PL194189B1 - Sposób wprowadzania materiałów podsadzkowych do pustek po wyrobiskach górniczych oraz zestaw urządzeń do realizacji tego sposobu - Google Patents

Abstract

Sposób wprowadzania materiałów podsadzkowych do pustek po wyrobiskach górniczych, obejmujący podawanie suchych i płynnych składników zaczynu podsadzkowego przez otwór wiertniczy, znamienny tym, że do pustki dostarcza się grawitacyjnie przy pomocy podajnika dozującego przynajmniej jeden stały składnik (A) zaczynu, który w wypełnianej pustce przed opadnięciem na jej dno poddany jest działaniu przynajmniej jednego promieniowo skierowanego strumienia płynnego nośnika (B), korzystnie stanowiącego środek gaśniczy, przy czym przewód wiertniczy (1) korzystnie podciąga się w czasie operacji ku górze pustki.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wprowadzania materiałów podsadzkowych do pustek po wyrobiskach górniczych oraz zestaw urządzeń do realizacji tego sposobu.

Pustki po nieczynnych wyrobiskach górniczych, z uwagi na ochronę powierzchni oraz znajdujących się na niej budowli, a także środowiska naturalnego, powinny być niezwłocznie zabezpieczane poprzez wypełnienie.

Dotychczas zwykle wykonywano tę operację na drodze wtłaczania grawitacyjnego lub pod ciśnieniem przez uprzednio wywiercone otwory wiążących lub niewiążących zaczynów wodnych o określonym składzie i własnościach technologicznych, przygotowywanych porcjami. Zaczyny zawierały często takie materiały, jak piasek, cement, pyły dymnicowe i mogły być podawane grawitacyjnie lub też za pomocą agregatów cementacyjnych albo specjalnych głowic mieszających.

W praktyce, w celu uzyskania odpowiednich własności wytrzymałościowych wypełnienia, dążono do wtłaczania zaczynów o dużej gęstości i ograniczonej płynności, o konsystencji zbliżonej dopasty. Materiał taki zwykle miał tendencję do gromadzenia się w okolicy wylotu rury, przez którą prowadzono wtłaczanie, oraz do rozprzestrzeniania się w sposób niekontrolowany w pustce, co powodowało konieczność odwiercania szeregu otworów. Jednocześnie dotychczas znane sposoby wymagały wcześniejszego przygotowania zaczynu w specjalnych mieszalnikach poprzez zmieszanie wody i składników stałych oraz transportowania tego zaczynu do wyrobiska.

W sposobie według wynalazku do pustki po wyrobisku górniczym dostarcza się przy pomocy podajnika dozującego przynajmniej jeden stały składnik zaczynu, który w wypełnianej pustce przed opadnięciem na jej dno poddany jest działaniu przynajmniej jednego promieniowo skierowanego strumienia płynnego nośnika. Szczególnie korzystną efektywność sposobu według wynalazku uzyskuje się, gdy płynny nośnik podaje się z szeregu dysz, rozmieszczonych na pobocznicy czołowego odcinka przewodu wiertniczego. Korzystnie również, gdy płynny nośnik stanowi sprężony gaz i/lub woda i/lub zaczyn wiążący, które mogą pełnić jednocześnie rolę środka gaśniczego. Dobrą jakość wypełnienia uzyskuje się, gdy przewód wiertniczy podciąga się w czasie operacji ku górze pustki.

Granulacja stałego składnika może być dowolna i uwarunkowana jest ona jedynie konstrukcją podajnika. W razie potrzeby stały składnik można poddać wstępnemu rozdrabnianiu.

W sposobie według wynalazku wysokoenergetyczny strumień płynnego nośnika natrafia na spadające swobodnie z podajnika ziarna stałego składnika i, przekazując im część swojej energii, powoduje ich promieniowe rozrzucenie na znaczną odległość, większą od promienia rozrzutu przy znanym, grawitacyjnym spadaniu. Mieszanie składników wypełnienia dokonuje się w pustce, co nie stwarza zagrożenia związania zaczynu wiążącego w przewodzie i pozwala umknąć zapylenia powierzchni. Sposób według wynalazku pozwala wyeliminować operację mieszania składników zaczynu wypełniającego w specjalnym mieszalniku. Sposób według wynalazku daje możliwość dokładnego wypełniania pustek przy zredukowanej znacznie ilości koniecznych otworów wiertniczych.

W przypadku zastosowania nośnika o własnościach gaśniczych sposób według wynalazku umożliwia jednoczesne wykonywanie operacji podsadzania pustki i gaszenia ewentualnego pożaru.

Sposób według wynalazku realizować można przy pomocy zestawu urządzeń, stanowiącego również przedmiot wynalazku.

Zestaw urządzeń do wprowadzania materiałów podsadzkowych do pustek po wyrobiskach górniczych sposobem według wynalazku obejmuje przewód wiertniczy z wewnętrznym osiowym kanałem, zaopatrzony w górnej części w podajnik śrubowy i wyposażony w umieszczone na pobocznicy czołowego odcinka przewodu wiertniczego dysze połączone z kanałem, do którego od góry doprowadzone jest wyjście pompy i/lub sprężarki płynu nośnego, przy czym podajnik śrubowy posiada zewnętrzny lej zasypowy, nad którym umieszczone jest urządzenie rozdrabniające stały składnik.

Zestaw urządzeń według wynalazku przedstawiony jest schematycznie w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, który ukazuje go w stanie zabudowanym w wykonanym otworze wiertniczym.

Zestaw urządzeń według wynalazku obejmuje przewód wiertniczy 1 z wewnętrznym osiowym kanałem, zaopatrzony w górnej części w podajnik śrubowy 2 i wyposażony w umieszczone na pobocznicy czołowej części dysze 3 połączone z kanałem. Przewód wiertniczy 1 zabudowany jest w wiertnicy 4 samobieżnej. Stały składnik A podawany jest z urządzenia rozdrabniającego 5 do leja zasypowego 6 połączonego w otworem wiertniczym, w którym umieszczony jest przewód wiertniczy 1. Kanał przewodu wiertniczego 1 zasilany jest płynnym nośnikiem B, podawanym z pompy i/lub sprężarki 7 pod wysokim ciśnieniem. Strumień płynnego nośnika B wyrzucany jest z obracających się wraz

PL 194 189 B1 z przewodem wiertniczym 1 dysz 3 w czołowej części przewodu wiertniczego 1, gdzie oddziałuje na spadające grawitacyjnie cząstki składnika stałego A przemieszczane w dół otworu wiertniczego przez podajnik śrubowy 2, powodując ich rozrzucenie.

Z uwagi na to, że podajnik śrubowy 2 oraz dysze 3 zlokalizowane są na wspólnym przewodzie wiertniczym 1, wydajność podsadzania jest wprost proporcjonalna do prędkości obrotowej podajnika śrubowego 2. Dzięki możliwości stosowania zmiennej prędkości obrotowej oraz zmiennej prędkości podciągania przewodu wiertniczego 1w połączeniu z regulowanym, odpowiednim ciśnieniem nośnika B, w porównaniu do znanych metod uzyskuje się dokładne wypełnienie pustki na znacznie większej przestrzeni.

Zestawem urządzeń według wynalazku przeprowadzono operacje wypełniania pustki po wyrobisku górniczym. W tym celu po odwierceniu otworu wiertniczego i dojściu czoła przewodu wiertniczego 1 do dna pustki do uruchomionego urządzenia rozdrabniającego 5 podano składnik suchy A w postaci kruszywa mineralnego i ponownie włączono wiertnicę 4. Kanał przewodu wiertniczego 1 zasilono nośnikiem B, w tym przykładzie wykonania - wodą z pompy ciśnieniowej 7. W czasie prowadzenia operacji przewód wiertniczy 1 podciągano w otworze wiertniczym z umiarkowana prędkością. Wefekcie uzyskano całkowite wypełnienie cylindrycznej pustki o promieniu około 15 m materiałem podsadzkowym (A + B).

W innym przykładzie wykonania wynalazku zamiast wody jako nośnika B użyto sprężonego powietrza, podawanego ze sprężarki 7. W efekcie uzyskano wypełnienie pustki suchym materiałem podsadzkowym.

Claims (3)

1. Sposób wprowadzania materiałów podsadzkowych do pustek po wyrobiskach górniczych, obejmujący podawanie suchych i płynnych składników zaczynu podsadzkowego przez otwór wiertniczy, znamienny tym, że do pustki dostarcza się grawitacyjnie przy pomocy podajnika dozującego przynajmniej jeden stały składnik (A) zaczynu, który w wypełnianej pustce przed opadnięciem na jej dno poddany jest działaniu przynajmniej jednego promieniowo skierowanego strumienia płynnego nośnika (B), korzystnie stanowiącego środek gaśniczy, przy czym przewód wiertniczy (1) korzystnie podciąga się w czasie operacji ku górze pustki.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płynny nośnik (B) podaje się z szeregu dysz (3), rozmieszczonych na pobocznicy czołowego odcinka przewodu wiertniczego (1).

3. Zestaw urządzeń do wprowadzania materiałów podsadzkowych do pustek po wyrobiskach górniczych, obejmujący przewód wiertniczy z wewnętrznym osiowym kanałem, wyposażony wumieszczone na pobocznicy czołowego odcinka dysze połączone z kanałem, znamienny tym, że przewód wiertniczy (1) zaopatrzony jest w górnej części w podajnik śrubowy (2), który posiada zewnętrzny lej zasypowy (6), nad którym umieszczone jest urządzenie rozdrabniające (5), przy czym do kanału przewodu wiertniczego (1) doprowadzone jest wyjście pompy i/lub sprężarki (7).