СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСУШЕННОСТИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО СЛОЯ ТОРФЯНОЙ ЗАЛЕЖИ Российский патент 1999 года по МПК E21C49/00 

Изобретение относится к добыче торфа фрезерным способом и может быть использовано для оперативной оценки осушенности торфяной залежи на разрабатываемых площадях торфяных месторождений.

Степень осушенности производственных площадей оказывает влияние на всю систему технологических и производственных показателей добычи торфа и является одним из основных факторов, определяющих рабочее состояние производственных площадей.

Известен способ определения осушенности пласта разрабатываемой торфяной залежи /1/, заключающийся в том, что на разрабатываемом участке вырезают монолит торфа на глубину, превосходящую уровень грунтовых вод, устанавливают в водонепроницаемую емкость, заглубленную в торфяной грунт и имеющую уровень воды, соответствующий уровню грунтовых вод на выбранном участке разрабатываемой залежи, причем в верхний слой монолита погружается керамический датчик, соединенный с дистанционным вакуумметром, покрывают поверхность монолитов увлажненной влагоемкой тканью для создания капиллярного контакта с монолитом торфа и по показаниям датчика определяют влагопотенциал данных монолитов.

Наиболее близким по достигаемому эффекту к заявляемому изобретению является способ /2/, включающий отбор пробы и навески, определение плотности отобранной пробы, измельчение ее до крупности части 2 - 3 мм, усреднение ее путем перемешивания, затем производят отбор навески и помещают ее в емкость, в которой уплотняют навеску до первоначальной плотности, формируя образец, в котором определяют влагопотенциал, по которому судят о степени осушенности разрабатываемого пласта торфяной залежи.

Недостатком известных способов, в том числе и прототипа, является высокая трудоемкость, необходимость применения значительного количества приборов, и в связи с этим эти способы используются в основном для проведения научных исследований.

Заявляемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков и заключается в том, что в центре технологической карты разрабатываемого торфяного месторождения устраивают наблюдательную скважину на глубину каналов осушительной сети и, например, с помощью мерной рейки определяют расстояние от дневной поверхности технологической карты до уровня грунтовых вод (H_о) и по формуле:
W = a - b•H_о,
где W - влажность разрабатываемого пласта торфяной залежи, %;
H_о - расстояние от дневной поверхности технологической карты до уровня грунтовых вод, м;
a, b - постоянные коэффициенты,
определяют влажность, по которой судят о степени осушенности разрабатываемого пласта торфяной залежи.

Новым в заявленном изобретении является то, что определяется расстояние от дневной поверхности технологической карты до уровня грунтовых вод и по математической формуле определяют влажность разрабатываемого пласта торфяной залежи. Предложенная математическая формула и значения постоянных коэффициентов, входящих в формулу, получены на основе многолетних наблюдений за влажностью полей добычи торфа. Причем эти наблюдения велись послойно с учетом сработки торфяной залежи и глубины сезонного углубления осушительной сети, т.е. через 0,25 м до уровня грунтовых вод.

Полученная формула позволяет в любой момент времени определить влажность не только разрабатываемого слоя залежи, но и по слоям с интервалом через 0,25 м, и в целом до уровня грунтовых вод.

Числовые значения постоянных коэффициентов по слоям представлены в таблице 1 (см. в конце описания).

По сравнению с прототипом заявленный способ позволяет выполнять необходимые определения непосредственно на поле добычи торфа с минимальными затратами труда и времени, не нарушая режима работы торфодобывающей техники. Заявленный способ выгодно отличается от прототипа и других известных способов отсутствием потребности в приборах и дополнительных лабораторных определений.

Заявленный способ является более достоверным и надежным, т.к. в способе прототипа многооперационность определения показателя степени осушенности приводит к погрешности, а значит, и к снижению достоверности определения.

Достоверность заявленного способа базируется:
1) на использовании комплексного показателя H_о (норма осушения), который интегрально отражает исходные свойства торфяной залежи (ботанический состав, степень разложения, зольность, плотность, пористость и т.д.), а также на большом исследовательском материале, регрессивный анализ которого дал хорошие результаты для получения коэффициентов a и b.

2) Практическое определение осушенности полей добычи торфа производилось на торфопредприятиях "Орловское" и "Барабинское" Томской области. Данные осушенности производственных площадей, полученные предложенным способом, сравнивали с результатами независимого определения влажности разрабатываемого слоя по случайно выбранным, не совпадающим с первым способом, створам. При этом получены абсолютные отклонения в пределах ±0,3% по относительной влажности. Это подтверждает достаточно высокую точность и стабильность полученных результатов по предложенному способу.

Пример.

Для оценки степени осушенности разрабатываемого слоя торфяной залежи с целью определения сроков проведения операций очередного технологического цикла по добыче фрезерного торфа мерной рейкой в существующей смотровой скважине замеряют расстояние от дневной поверхности технологической карты до уровня грунтовых вод
H_o = 0,60 м.

Для слоя 0 - 0,25 м по таблице 1 смотрим значение постоянных коэффициентов a и b:
a = 80,86, b = 10,44.

Подставляя полученные значения H_o, a и b в формулу (1) определяем влажность разрабатываемого слоя торфяной залежи:
W 0 - 25 = 80,86 - 10,44•0,6 = 74,60%
Согласно нормам технологического проектирования предприятий по добыче торфа в первые два года эксплуатации влажность разрабатываемого слоя залежи принимается для низинной торфяной залежи - 78%, для последующих лет эксплуатации - 75%. У нас срок эксплуатации больше 2-х лет, что соответствует нормативной влажности 75%. У нас - 74,60%, значит, влажность поверхностного слоя залежи удовлетворяет нормативным требованиям, что говорит о необходимости проведения последующих операций по добыче фрезерного торфа.

Для удобства пользования формулой в производственных условиях зависимость влажности от уровня грунтовых вод представлена в табличной форме (табл. 2, см. в конце описания). Имея эту таблицу, мастер-технолог (он может носить ее в кармане), не производя математических вычислений, сразу по значению H_о может определить степень осушенности разрабатываемого слоя торфяной залежи по слоям до УГВ через 0,25 м. Так, для H_о = 0,6 м в таблице находим, что W 0 - 0,25 = 74,6%. Промежуточные значения влажности интерполируются.

Заявленное изобретение по сравнению с прототипом является менее трудоемким, более оперативно позволяет выполнять определения непосредственно на поле добычи торфа с минимальными затратами труда и времени.

Источники информации:
1. А.С. СССР N 666273, МКИ E 21 C 49/00, Бюл. 21, 1979.

2. А.С. СССР N 1191585, МКИ E 21 C 49/00, Бюл. 42, 1985 - прототип.

Изобретение относится к добыче торфа фрезерным способом и может быть использовано в торфяной промышленности для оценки осущенности торфяной залежи на разрабатываемых площадях торфяных месторождений. Изобретение направлено на снижение трудоемкости и повышение оперативности и достоверности способа определения осущенности разрабатываемого слоя торфяной залежи. Это достигается тем, что осушенность разрабатываемого слоя торфяной залежи определяют так, что в центре технологической карты торфяного месторождения устраивают наблюдательную скважину на глубину осушительной сети, с помощью мерной рейки определяют расстояние от дневной поверхности технологической карты до уровня грунтовых вод и по формуле W = а - в• Н_o, где W-влажность разрабатываемого слоя торфяной залежи, %; H_o - расстояние от дневной поверхности технологической карты до уровня грунтовых вод, м, а,в - постоянные коэффициенты, определяют процентную влажность, по которой судят о степени осушенности разрабатываемого слоя торфяной залежи. 2 табл.

Способ определения осушенности разрабатываемого слоя торфяной залежи, включающий определение влажности, отличающийся тем, что в центре технологической карты торфяного месторождения устраивают наблюдательную скважину на глубину осушительной сети и, например, с помощью мерной рейки определяют расстояние от дневной поверхности технологической карты до уровня грунтовых вод и по формуле
W = a - b • Н₀,
где W - влажность разрабатываемого слоя торфяной залежи, %;
Н₀ - расстояние от дневной поверхности технологической карты до уровня грунтовых вод, м;
а, b - постоянные коэффициенты,
определяют процентную влажность, по которой судят о степени осушенности разрабатываемого пласта торфяной залежи.