Способ создания ледяного хранилища Советский патент 1987 года по МПК F25D3/02 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для создания ледяных хранилищ в котлованах.

Цель изобретения - снижение эксплуатационных затрат и повышение прочности.

На фиг. 1 изображена схема образования основания ледяного хранилища на дне котлована; на фиг. 2 - схема установки арматуры и образования камер; на фиг. 3 - схема формирования ледяного массива; на фиг. 4 - ледяное хранилище, общий вид.

Пример. В отработанный горной промышленностью котлован . в период года с отрицательными среднесуточными температурами воздуха, порциями подают воду и на дне его, равномерно по всей площади, послойно намораживают первый слой 2 льда основания ледяного х)анилища. Для предотвращения деформации первого слоя 2 льда от статических нагрузок по контуру будущего ледяного хранилища закладывают его фундамент путем вырезания траншей 3 на всю мощ- ность первого слоя 2 льда до коренных пород 4 и засыпают транщеи 3 крупнофракционными горными породами 5 (галька, щебень и т. п.). В траншеи 3 порциями подают воду и послойно вмораживают крупнофракционные горные породы 5 в ледяной массив первого слоя 2 льда на всю его мощность.

Лед первого слоя 2 вдоль и поперек разрезают на равномерные блоки на всю его мощность так, чтобы общий объем пус- тот нарезанных щелей 6 был не менее, чем на 10% больше максимально возможного прироста объема расширения льда первого слоя 2. Это предотвращает первый слой льда 2 от разрушения морозобой- ными трещинами, образующимися при объем- ном и линейном расширении льда.

Щели 6 полностью заливают водой и с образованием в них ледяного покрова наносят поверх первого слоя 2 льда слой крупнофракционных горных пород 5. Затем из щелей 6 воду быстро откачивают и этой же водой замораживают нанесенный поверх первого слоя 2 льда слой крупнофракционных горных пород 5. Образовавшиеся пустоты в щелях 6 служат компенсаторами давления при объемном и линейном расширении льда пер вого слоя 2 и используются при хладозарядке ледяного хранилища как воздухопроиодящие каналы, что позволяет равномерно зарядить холодом все ледяное хранилище. Крупнофракционные горные породы второго слоя (не показаны) 5 должны быть полностью вморожены в лед первого слоя 2, так как они принимают основную статическую нагрузку ледяного хранилища и предохраняют лед первого слоя 2 от статической деформации и его расширения. В то же время лед первого слоя 2, расщиряясь в вертикальной плоскости, является надежной о:1Орой для крупнофракционных горных пород 5. Таким образом.

ледяное основание подготавливают для строительства на нем ледяного хранилища.

На ледяном основании устанавливают арматуру 7, состоящую из недефицитных материалов (проволоки, металлической или капроновой сетки, дерева и т. п.), по форме и внутреннему объему равную строящемуся ледяному хранилищу с входным 8, погрузоч- но-разгрузочным 9 и сообщающим тоннелями и коридором 10. Всю арматуру 7 полностью укрывают недефицитными материалами 11 (бумагой, толью, полиэтиленовой пленкой и т. п.). Затем на укрытие из материалов 11 арматуры 7 ледяного хранилища набрызгивают воду и дают ей замерзнуть. Набрызгивание продолжают до тех пор, пока ледяная оболочка 12 арматуры 7 достигнет требуемой мощности. После этого арматуру 7 можно демонтировать.

Ледяную оболочку 12 с боков и с верху усиливают от статических деформаций путем послойной подсыпки крупнофракционных горных пород 5 и их вмораживанием в ледяную оболочку 12. Одновременно с этим на ледяное основание порциями подают воду и послойно, равномерно по всей площади основания, намораживают второй ярус ледяного массива. Вдоль и поперек слоя 13 второго, яруса льда нарезают щели 14 на всю его мощность так, чтобы общий объем нарезанных щелей 14 был не менее, чем на 10% больше максимально возможного прироста объема расширения льда второго слоя 13 ледяного массива. Щели 14 второго слоя 13 льда должны быть не в одной вертикальной плоскости с щелями 6 первого слоя 2 льда основания. Щели 14 полностью заливают водой и с образованием в них ледяного покрова наносят поверх второго слоя 13 слой крупнофракционных горных пород 5. Затем из щелей 14 воду откачивают и этой же водой замораживают нанесенный поверх второго слоя 13 льда ледяного массива слой крупнофракционных горных пород 5. Аналогично этому намораживают третий и последующие слои ледяного массива. По достижении мощности ледяного массива требуемой вертикальной отметки формируют верхний ярус ледяного массива - наносят термоизолирующий слой крупнофракционных пород и вмораживают их в ледяной массив в форме выпуклой полусферы 15 так, чтобы проса- чившиеся талые, паводковые воды и сезонная «верховодка оттайки легко стекали по ледяному хранилищу за его пределы и оттеп- ляюще не воздействовали на него. Поверх полусферы 15 наносят слой 16 вскрышных потенциально-плодородных грунтосме- сей мощностью, превышающей максимально- возможную глубину сезонной оттайки ледяного хранилища. Слой 16 используют в качестве корнеобитаемого (паходного) слоя для леса и/или сельскохозяйственных угодий. Слою 16 придают выпуклую форму

так, чтобы на его поверхности не скапливались застойные паводковые и талые воды, которые могут вызвать термокарстовые просадки, а следовательно, вторичное нарушение рекультивированной поверхности ледяного хранилища. Вершину слоя 16 располагают вцше уровня земли, края за границами котлована 1. В погрузочно-разгру- зочном тоннеле 9 с герметично закрываю- ш,имся люком (не показан) устанавливают транспортер 17, а входной тоннель 8 оборудуют герметичным термоизолированным тамбуром 18 и лестничным спуском (не показан). Ледяное хранилище оборудуют низковольтной электроосветительной системой с термоизолированными герметичными плафонами (не показаны). Коридор 10 оборудуют герметичными термоизолированными дверями или люками (не показаны).

Хладозарядку ледяного хранилища проводят в зимний период путем открытия всех дверей и люков на длительное время или активным вентилированием холодным воздухом.

Строительство ледяного хранилища по предлагаемому способу позволяет сохранить земельные угодия от наземного строительства ледяных хранилищ, снизить эксплуатационные затраты за счет использования природного охлаждения через щели слоев льда ледяного массива хранилища и повысить прочность хранилища путем предотвращения деформации основания и ледяного массива чередованием слоев льда и крупнофракционных Горных пород, защиты поверхности хранилища выпуклым верхним ярусом, а основания - фундаментом, выполненными из крупнофракционных горных пород.

0

Формула изобретения

. Способ создания ледяного хранилища, предусматривающий формирование основа- 5 ния, установку арматуры для образования камер, коридора и тамбура, намораживание на нее ледяного массива, нанесение термоизолирующего слоя, отличающ1шся тем что, с целью снижения эксплуатационных затрат и повышения прочности, для создания ледяного хранилища используют котлован, а ледяной массив на арматуру намораживают по всему объему котлована по- ярусно с чередованием в каждом ярусе слоев льда со слоями замороженных круп5 нофракционных горных пород, при этом при формировании основания и ледяного массива каждый намороженный слой льда разрезают вдоль и поперек на траншеи и щели, заполняют траншеи крупнофракционными горными породами и производят послойное

0 замораживание их, формируют пустоты в щелях путем заполнения их водой, частичного ее замораживания с образованием ледяного покрова и удаления незамерзшей воды.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в основании выполняют фундамент путем вырезания траншей на всю глубину слоя основания, заполнения их крупнофракционными горными породами и послойного намораживания в траншеях льда.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что верхний ярус ледяного массива выполняют из крупнофракционных горных пород, придают ему выпуклую форму с краями, расположенными за границей котлована, н вершиной выше уровня земли.

5

0

Изобретение относится к холодильной технике и направлено на снижение эксплуатационных затрат и повышение прочности ледяного хранилища. В котловане, образованном при горных работах, послойно формируют основание. Для предотврашения деформации от статических нагрузок в первом слое 2 льда вдоль и поперек вырезают до коренных пород 4 траншеи 3. Порционной подачей в траншеи 3 воды и крупнофракционных горных пород (КГП) 5 формируют фундамент. Образование при расширении слоя 2 льда трещин предотвращают разрезанием его вдоль и поперек щелями 6. Их используют для подачи хладагента при зарядке ледяного хранилища и для намораживания на лед КГП 5. На основание и фундамент устанавливают арматуру 7 камер, коридора и тамбура. На арматуру 7 по всему объему котлована 1 намораживают ледяной массив поярусно. В каждом ярусе слои льда чередуют со слоями замороженных КГП 5. Верхний ярус ледяного массива выполняют из КГГ1 5 выпуклым. Вершину его располагают выше уровня земли, за границей котлована 1 располагают края яруса. & (Л ГчЭ со О5 ;о sj 74 Физ.

cfu.l

/

РШРЖЮЯРуГЯД

cpuff.J

/