Способ термического укрепления грунта

Способ термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к строительстинститутву, в частности к укреплению лессовых и глинистых грунтов в стенках горизонтальных выработок путем термического их укрепления низкотемпературной плазмой, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что перед нагреванием грунта производят его увлажнение до степени ВоТажности, равной 0,6-0,7. Тепловой поток от генератора перемещают вдоль выработки периодически; Тепловой поток генерируют в виде низкотемпературной плазмы. Приводится математическая зависимость для определения скорости воздействия плазмы на грунт. 1 табл. 2 ил. оо 05 Ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 02 D 3/11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11, „д

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЬМ 4 : --. ф (21) 4068035/31-33 (22) 21.04.86 (46) 30.12.87. Бюл. № 48 (71) Московский текстильный институт им. А. Н. Косыгина (72) А. П. Юрданов, Г. П. Гусева и Ю. А. Юрданов (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 850802, кл. Е 02 D 3/11, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1081278, кл. E 02 D 3/11, 1981.

„„Я0„„1362779 А1 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА (57) Изобретение относится к строительстBv, в частности к укреплению лессовых и глинистых грунтов в стенках горизонтальных выработок путем термического их укрепления низкотемпературной плазмой, и направлено на повышение эффективности.

Это достигается тем, что перед нагреванием грунта производят его увлажнение до степени влажности, равной 0,6 — 0,7.

Тепловой поток от генератора перемещают вдоль выработки периодически: Тепловой поток генерируют в виде низкотемпературной плазмы. Приводится математическая зависимость для определения скорости воздействия плазмы на грунт. 1 табл. 2 ил.

1362779

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению лессовых и глинистых грунтов в стенках горизонтальных выработок путем термического их укрепления низкотемпературной плазмой. 5

Цель изобретения — повышение эффективности.

На фиг. 1 изображена выработка и укрепленный грунт, основное оборудование; на фиг. 2 — то же, разрез.

1О

Способ термического укрепления грунта осуществляется следующим образом.

Вначале образуют горизонтальную выработку 1 и устанавливают в ней крепление 2 разборного типа, затем в выработ- 15 ку 1 подают подвижный агрегат 3, включающий комплект, состоящий из компрессора 4, емкости 5 для газообразного во- . дорода, емкости 6 для воды и водяного насоса 7, кольцевого термогенератора 8 с диффузорами 9. После этого на участке действия струи 10 низкотемпературной плазмы 11 снимают крепление 2 и подают в кольцевой термогенератор 8 смеси газообразного водорода со сжатым воздухом, зажигают их запальником 12, например электрически, и формируют зону действия низкотемпературной плазмы 11, совмещая зоны 13 раскрытия потока плазмы на весь период размягчения грунта 14 в стенках 15 выработки 1 со скоростью воздействия плазмы, определяемой эмпирической зависи- 30 мостью (1)

%ВН < 312 где  — толщина размягченного грунта в стенке- выработки, м;

Н вЂ” — расстояние от термогенератора З5 до стенки выработки, м; — угол раскрытия потока плазмы при выходе из термогенератора; продолжительность периода воздействия плазмы, ч;

После этого агрегат 3 передвигают в новое положение и процесс повторяют. Перед воздействием плазмой 11 на грунт 14 его увлажняют до степени влажности

0,6 — 0,7 с помощью распылителя 16 и насоса 7 водой из емкости б. 45

Применение низкотемпературной плазмы из смеси газообразного водорода и сжатого воздуха позволяет ионизировать среду в области воздействия плазмы и при степени влажности грунта 0,6 — 0,7 - (грунт еще не полностью водонасыщен) и температуре плазмы 2400 — 2600 С, при скорости ее воздействия согласно (1) получить прогретую толщу грунта слоем 20 — 60 см. При этом достигается сокращение расхода тепла на теплоту плавления грунта.

Пример На строительной площадке осуществлялось термическое укрепление грунта в обделках двух подземных горизонтальных выработок в покровном суглинке со степенью влажности в природном состоянии 0,5.

Выработки 1 были образованы отрывкой экскаватором на базе трактора «Белорусь» с зачисткой профиля навесным приспособлением. Размер выработок 1: ширина

3 м, высота 6 м, в том числе высота арочного свода 2 м, толщина обделки 0,3 м.

Выработки 1 были закреплены креплением 2 из сборных плит. Агрегат 3 был смонтирован на тракторном прицепе и включал компрессор 4КС-2, 1,75 м, баллоны

5 для газообразного водорода, емкость 6 для воды и водяной насос 7 с двигателем Л-8-2, термогенератор 8 с диффузорами 9, размещенными от стенок 15 выработки 1 на расстоянии 1 м. Грунт увлажнялся до степени влажности 0,65, что проверялось непосредственным отбором проб.

Низкотемпературная плазма 11 формировалась с температурой 2500 С с расчетом совмещения ее струй 10 в зонах 13.

Размягчение грунта 14 в стенках 15 выработок 1 достигалось за 9,3 — 11 ч трехразовым перемещением агрегата 3 вдоль выработки 1. Одновременно обрабатывалась длина выработок в 2 м.

Результаты проверки способа и сравнение с известным способом приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить энергетические затраты на

16 — 21О с одновременным ускорением процесса в 1,4 в 1,6 раза. Способ применим и на других видах грунтов.

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта преимущественно в стенках выработки, включающий образование горизонтальной выработки, генерирование в ней теплового потока с температурой 2400 — 2600 С, нагревание до размягчения грунта в стенках выработки нормально направленным к ним тепловым потоком и перемещение последнего вдоль выработки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, перед нагреванием грунта производят его увлажнение до степени влажности, равной 0,6 — 0,7, перемещение теплового потока вдоль выработки ведут периодически, а генерирование теплового потока осуществляют в виде низкотемпературной плазмы со скоростью ее воздействия на грунт с определяемой из зависимости

%ВН 14 .В/2 где  — толщина размягчаемого грунта в стенке выработки, м;

Н вЂ” расстояние от термогенератора до стенки выработки, м;

Способ

Показатели

Известный

Вар. 1 Вар. 2

Объем -обделок выработок, м

25

Общая длительность процесса, ч

33

Общий расход тепла ИДж

120750 116000

140500

Показатели эффективности удельный расход тепловой энергии на обделку выработки,ИДж/м

4830

4640

5620 средняя скорость процесса м /ч

0,543

0,893 0,758

В

10 1г (Рыг. 1

Составитель А. Прямков

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 5956/! 9 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

1362779 — угол раскрытия потока плазмы при выходе из термогенератора; т — продолжительность периода воздействия плазмы, ч.