Способ подготовки мерзлых пород к разработке

П С А ЗОБРЕТ Союз Советских Социалмстиыеских Республик(61) Дополнительное к авт. саид-вуЩ Заявлено 20.06.77 21) 2500190/2 исоединеинем заявки.ГащдвРстееви хеат СССР пе делам изобретеей и етермтхй(5 ОС ПОДГОТОВКИ МЕРЗЛЫХРАЗРАБОТКЕ Изобретение относится к способамразработки мерзлых пород.Известен способ разработки мерзлыхпород путем их оттаивания 1,Наиболее близким техническим решейием и изобретению является способ под 5готовки мерзлых пород к разработкевключшопшй оттаивание и дренированиепород 2. Этот способ основан на филвтрационно дренажном оттаивании породы.10. 33 пя этого производят дренажные выработки, и оттаивание происходит за счеттеплоотдачи искусственных фильтрационЗых потоков, движущихся под действиемразности уровней воды в питаюших и дре- акажных выработках, Ь зависимости от конкретных мерзлотно-гидрьгеологическях условий могут приняться различные схемы витания и дренировання. Дренажныевыработки рекомендуется проходить на 2 В2/3 заданной глубины оттаивания, Фильтрационно-дренажное оттаив характеризуется простотой и мал естоимостью,Однако в условиях Северо-Востока подготовленные этим способом породы необходимо разрабатывать до наступления сильных холодов, т.е, не позднее конца октября, так как при промерзании они образуют прочный льдонасышенный массив, не поддающийся разрушению современными землеройными машинами. Известные методы защиты талых пород от сезонного промераания отличаются сравнительно высокой себестоимостью, оказываются малоэффективными при провед нии работ в зимнее время.Цель изобретения - устранение укаэанных недостатков, обеспечение возможности разработки пород в зимний период, т.е. в течение всего года.Поставленная цель .достигается тем, что дренажные выработки производят ниже подготавливаемого слоя на величину капиллярной каймы. Указанная цель достигается также тем, что дренирование производят с опережением промерзания слоя. (Капиллярной каймой называетсязона равновесного распределения влагинад свободной поверхностью грунтовыхвод, в пределах которой влажность породуменьшается от полной влагоемкости донаименьшей влагоемкости или водоудерживаюшей способности).На чертеже изображены кривые распределения влажности пород в процесседренирования, где кривая 1 показываетраспределение влажности после окончания гидроиглового оттаивания; кривая2 в . через сутки после начала откачек;кривая 3- после дренирования и промерзания отложений, Буквами Фо обозначена полная влагоемкость,.3 Д наимеяь- Ишая влагоемкостьЮкр - критическаявлажность, КК - капиллярная кайма,УГВ - уровень грунтовых вод.Сущность способа заключается в следующем.В летний период производят оттаивание мерзлых пород гидравлическим илииным способом. По достижении заданнойглубины оттаивания породы приступают к дренированию. Для этого,проходяч 3дренажные выработки ниже подолы подготавливаемого к разработке слоя породына величину капиллярной каймы.Экспериментально установлено, чтомощность капиллярной каймы для крупно 39обломочных пород в зависимости от состава заполнителя изменяется в пределахот 0,2 до 1,0 м.Дренирование проводят до тех пор,35пока относительная влажность пород недостигнет величины 3,5-4,0%. При этойвлажности, называемой критической, породы не смерзаются, даже при оченьнизких температурах, а остаются легкораэ 40борными, т.е. пуеврашаются в так назы.ваемые, сушенцыф., Такие породы легкоразрабатываются и в зимнее время.П р и м е р, В долине р. Берелехгравийно-галечные отложения были от.таяны гидроигловым способом на глубину5,1-5,3 м, В конце октября через дренажную скважину глубиной 5 м произве: ли откачку воды, поддерживая в течение двух недель ее уровень на отметках 4,8- 4,9 м. На чертеже изображены кривые распределения влажности пород в процессе дренирования.Сразу после оттаивания содержание влаги по всему разрезу равнялось полной влагоемкости Лкривая 1). Несмотря на поздние сроки дренирования влажность гравийно-галечных отложений уменьшилась до величины ниже критической (кривая 3) и после промерзания остались легкоразборными. В начале феврасля при темпера туре воздуха ниже -40 С породы разработаны бульдозером на базе трактора Тдо глубины 4,2-4,3 м.Предлагаемый способ позволяет производить выемку пород в морозный период года, благодаря чему эффективность разработки пород увеличивается.Ф ор мула из обретения1. Способ подготовки мерзлых породк разработке, включающий оттаивание и,дренирование пород, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения его эф-фективности путем уменьшения влагосодержания в подготавливаемом слое, дреналные выработки производят ниже подготавливаемого слоя на величину капиллярной каймы.2. Способ по п 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что дренирование производят с опережением промерзания слоя.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство65947, кл, Е 02.Р 5/30, 1944.2. Инструктивные положения по разработке россыпей. Ч. 1. Временные инструкции по оттайке грунтов, Магадан,1959, с. 75-106,Влажность, ф/ У 1 Ю уу г Составитель Н. ТулениновТехред С. Мигай Корректор М. Р дактор Л ов дписное илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 1471/24 Тираж 776 ПоШИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4