Способ термического укрепления макропористого грунта Советский патент 1989 года по МПК E02D3/11 

1

Изобретение относится к строи- тельству, в частности к укреплению макропористых грунтов посредством термического воздействия.

Цель изобретения - повышение эффективности.

На чертеже схематически изображены укрепляемый грунт по скважине и оборудование и приспособление для осуществления способа, разрез.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале образуют скважину 1 и ее устье 2 герметизируют затвором 3 с комбинированной форсункой 4 и контрольным глазком 5 для визуального наблюдения процесса. Форсунка 4 оборудуется обратным клапаном 6 и соединяется с емкостью для топлива 7, резервуаром 8 для окиси углерода и калорифером 9. Количество окиси углерода дозируют дозатором с реле 10. После проверки всей системы на гер- , метичность в скважину 1 подают горючие смеси и окись углерода периодически через каждые 3-7 мин. Расход окиси углерода по массе определяется из зависимости

.

о

00 О)

оо

где К - удельная масса кислорода в

горючей смеси, кг/МДж; М - массовый расход кислорода на окисление единицы массы окиси углерода для обеспечения взрьгоного характера их взаимодействия;

Q - тепловая мощность скважины в, конце процесса, МДж/ч;

- время с начала процесса, ч} длительность процесса наг-ре- вания грунта, ч;

Qg - тепловая мощность скважины в начале процесса, МДж/ч;

Грунт 11 нагревают, пока заданная температура устранения просадоч- ных свойств грунта, например 350- 400 С, не достигнет внешнего .контура 12 укрепляемого макропористого грунта 11, что фиксируют показаниями термопар 13 с записывающими приборами 14. Поверхность грунта 15 после - проверки системы на герметичность уплотняют., например, укатыванием известными механизмами, а подачу веществ в скважину 1 и контроль за дав- .лением в системах осуществляют с пог мощью вентилей 16 и манометров 17,

Сущность предлагаемого способа заключается в рациональном использовании кислорода, содерйащего в сжатом воздухе, применении источника дополнительного тепла, который при взаимодействии с кислородом взрьшной характер реакции, создающий в скважине дополнительное избыточное давление, интенсифицирующее процесс нагнетания в грунт горячих газов. При этом длительность периода подачи окиси углерода определяют опытным путем, результаты опыта приведены в табл.. 1,

При содержании СО менее 12 и более 62% взрыва нет, при этом избыточное давление 0,05 возникает в скважине при сжигании газового топлива.

Пример. На экспериментальной строительной площадке проводят термическое укрепление макропористого грунта на двух массивах. Температура устранения просадочных свойств 400°С. Подача СО отрегулирована на 3 и 7 мин. Продолжительность перерыва подачи СО соответственно 7 и 3 мин. Работы выполняют по изложенной в описании технологии. Бурение осуществляют установкой ЛБУ-50, сжигают природный газ с теплотой сгорания 35 Щж/кг, для окиси углерода используют стандартные баллоны, реле и дозаторы. Термопары типа ТХА-УШ, J приборы ЭПП-9М2 класса точности 0,5.

Сравнительные данные предлагаемого и известного способов приведены в табл. 2.

Таким образом, предлагаемый способ 0 повышает эффективность укрепления грунта за счет снижения расхода топ лива в 1,7 раза и сокращения длительности процесса на 12-29%.

5 Форм у л а изобретения

Способ термического укрепления макропористого грунта, включающий образование скважины, герметизирование

0 ® устья, одновременную подачу в скважину горючих смесей с образованием горячих газов и окиси углерода с изменением ее количества и нагнетание горячих газов и окиси углерода

5 S грунт с нагреванием его до расчет- ной температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, после герметизирования устья скважины производят уплотнение

0 вокруг нее поверхности грунта, а подачу окиси углерода ведут периодически в течение 3-7 мин, причем количе- ство С окиси углерода определяют из зависимости

5 G4 Qr|;Qo(b|-).

где К - удельная масса кислорода в

горючей смеси, кг/МДж; М - массовый расход кислорода 0 на окисление единицы массы

окиси углерода для обеспечения взрывного характера их взаимодействия; Q, - тепловая мощность скважины 5 л конце процесса, Щж/ч;

- время с начала процесса, ч; длительность процесса нагревания грунта, ч; Q о - тепловая |1ощн6сть скважины в начале процесса, Щж/ч.

114

/

/X/ /// /// /// ////

/2

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению макропористых грунтов посредством термического воздействия и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что вокруг устья скважины после его герметизации поверхность грунта уплотняют. Окись углерода вводится в скважину периодически в течение 3-7 мин. Приводится математическая зависимость для определения вводимого в грунт количества окиси углерода. Достигается снижение расхода топлива в 1,7 раза и на 12-29% сокращается длительность процесса. 2 табл., 1 ил.