УСТРОЙСТВО АНКЕР-ГЕРМЕТИЗАТОРА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТАМПОНАЖНЫХ РАБОТ В ШАХТЕ

Полезная модель относится к области горного дела и может быть и может быть использовано преимущественно в шахтах угольной и горнорудной промышленности для нагнетания тампонажного раствора в трещиноватые породы, вмещающие изоляционные перемычки, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. свид. №417627.
В основном изобретении по авт. свид. №417627 описано устройство, используемое для тампонажа трещиноватых пород. Это устройство включает соосно установленные, анкер и герметизатор. Анкер выполнен полым и на конце имеет наружную резьбу для подсоединения нагнетательного шланга. Герметизатор состоит из корпуса, распорного винта, уплотнителя, конического кольца и натяжного механизма, включающего натяжную гайку, фланец, закрепленный на корпусе, подвижную втулку и тяги, соединенные одними концами с коническим кольцом, а другими - с подвижной втулкой. Для закрепления анкера в скважине устройство снабжено специальным приспособлением. (Авт. свид. СССР №417627, М. Кл. свид. 21 F 17/00/,1972).
Применение такого устройства при тампонажных работах не предотвращает вытекания раствора из скважины после извлечения устройства, причем наиболее интенсивный выход раствора обычно наблюдается из восходящих скважин. В результате этого часть раствора выходит обратно из пустот и крупных трещин в скважину, из нее - в выработку. Это приводит к некачественному тампонажу горных пород, вмещающих изоляционные перемычки.
Целью полезной модели является повышение качества тампонажа горных выработок, надежность устройства в целом.
Это достигается тем, что устройство анкер-герметизатора для производства тампонажных работ в шахте включает соосно установленные трубы, натяжной
механизм, коническую гайку с продольными выступами, фиксатор и эластичный уплотнитель, при этом на выходе конической крепежной гайки в шпур рабочей скважины закреплена на продольной оси стержня анкера эксцентрическая втулка раскрепления с установкой резинового защитного кольца, при этом при использовании анкер-герметизатора для тампонажных работ, особенно при возведении безврубовых перемычек длина анкера по углю выполнена большей длины, чем при его использовании по породе.
Предложенная совокупность отличительных признаков - такое конструктивное решение обеспечивает фиксацию положения монжеты эксцентрическая втулка, в момент нагнетания раствора и после извлечения анкера из скважины обеспечивает надежность в работе.
На фиг.1 изображен общий вид устройства с разрезами по А-А, по Б-Б и В-В, на фиг.2 изображена технологическая схема применения устройства для приготовления суспензий, тампонажного аппарата АТ-2 вместе с анкер-герметизатором АГ-2 (конструкции РосНИИГД).
Анкер-герметизатор предназначен для герметизации устья щпура при нагнетании тампонажных растворов в трещиноватые породы, вмещающие изоляционные перемычки, а также применяется при возведении безврубовых перемычек для скрепления их тел с вмещающими породами. Для нагнетания тампонажных растворов в трещиноватые породы достаточно 1ого анкера и 1ого герметизатора, при возведении же перемычек необходим соответствующий набор анкеров. По этой причине в комплект входят 16 анкеров, 16 защитных колец, 1 герметизатор и 1 поворотная рукоятка.
Анкер-герметизатор состоит из 3х основных частей: анкера, герметизатора и поворотной рукоятки. Анкер выполнен из полого стержня 5 и замка. Замок состоит из четырехперой гильзы 3 с зубчатыми выступами для надежного закрепления в шпуре; в прорези гильзы входят продольные выступы конической гайки 1. В основании гильзы находится свободно вращающаяся эксцентрическая втулка 4, позволяющая закреплять замок в любой части шпура. На хвостовой части стержня нарезана наружная резьба.
Герметизатор состоит из корпуса 10 закрепляемого на стержне распорным винтом 13, уплотнителя 3, конического кольца 7 и натяжного механизма, включающего в себя натяжную гайку 12 с подвижной втулкой 11, соединенной тягами 9 с коническим кольцом. Поворотная рукоятка 15 закрепляется с помощью свободно вращающейся эксцентрической втулки 14 в концевой части стержня. Для лучшего сцепления втулки с внутренней поверхностью стержня втулка выполнена с накаткой. Защитное кольцо 6 - резиновое.
Тампонажные работы производят следующим образом. Анкер закрепляют с помощью поворотной рукоятки в шпуре и надевают на стержень герметизатор так, чтобы уплотнитель располагался вблизи устья шпура. К стержню подсоединяют нагнетательный шланг раствороподающего устройства и нагнетают тампонажный раствор. Закончив подачу раствора, шланг отсоединяют, извлекают герметизатор и, вращая поворотную рукоятку в обратном направлении, освобождают анкер и извлекают его из шпура.
При сооружении безврубовой перемычки анкер закрепляют в одном из расположенных по ее периметру шпуров, надевают на стержень защитное кольцо, затем герметизатор. После того, как подача раствора закончена, герметизатор извлекают, а анкер остается в шпуре. Защитное кольцо, удерживая раствор в кольцевом пространстве шпура, способствует более прочному закреплению анкера. Аналогично обрабатывают остальные шпуры,
Технологическая схема (фиг.2) применения устройства для приготовления суспензии и аппарата тампонажного поясняется следующими позициями: 1 - пожарно-оросительный трубопровод; 2 - устройство для приготовления суспензии; 3 - анкер-герметизатор АГ-2; 4 - шпур; 5 - перемычка изоляционная; 6 - аппарат тампонажный с эластичной диафрагмой АТ-2; 7 - заливочная емкость; 8 - рукав подачи воды для приготовления суспензии; 9 - шахтная вагонетка; 10 - рукав нагнетательный.
Порядок схемы (фиг.2) применения следующий. В породах, вмещающих перемычку, бурятся шпуры 4. Число, глубина и расположение шпуров, а также расстояния между ними определяется степенью трещиноватости пород и сечением выработки. В вагонетке 9 навесным смесителем 2 приготавливается
специальный тампонажный раствор. В шпуре закрепляется анкер-герметизатор 3 и к нему подсоединяется нагнетательный шланг 10 от тампонажного аппарата 6. От пожарно-оросительного трубопровода 1 прокладывается шланг 8 подачи воды в тампонажный аппарат 6. Тампонажный раствор из вагонетки 9 в тампонажный аппарат подается с помощью заливочной емкости 7 через заливочную горловину 5. Нагнетание раствора прекращается при выдавливании его из массива или соседних шпуров, причем давление не должно превышать 0,5 МПа, что контролируется по манометру 14. При отсутствии пожарно-оросительного трубопровода у места ведения работ тампонажный раствор нагнетается сжатым воздухом из баллонов или газообразным азотом от подземного газификатора КАЭ-1, МИГ-0,3/1,6, "Зиминец-1" или КОМБИ (конструкции РосНИИГД) или ручным насосом 3.
и
При испытаниях оборудование схемы было использовано при тушении эндогенного пожара, возникшего на участке №8 по пласту "Горелый гор-108 " шахты "Центральная НПО УК "Прокопьевскуголь".
При этом определены основные технические данные устройства анкер-герметизатора для проведения тампонажных работ в шахте:
Техническая характеристика
Длина анкера, мм
по углю
1145
по породе
845
Длина герметизатора, мм.
340
Диаметр уплотнителя, мм.
44-48
Давление тампонажного раствора, Мпа (кгс/см<sup>2</sup>)
0,5-1,0. \tab(5-10)
Использование анкера
Многократное
разовое
Масса анкер-герметизатора, кг:
по углю
5,7
по породе
4,8
Использование герметизатора
Многократное
Применение устройства для приготовления суспензии, анкер-герметизатора АГ-2 и тампонажного аппарата АТ-2 при горноспасательных и профилактических работах позволяет значительно уменьшить трудозатраты на производство горноспасательных работ, утечки воздуха через горные породы, вмещающие изоляционные перемычки, что в свою очередь, способствует предотвращению эндогенных пожаров в отработанных участках или сокращению времени тушения изолированных пожаров.