Способ оттаивания рыхлых мерзлых пород

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советскик

Соцналнстнческнх

Рвспублнк (и) 885457

И.М. Папернов, А.И. Зинченко, П.Д. Чабан, Jl.Ï. Савенко и М.Н. Замощ (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОТТАИВАНИЯ РЫХЛЫХ МЕРЗЛЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности„ к способам оттаивания многолетнемерзлых песков подземной добычи, выклады"

|ваемых в отвалы на дневной поверхности.

Известен способ оттаивания мерзлых горных пород за счет тепла солнечной радиации, заключающийся в послойном снятии оттаявшего слоя и перемещении его землеройной техни10 кой в отвалы (1).

Недостатком способа является малая эффективность оттаивания и низкий коэФфициент использования средств, транспортирующих породы и отвал.

Наиболее близким к предлагаемому является способ,,заключающийся в теплообмене между движущимся теплым газом и уложенной в отвал породой.

Образовавшиеся в результате сжигания топлива дымовые газы, смешиваясь с воздухом, поступают по гаэоотводу

2 в общий коллектор и в перфорированные трубы. Из труб газы выдуваются вентилятором перпендикулярно поверхности грунта, который размораживается, а затем нагревается до необходимой температуры 22.

Недостатком указанного способа является цикличный характер работ по оттаиванию н уборке пород, большие потери тепла, связанные с тем, что нагревается только незначительный по. объему верхний слой пород. Кроме того, для уборки талого слоя пород необходимо демонтировать систему газоподводящих труб и снова монтировать для последующего оттаивания слоя по" род. Оттаивание же пород на полную глубину малоэффективно и продолжительно, поскольку происходит только кондуктивный перенос тепла в толщи" ну массива при значительном отражении теплового потока от поверхности нагреваемого участка, кроме того, иссушение верхнего слоя породы приво8854 7. t. дит к резкому уменьшению его теплопроводности.

При этом для образования горячих газов необходимы большие затраты горючего (электроэнергии).

Цель изобретения — повышение производительности и снижение энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что теплообмен осуществляют пропусканием атмосферного воздуха через flopo ду от поверхности отвала к его основанию за счет создания в последнем зоны постоянного разряжения.

Кроме того, периодически производят снятие оттаявшего слоя и интенсифицируют процесс увлажнением поверхности отвала.

На чертеже изображен отвал рыхлой мерзлой породы и установка для реализации способа.

Перед началом выкладки отвала 1 отсыпают слой рыхлых мерзлых пород 2, на котором устанавливают перфорированные емкости 3, соединенные центральным воздуховодом 4. Центральный воздуховод 4 имеет выход за пределами отвала 1. После монтажа системы воздуховодов производят отсыпку шахтных мерзлых пород на полную высоту отвала 1.

В летний период, с наступлением положительной температуры воздуха, к выводу, центрального воздуховода 4 подсоединяют вентиляторную установку 5.

Затем, для интенсификации процесса оттаивания пород производят увлажнение наружной поверхности отвала 1, например, путем полива его водой из гидромонитора или иэ дождевальной установки (не показаны). Включают вентиляционную установку 5 и создают разрежение, вызывающее принудительное направленное движение увлажненного атмосферного воздуха 6 сверху вниз между комьями мерзлых пород от" вала 1, сквозь перфорированные емкости 3, .воздуховод 4, вентилятор 5 и в атмосферу, Движение теплого и влажного атмосферного воздуха между комьями мерзлых пород способствует интенсивному тепло- и влагообмену между ними. Со" держащиеся в воздухе водяные пары конденсируются на поверхности мерзлых комьев породы. Полученное тепло от конденсата и тепло атмосферного воздуха нагревают породную массу, Наибо" лее интенсивное оттаивание мерзлых пород происходит на наружной поверхности отвала 1, так как в этой области— максимальная положительная тепература воздуха.

Талые верхние слои пород периодически убирают бульдозером или скрепером до подвижной границы 7 талых и мерзлых пород. Обнаженную поверх.ность мерзлых пород отвала 1 вновь увлажняют для интенсификации процесса оттаивания пород.

При движении воздуха через .поры отвала воздух охлаждается, в результате оттаивание пород у основания заканчивается в последнюю очередь. Такая технология исключает кольматацию (закупорку) перфорированных отверстий в емкостях.

Слой рыхлых пород 2 ниже металлических труб обеспечивает дренирование появившейся воды, в результате оттаивания частиц льда в отвале, и исключает заливание отверстий 8 в перфори2s рованных емкостях 3. Увеличением рас хода воды и воздуха можно сократить время оттаивания всего отвала 1.

В предлагаемом способе тепло- и

З0 влагомассообмен происходит в массиве пород при совмещении процессов оттаи.вания и уборки пород, причем исключаются дополнительные затраты на топливо для получения горячих газов, 35 значительно сокращается обьем монт ажных работ при укладке воздуховодов.

Использование изобретгния даст

40 возможность значительно увеличить интенсивность оттаивания пород и уменьшить стоимость ведения работ в

3-4 раза.

Формула изобретения

1. Способ оттаивания рыхлых мерзлых пород, заключающийся в теплооб50 мене между движущимся теплым газом и уложенной в отвал породой,о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергозатрат, теплообмен осуществляют пропусканием теплого газа через породу от поверхности отвала к его основанию за счет создания в последнем зоны постоянного разрежения.

5 885457

Составитель А. Калиничев

Редактор П. Макаревич Техред м Надь Корректор Г

Ю М Ю

Заказ 10477/43

Тираж 696 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что периодически производят снятие оттаявшего слоя породые

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения интенсификации процесса, поверхность отвала увлажняют.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Павлов А.В. Теплообмен почвы с атмосферой в северных и: умеренных широтах территории СССР. Якутск, 1975, 242.

2. Авторское свидетельство СССР

N 179242, кл. Е 02 F 5/30, 1964 (прототип).