Способ гидравлического оттаивания мерзлых пород

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.12.79 (21) 2854405/29-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет —. (51) М. Кл.

E 02 F 5/30

Гасударственные кемитет

Опубликовано 15.09.81. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.81 (53) УДК 624.139..68 (088.8) по делан изевретеиий. N етермтий

В. С. Абалаков и А. В. Рашкин (72).Авторы изобретения

Читинский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ОТТАИВАНИЯ

МЕРЗЛЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при оттаивании мерзлых пород преимущественно с низкой водопроницаемостью в талом состоянии.

Известен способ гидравлического оттаивания мерзлых пород, включающий питание искусственного фильтра цион ного потока через стенки. инфильтрационных выработок и дренирование его в дренажные выработки (1).

Недостатком данного способа является невысокая скорость оттаивания пород с коэффициентом фильтрации менее 40 м/сут и невозможность оттаивания пород при наличии отдельных слоев толщи с коэффициентом фильтрации менее 10 м/сут.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ гидравлического оттаивания мерзлых пород, заключающийся в питании искусственного фильтрационного потока воды через стенки распределительной канавы и отводе воды в дренажную канаву (2).

Недостатком указанного способа является то, что в слабофильтрующих порбдах с коэффициентом фильтрации менее 20—

30 м/сут скорость оттаивания резко уменьшается как за счет уменьшения фильтрационного расхода воды, так и за счет уменьшения теплового потока солнечной радиации поступающей непосредственно на поверхность оттаиваемого массива, вследствие увеличения площади затопления при уменьшении расстояний между оросительными канавами. При наличии прослоек водонепроницаемых пород ниже дна оросительных ката нав скорость оттаивания еще более уменьшается и применение его становится не эффективным.

Цель изобретения — ускорение оттаивания слабофильтрующих пород.

Указанная цель достигается тем, что периодическим рыхлением пород механическими рыхлителями на глубину, превышающую глубину оттаянного слоя породы на

0,1 — 0,3 м, прокладывают соединяющие распределительную и дренажную канавы бороздовые оросители.

Кроме того, участок каждого бороздового оросителя прокладывают перпендикулярно распределительной канаве, а конеч863785 ный — под углом 30 — 45 к дренажной канаве.

На фиг. 1 изображена схема осуществления способа; на фиг. 2 — вид при выполнении оросителей в виде ломаной линии; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение Б — Б на фиг. 1.

На оттаиваемом участке сооружают дренажную канаву 1, распределительную 2, в которую подают воду — теплоноситель насосами или канавами из аккумулирующих прудов-отстойников. Затем распределительную канаву 2 соединяют бороздовыми оросителямч 3 с дренажной канавой 1. Оросители начинают сооружать после естественного оттаивания слоя породы 4 под действием солнечной радиации. Оросители прокладывают путем рыхления породы механическими тракторными рыхлителями 5 на глубину 6, превышающую глубину оттаянного слоя породы на 0,1 — 0,3 м. Вода 7 фильтрует, в основном, через оросители 3 и передает тепло окружающим породам 8.

Для равномер рго оттаивания (фиг. 2) оросители Й проводят от распределительной канавы 2 вначале перпендикулярно ей, а затем под углом, равном 30 — 40 к дренажной канаве.

Предложенный способ оттаивания испытан на одном из россыпных месторождений золота, разрабатываемого драгой.

На полигоне выделяют участок мерзлых пород с коэффициентом фильтрации

10 — 15 м/сут, мощностью 3,0 — 3,5 м, с площадью 85000 м, шириной 80 — 150 м и длиной 850 м. На нем выделяют три площадки, ширина которых равна ширине участка. На площадках 1 и 2 проводят горноподготовительные работы для фильтрационно-дренажного оттаивания мерзлых пород, для чего бульдозером в середине участка проводят дренажную канаву глубиной 2,0—

2,5 м, а параллельно ей на расстоянии 30—

70 м проводят распределительные канавы глубиной 0,3 — 0,5 м. Воду-теплоноситель подают самотеком в распределительные канавы из прудов-отстойников.

На -площадке 1 для ускорения оттаивания после подачи воды распределительную

2 и дренажную канавы 1 соединяют бороздовыми оросителями 3 путем рыхления пород механическими рыхлителями 5. При этом для придания уклона оросителям 3 поверхность площадки спланирована, а откосы дренажной канавы 1 выполнены до

30 . Глубина оросителей 3 составляет 0,85—

1,2 м при расстоянии между ними 2,0 — 5,0 м, а естественное протаивание пород солнечной радиацией на момент рыхления составляет 0.6 — 0,9 м..- По мере увеличения глубины оттаивания, а также заиливания и упЛотнения грунта периодически через 5 — 10 сут оросители 3 углубляют. Для равномерного оттаивания часть оросителей 3 проведена от распределительной канавы 2 вначале перпендикулярно ей, а затем под углом 30—

45 к дренажной канаве 1, Вода 7 из распределительной канавы 2 через устья оросителей 3 поступает внутрь массива и, отдавая тепло мерзлым породам 8, самотеком стекает в дренажную канаву 1.

На второй площадке оросители не создают, а породы оттаивают по известному фильтрационно-дренажному способу.

На третьей площадке породы оттаивают солнечной радиацией.

На всех трех опытных площадках про15 водят наблюдения за скоростью оттаивания пород.

Глубина протаивания на площадке 1 больше, чем на площадках 2 и 3, причем глубины протаивания на площадках 2 и 3 отличаются незначительно. Это объясняется тем, что слабоводопроницаемые породы практически не оттаивают известным фильтрационно-дренажным способом.

Себестоимости оттаивания 1 м породы на площадках 1 и 2 отличаются незначи25 тельно, но испытание предлагаемого способа оттаивания позволяет ускорить оттайку мерзлых пород и обеспечить готовность запасов к сроку драгирования на 95 — 110О/ю, повысить среднечасовую производитель30 ность драги на 20 — ЗОО/д.

Формула изобретения

l. Способ гидравлического оттаивания мерзлых пород, заключающийся в питании искусственного фильтрационного потока воды через стенки распределительной канавы и отводе воды в дренажную канаву, отличающийся тем, что, с целью ускорения оттаивания слабофильтрующих пород, пе40 риодическим рыхлением пород механическими рыхлителями на глубину, превышающую глубину оттаянного слоя породы на

0,1 — 0,3 м, прокладывают соединяющие распределительную и дренажную канавы

4> бороздовые . оросители.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью равномерного оттаивания мерзлых пород начальный участок каждого бороздового оросителя прокладывают перпендикулярно распределительной канаве, а о конечный — под углом 30 — 45 к дренажной канаве.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды ВНИИ вЂ” 1, Магадан, т. ХХХ, 1970, с. 330 — 335.

2. Там же, с. 332 — 335 (прототип).

863785

Составитель Л. Варина

Редактор Н. Горват Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 7723/47 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4