Способ оттаивания рыхлых мерзлых пород Советский патент 1981 года по МПК E02F5/30 

(5А) СПОСОБ ОТТАИВАНИЯ РЫХЛЫХ МЕРЗЛЫХ ПОРОД

I

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 техникой в отвалы ПЗ .

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 газоотводу

в общий коллектор и в перфорированные трубы. Из труб газы выдуваются вентилятором перпендикулярно поверхности грунта, который размораживается, а затем нагревается до необходимой температуры С21.

Недостатком указанного способа является цикличный характер работ по оттаиванию уборке пород, большие потери тепла, связанные с тем, что

10 нагревается только незначительный по. объему верхний слой пород. Кроме того, для уборки талого слоя пород необходимо демонтировать систему газоподводящих труб и снова монтировагь

15 для последующего оттаивания слоя пород. Оттаивание же пород на полную глубину малоэффективно и продолжительно, пос кол ь ку п рои сходит толь ко кондуктивный перенос тепла в толщи30ну массива при значительном отражении теплового потока от поверхности нагреваемого участка, кроме того, иссушение верхнего слоя породы приводит к резкому уменьшению его теплапроводности.

. 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 породу от поверхности отвала к его основанию за смет 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 рыхлы-х мерзлых пород 2 на котором устанавливают перфорированные емкости 3, соединенные центральным воздуховодом к 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 k подсоединяют вентиляторную установку 5.

Затем, для интенсификации процесса оттаивания пород производят увлажнение наружной поверхности отвала 1, например, путем полива его водой из гидромонитора или из дождевальной устанбвки (не показаны). Включают вентиляционную установку 5 и создают разрежение, вызывающее принудительное направленное движение увлажненного атмосферного воздуха 6 сверху вниз между комьями мерзлых пород отвала 1, сквозь перфорированные емкости 3, .воздуховод k, вентилятор 3 и в атмосферу.

Движение теплого и влажного атмосферного воздуха между комьями мерлых пород способствует интенсивному тепло- и влагообмену между ними. Содержащиеся в воздухе водяные пары конденсируются на поверхности мерзлы комьев породы. Полученное тепло от конденсата и тепло атмосферного воздуха нагревают породную массу. Наиболее 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 поверхность 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 перфорированных емкостях 3. Увеличением рас хода воды и воздуха можно сократить время оттаивания всего отвала 1.

В предлагаемом способе тепло- и влагомассообмен происходит в массиве пород присовмещении процессов оттаи.вания иуборки пород, причем исключаются дополнительные затраты на топливо для получения горячих газов, значительно сокращается объем монгажных работ при укладке воздуховодов.

Использование изобретения даст . возможность значительно увеличить интенсивность оттаивания пород и уменьшить стоимость ведения работ в 3-А раза.

Формула изобретения

/;.

°N.

/о .j:. 4 - - О - : .

АЛ . / ;.- - . . .

и . . 9; . -.

-V //4. .1ОО OOi . . у/X 100 ОО1 - . sr IOO о о. . .

S //-/ o-lSfiSiJ О.с oooojcP ool .,Q

.

Lit ч I I I

543 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Павлов А.В. Теплообмен почвы с атмосферой в северных и, умеренных широтах территории СССР. Якутск, 1975, . 2.Авторское свидетельство СССР № 1792 2, кл. Е 02 F 5/30, (прототип).