Способ разработки мерзлых грунтов Советский патент 1981 года по МПК E21C41/04 

(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

I

Изобретение относится к открытым горным работам и может быть использовано при отработке россыпных месторожный золота и других полезных ископаемых в условиях многолетней мерзлоты.

Известен способ разработки мерзлых рыхлых отложений, заключающийся в разрушении пород буровзрывным методом с дальнейшей выемкой и транспортированием землеройно-транспортными машинами 1.

Этот способ разработки отличается сложной технологией и низкой эффективностью подготовки тюрод к выемке, высокой стоимостью применяемого оборудования, большими капитальными и эксплуатационными затратами.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сушности является способ разработки мерзлых грунтов, включаюШ.ИЙ оттаивание блоков грунта и последующую отработку их напорной струей воды. Перед началом горных работ па месторождении проходится траншея, которая служит для первоначального обнажения мерзлых рыхлых отложений. После этого на верхней плошадке уступа монтируется водовод

и гидромониторы. Вода от насосной станции по водоводу поступает к гидромониторам, которые производят смыв оттаянных за счет солнечной радиации пород. Образовавшаяся пульпа самотеком за счет естественного уклона месторождения стекает в канаву, расположенную на подошве уступа и далее транспортируется или на ранее отработанную площадь, или к бункеру землесоса |2.

Однако, указанный способ используется крайне редко, так как он малопроизводителен и связан с неоправданными экономичес10кими затратами (большой расхсц, воды и. электроэнергии). Связано это с тем, что за короткое северное лето успевает оттаять слой породы мощностью немногим более трех метров.

Цель изобретения - повышение интенсив15ности разработки.

Поставленная цель достигается тем, что по всей длине проходят наклонные выработки по подошве отрабатываемого блока, а с дневной поверхности - подсекающие 20 скважины, при этом через устья скважин, пройденных в забой наклонных выработок подают напорную воду, а через устья остальных - водяной пар. Такое техническое регление позволяет за счет большой скорости лТ.виження иапорпой воды по наклонной выработки создать интенсивную циркуляцию теплового воздуха и водяного нара, что обеспечивает быстрое оттаивание мерзлых рыхлых отложений и одновременно вынос их гготоком воды в выработанное пространство. На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа. Подготавливаемый к разработке массив 1 сначала оттаивают. Для этого его обуривают параллельными рядами скважин 2, В нижней части массива в борту уступа 3 проходят наклонные выработки 4, например, напорной струей воды, при этом выработки проходят под рядами скважин, подсекая последние, в результате чего каждая выработка ряда сообщена со всеми скважинами в нем (ряду). Скважины 5 сопряжёны с транщеями 6 и больше по диаметру скважин 2. К устью скважин 5 по транщее б подают воду под естественным напором, например, от близко расположенного к массиву водоема 7. Поток воды под большим напором, образующимся за счет разности уровней устья скважины и подощвы выработки, устремляется в последние, засасывая одновременно атмосферный воздух с дневной поверхности. За счет воды и воздуха, поступающих в скважины, происходит интенсивный теп-, лообмен с мерзлой породой, в результате чего (порода) начинает оттаивать. Одновременно в скважины 2 через устья подают пар, например, туманообразователем 8, вода к которому подается насосом 9 по трубопроводу 10. В этом процессе увеличивается вла-: гонасыщение поступающего в скважины - воздуха, который, конденсируясь на стенках скважины, выделяет значительное количество тепла (539 кал/кг). В результате этого происходит интенсивное оттаивание в более короткое время. Талая порода со стенок скважин и с кровли выработок под действием сил тяжести обрушается и потоком воды выносится из выработок и далее за счет естественного уклона выработок транспортируется в естественные и искусственные объемы. Таким образом, комплексное воздействие теплового воздуха, засасываемого с дневной поверхности, воды и пара на породу значительно ускоряет процесс оттаивания и делает его более интенсивным, что дает возможность исключить из процесса разработки сложное дорогостоящее оборудование. Предварительный расчет технико-экономической эффективности показал преимущества предлагаемого способа по сравнению с известными способами, так как себестоимость разработки снижается на 35-40%, производительность труда возрастает в 2,5- 3 раза, удельные расходы воды и электроэнергии уменьшаются в 1, раза. Формула изобретения Способ разработки мерзлых грунтов, включающий оттаивание блоков грунта и последующую отработку их напорной струей воды, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности разработки, проходят наклонные выработки по подошве отрабатываемого блока, а с дневной поверхности - подсекающие скважины, при этом через устья скважин, пройденных в забой наклонных выработок, подают напорную воду, а через устья остальных - водяной пар. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Емельянов В. И. Технология бульдозерной разработки вечномерзлых россыпей. М„ «Недра, 1976. 2.Бейрахов Г. И. Применение гидравлического способа разработки вечномерзлых россыпей. Магадан, 1960 (прототип). .Ali 2 5 10 1