Способ намораживания льда для образования искусственного целика

Способ намораживания льда для образования искусственного целика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соц(иалистииеских

Республик (()) 661 1 1 7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.77 (21) 2438827/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

E 21 F 15/00

Гвсударствеиный квивтет

СССР по делам кэооретеиий и открытий (53) УДК 622.273..2 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (72) Авторы изобретения

В. И. Емельянов, Ю. А. Мамаев, Т. А. Айдла, P. H. Сальманов и В. Н. Брайко

Всесоюзный научно-исследовательский институ золота и редких металлов (?1) Заявитель (54) СПОСОБ НАМОРАЖИВАНИЯ ЛЪДА

ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ЦЕЛИКА

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с возведением искусствен. ных целиков в условиях вечной мерзлоты.

Известен способ намораживания льда для возведения искусственного целика, заклю5 чающийся в подаче в ограниченный объем выработанного пространства порций воды с последующим ее охлаждением холодным воздухом (1) .

Недостатками этого способа являются 1в большая продолжительность процесса намораживания и расход электроэнергии на принудительную подачу холодных масс атмосферного воздуха в горную выработку.

Кроме того, известен способ намораживания льда для образования искусственного целика в многолетнемерзлых грунтах, заключающийся в подаче порциями воды из резервуара, установленного не с дневной поверхности по подводящему каналу в ограниченный- объем выработанного пространства с последующим охлаждением ее до отрицательной температуры (2(.

Недостатком такого способа является большая продолжительность процесса превра щен и я воды в лед.

Цель изобретения — интенсификация процесса начораживания льда.

Это достигается теч. что предварительно заполняют ограниченный объем выработанного пространства, подводящий канал и резервуар незамерзающим теплоносителем с удельным весом меньше воды и с отрицательной температурой, затем теплоноситель вытесняют водой, поддерживая его температуру отрицательной.

На четреже изображена схема возведения искусственного целика, вертикальный разрез.

Способ основан на послойном намораживании ледяного массива путем теплообмена между наружным воздухом н водой вследствие циркуляции теплоносителя в системе.

Способ осуществляется следующим образом.

Резурвуар 1 размещают на дневной поверхности при отрицательной температуре воздуха над ограничеш(ым об.ьемоч выра66111

3 ботанного пространства емкостью 2. Резервуар 1 и емкость 2 сообщают между собой посредством подводящего канала 3, в качестве которого может служить скважина, труба вертикальная или наклонная горная

У

5 выработка.

Всю систему (от резервуара 1 до емкости 2) заполняют незамерзающим теплоносителем 4, например керосином, температуру которого поддерживают отрицательной.

При наличии разности температур в ре- 10 зервуаре 1 и емкости 2 возникает плотностная конвекция, т. е. циркуляция теплоносителя в системе.

В .резервуар 1 по трубопроводу 5 подают порцию воды. Вода, как более плотная чем теплоноситель, среда перетекает (опус- 15 кается) в емкость 2 и занимает объем 6.

При прохождении воды через теплоноситель и в результате теплообмена с ним вода охлаждается.

Одновременно теплоноситель в резервуаре 1 под действием атмосферного холода охлаждается, плотность его увеличивается и под действием силы тяжести более холодные и плотные массы теплоносителя опускаются в емкость 2, замораживая объем 6. 2s

Более легкие и менее плотные слои теплоносителя вытесняются в резервуар 1, где снова охлаждаются за счет холодного атмосферного воздуха. Тким образом, происходит циркуляция теплоносителя, в процессе которой промораживается слой залитой в емкость 2 воды.

Таким образом, кондуктивный теплообмен между холодным атмосферным воздухом и замораживаемым слоем воды ускоряется за счет конвекции теплоносителя.

Воду заливают порциями до тех пор, пока не будет заморожен весь объем возводимого ледяного массива. Оставшийся об.ьем теплоносителя вытесняется из канала в резервуар 1 посредством заливки в него воды, 40 и весь объем теплоносителя используется повторно.

Образованный искусственный массив может служить в качестве полной или частич7

4 ной закладки выработанного пространства шахт, опорного целика и для других целей.

Циркуляция теплоносителя в системе осуществляется автоматически и до тех пор, пока сохраняется разность температур в емкостях 1 и 2. При этом температура в резервуаре 1 должна быть ниже температуры в емкости 2.

Более интенсивную циркуляцию теплоносителя при необходимости можно осуществить принудительно, например, с помощью механизма.

Предлагаемый способ намораживания льда для образования искусственных целиков более эффективен, так как непосредственное прохождение воды через теплоноситель и интенсивная конвекция теплоносителя сокращают продолжительность и материальные затраты на их возведение.

Формула изобретения

Способ намораживания льда для образования искусственного целика в многолетнемерзлых грунтах, заключающийся в подаче порциями воды из резервуара, установленного на дневной поверхности по подводящему каналу в ограниченный объем выработанного пространства с последующим охлаждением ее до отрицательной температуры, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса намораживания льда, предварительно заполняют ограниченный объем выработанного пространства, подводящий канал и резервуар незамерзающим теплоносителем с удельным весом меньше воды и с отрицательной температурой, затем теплоноситель вытесняют водой, поддерживая его температуру отрицательной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 70123, кл. Е 21 F 15/00, 1944.

2. Антипов Н. А. и Дузеев Ю. Ф. Сооружение искусственных целиков при разработке полезных ископаемых в условиях вечной мерзлоты. — «Колыма», М 12, 1962, с. 3 — 4.

661117

Составитель Э. Руднева

Редактор С. Титова Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева

Заказ 2398/27 Тираж 656 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4