Способ рекультивации котлованов в условиях вечной мерзлоты

 

1. СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ КОТЛОВАНОВ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТБ1, включающий заполнение выработанных пространств и планировку отвалов , отличающийся тем, что, с целью снижения затрат, котлованы в холодный период заполняют водой и с образованием устойчивого ледяного покрова осуществляют послойное намораживание ледяного массива, на который затем наносят термойзолирующий слой вскрышных потенциально плодородных грунтов мощностью, в целях термоизоляции ледяного массива, превышающей максимальную глубину сезонной оттайки этих грунтов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем. что мощность термоизолирующего слоя вскрышных потенциально плодородных грунтов определяют по формуле Н (л) г л in Г ) - 1.2 Л. Н - мощность где термоизолирующего слоя. Ом; Л - коэффициент теплопроводности протаивающей породы, ккал/м С. tfi температура поверхности, принимаемая равной температуре воз духа, °С; so Т - период протаивания, дни; (Л расход тепла на оттаивание и нагревание единицы объема пород с в плотной массе, ккал/м ; Е - вспомогательный параметр, ориентировочно равный 1,2; oL - коэффициент температуропроводности мерзлой породы в плотной массе, 1,2 - поправочный коэффициент; К - коэффициент разрыхления грунсо о та. N5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зиад А 01 В 79/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3586807/30-15 (22) 11.03.83 (46) 23.10.84. Бюл. № 39 (72) В. В. Подковыркин и Н. Е. Подковыркина (71) Магаданский зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Северо-Востока (53) 634.0.384.2 (088.8) (56) 1. Технорабочий проект рекультивации Курбатовского карьера СеребряноПрудского карьероуправления Московской области. Макет. Т. 1. Горнотехнический этап рекультивации. М., Центрогипрозем МСХ

РСФСР, 1976.

2. Нурок Г. А., Лутовинов А. Г., Шерстюков А. Д. Гидроотвалы на карьерах, М., «Недра», 1977, с. 189 — 194. (54) (57) 1. СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ

КОТЛОВАНОВ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЛ

МЕРЗЛОТЫ, включающий заполнение выработанных пространств и планировку отвалов, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат, котлованы в холодный период заполняют водой и с образованием устойчивого ледяного покрова осуществляют послойное намораживание ледяного массива, на который затем наносят термоизолирующий слой вскрышных потенциально плодородных грунтов мощностью, в целях термо„„SU„, 1119621 А изоляции ледяного массива, превышающей максимальную глубину сезонной оттайки этих грунтов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мощность термоизолирующего слоя вскрышных потенциально плодородных грунтов определяют по формуле т(1гл 4 i ) t г тт где Н вЂ” мощность термоизолируюшего слоя, Ом; л коэффициент теплопроводности протаиваюшей породы, ккал/м -" С температура поверхности, принимаемая равной температуре воздуха, С;

1 — период протаивания, дни;

П Ол — расход тепла на оттаивание H нат- Щ ревание единицы объема пород в плотной массе, ккал/м ;

E — вспомогательный параметр, ориентировочно равный 1,2; с(— коэффициент температуропроводности мерзлой породы в плот- ь ной массе, м /с;

Мюе

1,2 — поправочный коэффициент;

К вЂ” коэффициент разрыхления грунта. О

1119621

Изобретение относится к мелиоративному строительству, а именно к способам ек льтивации плошадей, и предназначено для рекультивации котлованов, образо б ванных в процессе разработки открытым способом месторождений полезных ископаемых, в условиях вечной мерзлоты.

Известен способ рекультивации котлованов путем заполнения выработанных простр ранств земляными массами внутренних

1О и внешних отвалов с последуюшеи их планировкой (1).

Недостатком указанного способа является то, что он связан с большими затратами на разработку и перемешение земляных масс в котлован, а также невозможностью выполнения этих работ в зимний период в условиях вечной мерзлоты.

Известен также способ рекультивации овражно-балочных и котлованных форм рельефа, заключающийся в намыве минерального грунта в выработанные простран20 ства и последующей его планировке 12).

Однако известный способ рекультивации требует больших энергетических затрат на разработку и перемещение земляных масс, необходимых для приготовления 25 гидросмесей.

Цель изобретения — снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что котлованы в холодный период заполняют зо водой и после образования на неи устоичивого ледяного покрова осуществляют послойное намораживание ледяного массива, на который затем наносят термоизолируюший слой вскрышных потенциально плоДОРОДНЫХ rPyHTOB МОЩНОСТЬЮ, В ЦЕЛЯХ TÅÐмоизоляции ледяного массива, превышающей максимальную глубину сезонной оттайки этих грунтов.

Мощность термоизолируюшего слоя вскрышных потенциально плодородных грунтов определяют по формуле

Рекультивация такого котлована обычным способом потребовала бы перемещения для его засыпки (147 х 285xl8,8) — 787,6 тыс. м грунтов в плотной массе. Ожидаемые затраты при этом составили бы (0,268 руб. х 787600 м ) - 211,1 тыс. руб.

5о По предлагаемому способу рекультивация данного котлована повлечет следующие затраты: заполнение водой (737,4 тыс.м — 11 тыс. руб.; нанесениее термоизолирующего слоя объемом 50,2 тыс. мз составит

13,4 тыс. руб.

Таким образом, экономическая эффективность по рекультивации котлована объемом 787,6 тыс. м предлагаемым способом составит 186,7 тыс. руб. где H — мощность термоизолируюшего слоя, Ом;

Л вЂ” коэффициент теплопроводности протаиваюшей породы, ккал/м - C;

1„ — температура поверхности, принимаемая равной температуре воздуха, С; — период протаивания, дни; с(\Ху- расход тепла на оттаивание и нагревание единицы объема пород в плотной массе, ккал/м ;

Я вЂ” вспомогательный параметр, ориентировочно равный 1,2; д, — коэффициент температуропроводности мерзлой породы в плотной массе, м /с;

1,2 — поправочный коэффициеент; коэффициент разрыхления грунта.

Пример. Котлован шириной 147 м, длиной 285 м, глубиной 18,8 м в предзимний период — в сентябре-октябре (когда устанавливается устойчивая низкая температура воздуха) с помощью насоса 12НДС заполняют 525 тыс.мз воды, что составит

2/3 его глубины.

Мощность требуемого для рекультивации термоизолируюшего слоя определяют по формуле н = (ф — — Е "Гйф )х х 1,2 К, подставляя значения

Н = (, — 1,2 10,0010"10Н х х х 1,2 х 1,3 = 120,6 — 121 см.

Вертикальную отметку максимального уровня наморажживания ледяного массива определят как разность между глубиной котлована и мощностью термоизолирующего слоя: 18,8 м — 1,21 м = 17,6 м.

После образования устойчивого ледяного покрова на поверхности воды продолжают подачу воды порциями и. наморажи- вают лед до заданной отметки — в нашем случае до 17,6 м, считая от дна котлована. В это же время в котловане происходит охлаждение воды и образование донного льда за счет вечномерзлых грунтов.

Таким образом, постепенно весь объем поданной воды (737,4 тыс. м ) замерзает, образуя ледяной массив.

В марте-апреле следуюшего года поверх образовавшегося ледяного массива с внешних отвалов котлована бульдозером наносят термоизолируюший слой мошностью 1,2 м объемом 50,2 тыс.мз в плотной массе потенциально плодородных грунтов. После нанесения термоизолируюшего слоя в масе проводят планировку, вспашку, внесение удобрений и посев многолетних трав.