Замораживающая колонка Советский патент 1981 года по МПК E21D1/14 E02D3/12 

(54) ЗАМОРАЖИВАЮЩАЯ КОЛОНКА

. I

Изобретение относится к искусственнопзг заморажийанию пород и может использозаться при строительстве горных предприятий в сложных гидрогеологических условиях.

Известна замораживающая колонка, включающая вертикально установленную в грунте обсадную трубу с башмаком и раз мещенную в ней питающую трубу (1.

Недостатком этой конструкции является низкая эффективность замораживания.

Наиболее близким по технической сущ- д ности к изобретению является устройство для HCKycctBeHHoro замораживания пород, в котором используется V-образная труба, состоящая из питающей и обратной труб, соединенных внизу коленом 2.

Преимущество V-образных колонок по iis сравнению с обычными является их сравнительно небольшая жесткость, что позволяет использовать V-образиые колонки при замораживании пород на больших глубинах в породах (глинах), где при проходе стволов проявляются значительные деформации 20 стенок ледопородного ограждения.

Применение V-образных колонок позволяет увеличить допустимую деформацию в

2 раза по сравнению с обычными колонками, состоящими из одной питающей и обсадной трубы диаметром 146 мм на всю длину замораживания.

Однако указанное устройство невозможно применить для зонального замораживания пород вокруг проходимого ствола.. Кроме того, при замораживании пород на всю глубину посредством V-образной колонки имеют место большие энергетические потери в верхней зоне.

Цель изобретения - повышение эффективности зонального замораживания пород.

Поставленная цель достигается тем, что замораживающая колонка, включающая питающую и обратную трубы, соединенные коленом, снабжена обсадной трубой, расположенной в верхней части питающей и обратной труб, которые размещены внутри обсадной трубы, имеющей крышек и днище, а обратная труба выполнена с отверстиями расположенными над днищем обсадной трубы.

На фиг. 1 изображена замораживающая колонка, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Колонка имеет питающую.трубу 1, обратную трубу 2 с отверстиями 3, колено 4, обсадную трубу 5 с днищем 6 и крыщкой 7. Подача хладоносителя осуществляется через краны 8 и 9.

Работа колонки при замораживании по род верхней зоны, осуществляется следующим образом.

Кран 8 закрыт. Кран 9 открыт. Хладоноситель через кран 9 подается в полость между обсадной трубой 5 и трубами 1 и 2, опускается вниз, замораживая породы, затем нагретый хладоноситель через отверстия 3 поступает в обратную трубу 2, поднимается вверх и направляется в испаритель. Затем цикл повторяется.

Работа колонки при замораживании пород нижней зоны.

Из полости между обсадной трубой 5 и трубами 1 и 2 хладоноситель отжимается до уровня на 10-15 м выше отверстий 3, кран 9 закрывается, кран 8 открывается. В питающую трубу 1 из испарителя подается хладоноситель, который поступает в колено 4, поднимается по обратной трубе 2, замораживая по пути породы, и возвращается в испаритель. Затем цикл повторяется.

При такой циркуляции хладоносителя внизу происходит интенсивное замораживание пород, а в верхей части замораживание осуществляется через слой сжатого воздуха, что значительно сокращает потери холода и предохраняет воздвигнутую в верхней части ствола крепь от разрушения.

Применение колонки согласно изобретению целесообразно при замораживании пород на большие глубины, например для

стволов Яковлевского месторождения, где глубина замораживания достигает 620 м и проявляются значительные деформации ледопородного ограждения.

При применении обычных V-образных колонок замораживание необходимо проводить на всю глубину. Как показали расчеты для этого потребуется 7 компрессоров типа ДАОН-35ОП, морозить 360 суток и израсходовать 2,97 млн. руб.

Применение предлагаемой колонки позволяет провести замораживание двумя зонами. Верхняя зона 270 м, нижняя 270- 620 м. При этом количество компрессоров замораживающей станции может быть уменьщено до щести, а стоимость замораживания сокращена на 2,97- 0,4 млн. руб.

Формула изобретения

Замораживающая колонка, включающая питающую и обратную трубы, соединенные коленом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности зонального замораживания пород, она снабжена обсадной трубой,. расположенной в верхней части питающей и обратной труб, которые размещены -внутри обсадной трубы, имеющей крышку и днище, а обратная труба выполнена с отверстиями, расположенными над днищем обсадной трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 382791, кл. Е 21 D 1/14, 1971.

2.Патент ГДР № 47003. кл. 5 с, 2, .опублик. 1966 (прототип).

/f-/l

Ul.2.

Фа,г. /