,

Включенные одновременно или равномерно полупроводниковые термоэлектробатареи своими радиаторами 13 и 18 охлаждают воду в полости 11 скважины 2, при этом наружные радиаторы 12 отдают тепло окружакицему воздуху, а радиатор 17 зонда - омываемой проточной водой, что значительно ускоряет замерзание в глубине скважины, а следовательно, и разрушение негаба рита, В результате объемного расшире ния водь:, переходящей в фазу льда, силы, возникакяцие при этом, разрушают монолит. Для освобождения ото льда радиаторов, находящихся в шпу22

32015

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

Формула изобретения

I. Устройство для разрушения моно- 0 литных объектов энергией расширяющегося льда, включающее термоэлектробатарею с нагревательными и охлаждающими элементами, замораживающий зонд, связанный с охлаждающими элементами, 15 о т,,л ичающееся тем, что, с целью повьшгения эффективности разрушения монолитных объектов за счет интенсификации замораживания жидкости по глубине скважины, устройство 20 снабжено дополнительной термоэлектрической батареей с проточным теплооб- менником для нагревательных элементов, установленной в замораживающем зонде и связанным с ним охлаждающими 25 элементами

2, Устройство поп„1,отлича- ю щ е е с я тем, что нагревательные элементы и охлаждающий зонд снабже- 30 ны пластинчатыми радиаторами.

п

12

Составитель О.Попов Редактор Н„ТупицаТехред А.Кравчук

tS

Корректор С.Шекмар

Заказ 3780/29 Тираж 454Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно

-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4

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