Способ замораживания проницаемых горных пород
Патент 697724
Авторы
Классы МПК
Способ замораживания проницаемых горных пород
Иллюстрации
Реферат
Союз Советсиик
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено160977 (2!) 2527178/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 15.1179. Бюллетень М 42
Дата опубликования описания 151179
Ж
/б (51)М. Кл.
Е 21 D 1/14
Государственный комнтет
СССР по делам нэобретеннй н открытий (53) УДК624,1 9 (088. S> (72) Авторы
ИЗОбPe™ A Н. Снарский, А, И . Михельман и В, В. Говдун (71) Заявитель
Ивано-Франковский институт нефти и газа (5 4 ) СПОСОБ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ПРОНИ ЦАЕИЫХ
ГОРНЫХ ПОРОД
Изобретение относится к строительству подземных сооружений и может быть применено при создании водонепроницаемык перемычек в карьерах и котлованах, например при строи. тельстве электростанций, промышленных сооружений, при разработке обводненных полезных ископаемых.
Известен способ локального замораживания горных пород, в котором с целью интенсификации процесса теплообмена жидкий хладагент разбрыэгивают в рабочей зоне колонки, а пары хладагента удаляют путем отсоса (1).
Недостатком этого способа является то, что интенсификация процесса теплообмена при применении этого способа происходит в зоне колонок, поэтому существенного уменьшения количества замораживающих скважин при замораживании большого объема горных пород не произойдет, кроме того, способ отличается сложной технологией.
Известен также способ замораживания горных пород при проходке шахтных стволов, в котором для снижения температуры гтород в районе замораживания или в процессе замораживания через замораживающие скважины или через специально закладываемые для этой цели скважины в породы нагнетается холодная вода, оттесняющая содержащуюся в породах воду с повышенной температурой (2), Недостатком этого способа является то, что он может быть эффективным только при высоких температурах горных пород. При применении известного способа большое количество тепла при замерзании воды и снижении температуры пород и льда ни15 же 0 С отбирается только через стенки замораживающих скважин, что снижает скорость замораживания.
Применение замораживающих скважин, в которых замораживание пород происхо"
20 дит равномерно вокруг ствола, во многих случаях приводит к ненужному расходу большого количества холода, например при создании водонепроницаемых экранов, толщина которых
2э должна, быть не больше 10-15 см.
Цель изобретения — повышение скорости и снижение стоимости замораживания проницаемых горных пород.
Поставленная цель достигается
30 тем, что в проницаемые породы перед
Э"
697724
Формула изобретения
Составитель Л. Черепенкина
Заказ 6553/11 Тираж 657 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва Ж-35 Ра ская "+0 ° i д. 4 5
Филиал IlIIIl Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нагнетанием охлаждающей жидкости заканчивают опережающую жидкость, после чего создают циркуляцию путем отсоса жидкости через соответствующие для этого скважины при одновременном нагнетании охлаждающей жидкости, при этом опережающая и охлаждающая жидкости нерастворимы в воде.
Замораживание горных пород осуществляется следующим образом.
Опережающая жидкость, нерастворимая в воде при температуре выше
0 С, под давлением нагнетается чео рез определенные скважины в проницаемые породы, Одновременно начинается отбор жидкости с пород через остальные скважины, поэтому движение нагнетаемой жидкости и оттесняемой йоды направлено к этим скважинам. Затем нагнетают охлаждающую жидкость в проницаемые поро- 20 ды, которая движется по поровым каналам, где была опережающая жидкость.
Отбор жидкости из пород продолжается на протяжении всего процесса замораживания. Циркуляцией охлаждаю- 25 щей жидкости в поровых каналах проницаемых пород между соответствующими скважинами замораживают необходимый объем горных пород. Скважины для нагнетания и отбора жидкос- 3() тей располагают. так, чтобы потери охлаждающей жидкости в пороцах были минимальные.
Процесс замораживания пород вокруг ствола скважин путем введе- 35 ния в проницае <ые породы охлаждающей жидкости осуществляется на большом расстоянии от скважин и за сравнительно короткое время. Количество замораживающих скважин сокращает 40 ся и расстояние между скважинами зависит в основном от проницаемости пород, вязкости эаканчиваемых жидкостей и величины разницы между давлением нагнетания и отбора жидкости и пород. для замораживания пород 45 охлаждающей жидкостью используют как хладагент. так и хладоноситель.
Опережающая жидкость при температуре замораживания должна свободно вытесняться охлаждающей жидкостью.
Обе жидкости должны быть нерастворимы в воде и при соприкосновении с замороженным грунтом не оттаивать его.
Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что для замораживания пород требуется меньшее количество скважин по сравнению с количеством скважин, необходимых для отбора тепла из.пород только через стенки скважин ° Охлаждение пород производится за короткое время.
При создании водонепроницаемых ледогрунтовых перемычек B проницаемых горных породах уменьшается количество замораживающих скважин и эффективнее используется холод.
Способ замораживания проницаемых горных пород, включающий нагнетание охлаждающей жидкости в проницаемые породы через соответствую-, щие для нагнетания скважины, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения скорости замораживания и снижения его стоимости, в проницаемые породы перед нагнетанием охлаждающей жидкости заканчивают опережающую жидкость, после чего создают циркуляцию путем отсоса жидкости через соответствующие для этого скважины при одновременном нагнетании охлаждающей жидкости, при этом опережающая и охлаждающая жидкости нерастворимы в воде.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 559020, кл. Е 21 Л 1/14, 1976.
2. Авторское свидетельство С<,",СР
9 117243, кл. Е 21 D 1/12, 1958 (прототип) .