Способ термического укрепления грунта

 

Изобретение относится к области строительства на глинистых и лессовых грунтах с укреплением их термическим воздействием и направлено на повьппение производительности. Это достигается тем, что в скважине после бурения выполняют уширение. Грунт в скважину подают с замедпением скорости его падения на участке, расположенном до уширения. Начало факела размещают на уровне верха уширения. Нагревание грунта до его плавления производится при температуре, равной 2000- 2600°С. Обеспечиваются повьшение производительности в 1,4 - 1,8 раза и снижение энергозатрат на 28 - 36%. 1 табл., 1 ил. со 01 о ю СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1350251 (51) 4 E 02 П 3/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4069681/31-33 (22) 21.04.86 (46) 07.11.87. Бюл. Р 41 (71) Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина (72) А.П.Юрданов (53) 624.138.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 538094, кл. Е 02 D 3/11, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 726262, кл. E 02 D 7/00, 1978. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства на глинистых и лессовых грунтах с укреплением их термйческим воздействием и направлено на повышение производительности. Это достигается тем, что в скважине после бурения выполняют уширение. Грунт в скважину подают с замедлением скорости

его падения на участке, расположенном до уширения. Начало факела размещают на уровне верха уширения. Нагревание грунта до его плавления производится при температуре, равной 20002600 С. Обеспечиваются повышение производительности в 1,4 — 1,8 раза и снижение энергозатрат на 28 — 36X.

1 табл., 1 ил.

1350251

Изобретение относится к строитель— ству на глинистых и лессовых грунтах с укреплением их термическим воздействием.

Цель изобретения — повышение производительности.

На чертеже изображена технологическая схема осуществления способа.

Способ осуществляют следующим образом. .Вначале бурят скважину 1, образуют в ней уширение 2, где размещают начало факела 3 известным приспособлением, а.выше размещают наклонные 1 рассекателя 4 для замедления скорости свободного падения грунта 5. Затем устанавливают на скважину 1 затвор

6 с устройством для сжигания высококалорийного топлив а, например, г аз ообр аз- 20 ного водорода, и трубопроводом 7 подачи грунта 5 в скважину 1. Затем генерируют в скважине тепловую энергию сжиганием горючей смеси из газообразного водорода и сжатого воздуха,, подают в скважину 1 грунт 5 и формируют факел 3 напротив полости уширения 2 скважины 1. Грунт 5 по трубопроводу 7 падает и, попадая на рассекатели 4, замедляет свое движение 30 и в верхней части уширения 2 входит в факел 3, где нагревается ниэкотемпературной плазмой из сжигаемого гаэообразного водорода от 2000 до

2600 С и расплавляется. Этот процесс продолжают, пока нижняя активная 8 часть факела 3 низкотемпературной плазмы не находится от поверхности

9 расплава 10 на расстоянии, определяемом соотношением, что соответству- 40 ет температуре начала расплава грунта 5 где А — опытный масштабный коэффициент, м ;

Т вЂ” максимальная температура плазмы в нижней части факео лар С 50

Т вЂ” расчетная температура плавления грунта, C.

Затем нижнюю 8 часть факела 3 поц— нимают, укорачивая длину факела 3 изменением параметров подачи газообразного водорода и сжатого воздуха, и процесс продолжают, пока поверхность 9 расплава 10 грунта 5 не достигает проектной отметки 11, Грунт

5 в трубопровод 7 подают из бункера

12 свободным падением беэ предварительного осушения, в состоянии естественной влажности.

Предлагаемый способ позволяет создать факел температурой в два раза большей, увеличить E.ðoèsâoäèòaëüíoсть температурного на грунт воздействия до 3 — 5 мин.

Уширение 2 скважинь. i исключает интенсивное стекание грунта со .те-. нок скважины при постоянном воздействии на них высокой температуры.

Обеспечивается возможность образования факела плазмы.

Пример. На строительной площадке осуществляют термическое укрепление шести массивов грунта, двух по известному и четырех по предлагаемому способам. Скважины 1 пройдены установкой ЛБ-50 на глубину 5 и 10 м, уширения 2 выполнены приставками-уширителями к ЛБУ-50 . Направляющие рассекатели 4 располагают в четырех о уровнях с чаклоном их около 45 так, чтобы грунт 5 из трубопровода 7 на предварительно смонтированном затворе 6 постепенно падал с одного рассекателя 4 на другие и попадал в факел 3 с минимальной скоростью. При этом восходящий поток тепла от факела 3 температурой 2000 и 2600 С всесторонне прогревает частицы грунта, вначале испаряя содержащуюся в нем влагу, а затем расглавляя частицы.

По мере заплавления скважины 1 грунтом 5 нижняя часть факела 3 поднимается над поверхностью 9 расплава 10 путем изменения режима образования плазмы. Скважина 1 заплавляется грунтом до проектной отметки 11. Параметры процесса и результаты приведены в таблице(при этом сжигают жидкое топливо теплотой горения 42 МДж/кг— по известному и газообразный водород теплотой горения 3?О МДж/кг — по предлагаемому способам1.

Таким образом, предлагаемый спо-. соб позволяет повысить производительность в 1,4? — 1,76 раз с одновременным сокращением энергозатрат на 28—

36Х, формула изобретения

Способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, сжигание в ней горючих смесей с обра1350251

Показатели

Способ укрепления

Предлагаемый

Известный

2 (3 (4

5 (6

Глубина скважины, м !

Глубина заплавления, м

10 Количество уширений

Максимальная температура факела, С 2600 2000 2600 2000

1400 l?00

Температура плавления грунта, С

1200

1200 1200 1200

1200 1200

1,0 0,9

0,6

0,l

21

23 37

7240 15210 15975

8800 . 20745

Объем укрепленного грунта, м

2 4,5 4,5

2 4,5

Удельная длительность процесса, ч/м

8 4,67 5,78

ll 50 8,22

Удельный расход тепловой энергии, МДж/м

4400 4610

3440 3620 3380 3550 зованием факела, введение в скважину „ свободным падением грунта с естественной влажностью, нагревание грунта до его плавления, постепенное заполнение скважины расплавленнйм грунтом с соответствующим сокращением длины факела, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, после бурения скважины произI

Расстояние факела от поверхности расплава, м 1,5

Общая длительность процесса укрепления грун-:. та, ч 14

Общий расход тепла, МДж 6880

4 водят образование в ней уширения, а во время введения в скважину грунта осуществляют замедление скорости его падения на расположенном до уширения участке, причем начало факела размещают на уровне верха уширения, а нагревание грунта до его плавления ведут при температуре, равной 2000—

2600 С.

1350251

Составитель A. Прямков

Редактор Н. Рогулич Техред Л.Сердюкова

Корректор Н, Король

Заказ 5234/28

Тираж б07 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

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

)