Устройство для формирования полостей в твердеющем массиве

)5 Е 21 Р 15/00 ИЕ ИЗОБРЕТЕН И ВИДЕТЕЛ ЬСТЦ К КА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР,. (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССРМ 1465602, кл. Е 21 Р 15/02, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯПОЛОСТЕЙ В ТВЕРДЕЮЩЕМ МАССИВЕ (57) Изобретение относится к горному делуи может быть использовано при отработкеместорождений полезных ископаемых сис-.темами с твердеющей закладкой, Цель иэоИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке . месторождений полезнйх ископаемых системами с твердеющей закладкой,Известно устройство для формирования полостей в выработанном пространстве с твердующей закладкой, включающее оболочку из зластичйого. водонепроницаемого материала, охватывающую два продольных . троса; к которым оболочка прикреплена с помощью крепежных узлов, причем тросы с одной стороны концевыми петлями. надеты на крюки, размещенные на герметизирующей перемычке, а с другой прикреплены к грузам и перекинуты через блоки. Если полость выполняют большого удлинения, устройство включает поддерживающие поперечные тросы, размещенные под продольными тросами и укрепленные с помощью крюков, жесткие кольца, прикрепленные к верхнему продольному тросу. один конец которого зафиксирован на крю.,Ю 174597 б А 1 бретения - обеспечение герметичности формируемых полостей при минимальных материальных затратах. Для этого устройство выполнено в виде двух камер, одна иэ которых вложена в другую - внутренней иэ высокопрочного материала и наружной, причем внутреннюю камеру можно извлекать иэ наружной, оставляемой в твердеющем массиве и имеющей на торце на уровне ее днища технологический разъем с затвором, а внешняя поверхность наружной камеры снабжейа элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом, в качестве которых к ней прикреплены на гибких нитях сверху поплавки, а снизу - утяжелители, 2 3;п. ф-лы, 7 ил. С: ке, а другой перекинут через блок и соединен с грузом см., авт, св. М. 620636, кл. Е 21 Р 15/00).Устройство работает следующим обра- д зом. После заполнения выработанного пространства закладкой до уровня создания ф, полости через него в противоположную вы- (Л работку перебрасывают трос, с помощью которого оболочку с продольными тросами и кольцами, если они предусмотрены, натягивают в месте создания полости, Продольные тросы укрепляют с одной .стороны неподвйжно, например, на крюки, установленные в перемычке, а с другой стороны через натяжное устройство крепят к грузам. ф После установки оболочку заполняют жидкостью, гермЕтизируют и продолжают закладочные работы, При значительном удлинении формируемой полости под продольными тросами пропускают поперечные тросы для уменьшения провисания оболочки, а вдоль нее на одинаковом расстояниидля исключения искажений формы поперечного сечения получаемой полости размещают жесткие кольца в форме периметразаданной полости, прикрепленные к верхнему продольному тросу. Опалубку послесхватывания закладки и набора ею необходимой прочности извлекают,Недостатки данного устройства:- сложность и трудоемкость монтажакрепежных приспособлений в связи с большим количеством крепежных элементов,- повышенная материалоемкостьвследствие необходимости использованиятросов, жестких колец, грузов и блоков длякомпенсации всплывающих усилий, действующих на оболочку со стороны жидкой за-.кладки;- необходимость изготовления оболочки из эластичного и прочного материалавследствие больших нагрузок на нее, обусловленных действием выталкйвающих сил,Например, на оболочку с поперечным сечением 2 кв, м, заполненную водой, действуютвыталкивающие усилия, равные 2000 кг на 1пог. м длины оболочки;- невозможность использования .сформированной полости для размещения в нейжидкостей и газов в связи с ее негерметичностью,Известен способ формирования полости в твердеющем закладочном массиве,заключающийся в размещении в выработанном пространстве. эластичной емкости,подаче закладочного материала в выработанное пространство да уровня, превышающего нижнюю границу проектного контурабудущей выработки не менее чем на половину проектной высоты будущей выработки,заполнении емкости наполнителем до принятия ею заданной формы будущей выработки, герметизации линии стыковзаполненной емкости и затвердевшейзакладки, подаче закладочного материала до полного заполнения выработанного пространства (см. авт. св, М 1465 БО 2,кл. Е 21 Р 15021,Этот способ реализуют с помощью устройства, включающего трос, переброшенный через выработанное пространство изакрепленный в кровле выработки анкерами, эластичную емкость, подвешенную на. трос, фалы, с помощью которых емкость перемещают по тросу в проектное положение,подводящие и отводящие шланги и аппаратуру контроля, присоединенные к емкости,с помощью которых наполнитель подают вемкость и удаляют из нее и контролируютдавление наполнителя внутри емкости.устройство действует следующим образом. После отработки запасов полезного ископаемрго в пределах камеры через выработанное пространство (ВП) перебрасываюттрос, который фиксируют в кровле выработки анкерами, На трос за пределами ВП под 5 вешивают эластичную емкость в свернутомсостоянии, С помощью фалов, переброшенных через ВП, емкость по тросу перемещают в проектное положение, присоединяют кней подводящие и отводящие шланги, а так 10 же аппаратуру контроля. После возведениязакладочных перемычек начинают подачузакладочного материала в ВП до уровня,превышающего нижнюю границу проектного контура будущей выработки на величину15 не менее половины проектной высоты будущей выработки, Непосредственно после остановки подачи закладочного материала вемкость подают наполнитель до принятияею заданной формы проектируемой выра 20 ботки. После схватывания закладочногомассива герметизируют линию стыка заполненной емкости и затвердевшей закладки.Затем извлекают трос и подают закладочный материал до полного заполнения выра 25 ботанного пространства. После наборазакладочным массивом прочности сливаютнаполнитель и извлекают емкость для повторного использования.Недостаток данного устройства - невозЗО можность использования сформированнойс его помощью полости в качестве резервуара для временного размещения или длительного хранения в ней жидкостей и газовв связи с тем, что стенки полости негерме 35 тичны.Цель изобретения - обеспечение герметичности формируемых полостей при минимальных материальных затратах,Поставленная цель достигается тем, что40 в устройстве для формирования. полостей втвердеющем массиве, включающем закрепленную на тросе эластичную емкость с фа-.лами, шлангом и аппаратурой контроля,эластичная емкость выполнена из двух ка 45 мер, одна из которых вложена в другую свозможностью извлечения внутренней изнаружной, При этом внутренняя камера выполнена из высокопрочного материала, анаружная имеет технологический разъем с50 затвором, ее внешняя поверхность снабжена элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом. В качестве элементов для сцепления емкости с твердеющиммассивом к внешней поверхности наружной55 камеры прикреплены на гибких нитях сверху поплавки, а снизу - утяжелители. С целью снижения затрат на извлечение внутренней камеры из наружной путем удаления наполнителя из внутренней камеры за счет собственной масссы, технологический разъем сдвух камер, однаиз которых вложена в другую с возможностью. извлечения внутренней из наружной, позволяет разделитьфункции, выполняемые в данном случае 10 15 20 уровне ее днища позволяет удалять напол-. 45 нитель из внутренней камеры и извлекать ее беэ привлечения вспомогательных средств (насосов, лебедки и т.д.), а также обеспечивать целостность наружной каме 50 55 затвором размещен на торце наружной камеры на уровне ее днища.Укаэанные отличия характеризуют соответствие предлагаемого технического решения критериям "новизна".Выполнение эластичной емкости в виде эластичной емкостью; внутренняя камера, выполненная из высокопрочного герметичного материала, обеспечивает контур формируемой полости, а наружная герметизацию ее стенок. Таким образом, внутренняя камера, которая воспринимает нагрузки, возникающие при формировании полости; является груэонесущей, в то время как в ранее известных конструкциях груэонесущей является наружная, негерметичная камера. За счет этого обеспечивается возможность извлекать и повторно использовать грузонесущую камеру, а наружную, не извлекаемую из твердеющего массива, камеру. изготавливать из недорогих, мало- прочных герметичных пленочных материалов, например полиэтилена,Выполнение внутренней камеры из высокопрочного материала позволяет за счет подачи в нее наполнителя сохранять контур формируемой полости до окончания твердения массива и обеспечить занятие емкостью проектного положения путем обеспечения ее плавучести в твердеющем материале, находящемся в жидкой фазе,Выполнение наружной камеры с внешней поверхностью, снабженной элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом, позволяет обеспечить герметичность сформированной полости и предотвратить отслоение наружной герметичной камеры от твердеющего массива.Размещение технологического разъема с затвором на торце наружной камеры на ры.Заявителю не известно использование указанных отличительных признаков в аналогичных технических решениях, что дает основание считать предложение соответствующем критерию "существенные отличия".На фиг. 1 изображена емкость в статическом положении, размещенная в выработанном пространстве; на фиг. 2 - узел . на фиг, 1; на фиг. 3 изображена наполненная емкость при достижении твердеющим мате 25 30 35 40 риалом уровня, равного половине проектной высоты будущей полости; на фиг, 4 изо-. бражено положение емкости при полном заполнении выработанного пространства; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг, 6 изображена сформированная полость; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 6.В статическом положении (фиг. 1) устройство для формирования полостей в твердеющем массиве представляет собой расположенную в выработанном пространстве на тросе 1, зафиксированном в кровле выработки анкерами 2, эластичную емкость из двух камер - наружной 3 из герметичного материала, например из полиэтиленовой пленки в виде рукава, оба конца которого загерметизированы: один на технологическом разъеме 4, закрывающемся затвором 5 (фиг. 2), а другой - 6 - одним из известных способов, например с помощью сварки, и внутренней 7, вложенной в наружную и представляющей собой герметичную емкость из высокопрочного материала, например резины, имеющую в нижней. торцовой части разъемы для соединения ее с шлангом ,8 и аппаратурой контроля (манометром) 9. При этом технологический разъем 4 с затвором 5, через который пропущены шланг 8 и патрубок манометра 9, размещен на торце наружной камеры на уровне ее днища. Кроме того, наружная камера снабжена элементами для сцепления емкости с твердеющим массивом, представляющими собой прикрепленные, напрймер с помощью сварки, к ее внешней поверхности (фиг. 5) на гибких нитях 10 сверху поплавки 11, а снизу - утяжелители 12,Устройство работает следующим образом. Через выработанное пространство перебрасывают трос 1, который фиксируют в кровле выработки анкерами 2. На трос за пределами выработанного пространства подвешивают эластичную емкость, выполненную из двух камер - наружной 3, у которой один конец - 6 - предварительно загерметизйровач одним из известных способов, например, с помощью. сварки, и внутренней 7, С помощью фалов, переброшенных через выработанное пространство, емкость по тросу перемещают в проектное положение; После возведения изолирующих перемычек 13 в одной из них на уровне днища наружной камеры монтируют технологический разъем 4, на котором герметизируют другой конец наружной камеры 3. К внутренней камере 7 присоединяют шланг 8 и манометр 9, после чего технологический разъем 4 закрывают затвором 5,По окончании монтажа устройства, выполняемого в вышеизложенном порядке, ввыработанное пространство подают твер- ней 7 камер, а также сетку 10 крепления деющийматериал 14, Придостижении твер- нитей выбирают такими, что при снятии с деющим материалом, находящимся в эластичной емкости нагрузок, возникающих жидкой фазе, уровня почвы формируемой за счет избыточного давления наполнителя, полости, во внутреннюю камеру 7 одновре в наружной камере не возникают усилия, менно с подачей в выработанное простран- способные оторвать участки камеры, распоство твердеющего материала начинают по ложенные между точками крепления нитей, шлангу 8 подавать наполнитель 15 (воду), от массива.При этом наполнитель подают таким обра- Таким образом в твердеющем массиве зом, что к моменту прекращения подачи 10 17 формируют полость 18, внутренняя поего материала, когда последний верхность которой за счет расположения вв 17 достиг уровня, превышающего уровень по- ней камеры 3, связанной с массивом чвы формируемой полости на величину, рав- . герметична (фиг. 6, 7), На технологический ную половине проектной высоты будущей разъем надевают герметизирующую крыш- полости, внутренняя камера 7 была полно ку 19, которая имеет разъемы и устройства, стью наполнена водой так, что эластичная позволяющие подавать под давлением в. емкость приняла заданную форму (фиг. 3). сформированную полость жидкости и газы,Так как соотношение объемных масс на-. а также извлекать их при необходимости, полнителя 15 (воды) и твердеющего матери- За счет герметизации стенок формируеала 14 равно 1:2, емкость погружается в 20 мой полости с целью размещения в послед- жидкий твердеющий материал на половину ней жидкостей и газов достигаются проектной высоты будущей полости и зани- основные преимущества предложенногоусмает проектное положение. Находящиеся в тройства.нижней части наружной камеры 7 утяжелители 12 за счет собственной массы погружа Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ются в жидкий твердеющий материал и 1, Устройство для формирования полостей, в твердеющем массиве, включающееПосле схватывания твердеющего мас- закрепленную на тросе эластичную емкость сива герметизируют линию 16-16 заполнен- с фаламй, шлангом и аппаратурой контроля, ной емкости и затвердевшей закладки 17 30 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью одним из известных способов, например за обеспечения герметичности формируемых счет дополнительной подн подачи наполнителя полостей при минимальных материальных 15 во внутреннюю камеру 7 до создания в затратах, эластичная емкость выполнена из ней избыточного давления, Трос 1 извле- двух камер, одна из которых вложена в друкают и подают твердеющий материал до 35 гую с возможностью извлечения внутрен- полного заполнения выработанного про- ней из наружной, при этом внутренняя странства, Находящиеся в верхней части камеравыполненаизвысокопрочногоматенаружнои камеры попл7 поплавки 11 за счет вы- риала, а наружная имеет технологический талкивающих усилий, действующих на них разъем с затвором, при этом ее внешняя со стороны жидкого твердеющего материа поверхность снабжена элементами для ла 14, всплывают и натягивают гибкие нити сцепления емкости с твердеющим масси (фиг. 4, 5). вом,После набора твердеющим Массивом 2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е епрочности по шлангу 8 сливают наполни- ся тем,что в качестве элементов для сцептель 15, снимают с технологического разь ления емкости с твердеющим массивом к ема 4 затвор 5, отсоединяютот внутренней внешней поверхности наружной камеры камеры 7 шланг 8 и манометр 9, внутрен- прикреплены на гибких нитях сверху понюю камеру 7 извлекают через технологиче- плавки, а снизу - утяжелители.ский разъем 4 для повторного 3. Устройство.по и. 1, о т л и ч а ю щ е еиспользования, При этом наружная камера 50 с я тем, что, с целью снижения затрат на 3 от. массива 17 не отслаивается, так как извлечение внутренней камеры из наружпоплавки 11 иутяжелители 12,соединенные ной путем удаления наполнителя из внут- посредством атянутых нитей 10 с наруж- ренней камеры за счет собственной маесы, ной камерой, зафиксированы в твердеющем технологический разъем с затвором размемассиве. Кроме того, для предотвращения 55 щен на торце наружной камеры на уровне отслоений размеры наружной 3 и внутрен- ее днища,1745976 Ргг Составитель Н.ЧертоваТехред М,Моргентал Редактор Г,федотов Коррект сауле роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. У л, Гагарина аказ 2375 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5