Способ оттаивания рыхлых мерзлых пород

ОП ИСАНИЕ Союз СоветскикСоцналнстнческнхРвспублнк(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов(54) СПОСОБ ОТТАИВАНИЯ РЫХЛЫХ МЕРЗЛЫХ ПОРОД Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к способам оттаивания многолетнемерзлых песков подземной добычи, выклады" ваемых в отвалы на дневной поверх" ности.Известен способ оттаивания мерзлых горных пород за счет тепла солнечной радиации, заключающийся в послойном снятии оттаявшего слоя и перемещении его землеройной техни 10 кой в отвалы 113Недостатком способа является малая эффективность оттаивания и низкий коэффициент использования15 средств, транспортирующих породы и отвал,Наиболее близким к предлагаемому является способзаключающийся в теплообмене между движущимся теплым газом и уложенной в отвал породой. Образовавшиеся в результате сжигания топлива дымовые газы, смешиваясь с воздухом, поступают по гаэоотводу 2в общий коллектор и в перфорированные трубы. Из труб газы выдуваются вентилятором перпендикулярно поверхности грунта, который разморажива" ется, а затем нагревается до необходимой температуры Г 22.Недостатком указанного способа является цикличный характер работ по оттаиванию н уборке пород, большие потери тепла, связанные с тем, что нагревается только незначительный по. объему верхний слой пород. Кроме того, для уборки талого слоя пород необходимо демонтировать систему газо- подводящих труб и снова монтировать для последующего оттаивания слоя по" род. Оттаивание же пород на полную глубину малоэффективно и продолжительно, поскольку происходит только кондуктивный перенос тепла в толщи" ну массива при значительном отраже" нии теплового потока от поверхности нагреваемого участка, кроме того, иссушение верхнего слоя породы приво 885457дит к резкому уменьшению его теплопроводности.При этом для образования горячихгазов необходимы большие затраты горючего электроэнергии).Цель изобретения - повышение производительности и снижение энергозатрат,Указанная цель достигается тем,что теплообмен осуществляют пропуска"нием атмосферного воздуха через породу от поверхности отвала к его основанию за счет создания в последнемзоны постоянного разряжения.Кроме того, периодически производят снятие оттаявшего слоя и интенсифицируют процесс увлажнением поверхности отвала.На чертеже изображен отвал рыхлоймерзлой породы и установка для реализации способа.Перед нацалом выкладки отвала 1отсыпают слой рыхлых мерзлых пород 2,на котором устанавливают перфорированные емкости 3, соединеннь 1 е центральным воздуховодом 4. Центральныйвоздуховод 4 имеет выход за пределами отвала 1. После монтажа системывоздуховодов производят отсыпку шахтных мерзлых пород на полную высотуотвала 1.В летний период, с наступлениемположительной температуры воздуха,к выводу, центрального воздуховода 4подсоединяют вентиляторную установку 5.Затем, для интенсификации процесса оттаивания пород производят увлажнение наружной поверхности отвала 1,например, путем полива его водой изгидромонитора или из дождевальнойустановки (не показаны). Включаютвентиляционную установку 5 и создаютразрежение, вызывающее принудительное направленное движение увлажненного атмосферного воздуха 6 сверхувниз между комьями мерзлых пород от"вала 1, сквозь перфорированные емкости 3, воздуховод 4, вентилятор 5и в атмосферу,Движение теплого и влажного атмосферного воздуха между комьями мерзлых пород способствует интенсивномутепло- и влагообмену между ними. Со"держащиеся в воздухе водяные парыконденсируются на поверхности мерзлыхкомьев породы. Полученное тепло отконденсата и тепло атмосферного воздуха нагревают породную массу, Наибо" лее 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 имерзлых пород. Обнаженную поверх.- 10 ность мерзлых пород отвала 1 вновьувлажняют для интенсификации процессаоттаивания пород.При движении воздуха через .порыотвала воздух охлаждается, в результате оттаивание пород у основания заканчивается в последнюю очередь. Такая технология, исключает кольматацию(закупорку) перфорированных отверстийв емкостях.Слой рыхлых пород 2 ниже металлических труб обеспечивает дренированиепоявившейся воды, в результате оттаивания частиц льда в отвале, и исключает заливание отверстий 8 в перфори рованных емкостях 3. Увелицением рас"хода воды и воздуха можно сократитьвремя оттаивания всего отвала 1.В предлагаемом способе тепло- и Зо влагомассообмен происходит в массивепород присовмещении процессов оттаивания иуборки пород, причем исключаются дополнительные затраты на топ"ливо для полуцения горячих газов, 35 значительно сокращается обьем монтажных работ при укладке воздуховодов.Использование изобретгния даст40 возможность значительно увеличитьинтенсивность оттаивания пород иуменьшить стоимость ведения работ в3-4 раза.Формула изобретения1, Способ оттаивания рыхлых мерзлых пород, заключающийся в теплооб мене между движущимся теплым газоми уложенной в отвал породой,о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергозатрат, теплообмен осу 55 ществляют пропусканием теплоГо газачерез породу от поверхности отвала к его основанию за счет создания в последнем зоны постоянного разрежения,Составитель А. КалиничеТехред м,надь. ешет едактор П. Макаревич орректвэтает жаз 10477/43 Подписноеого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д. Тираж 696 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж4/ лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 885457 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что периодически производят снятие оттаявшего слоя породые5 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения интенсификации процесса, поверхность отвала увлажняют. 6Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Павлов А.В, Теплообмен почвыс атмосферой в северных и: умеренныхширотах территории СССР. Якутск,1975, 242,2. Авторское свидетельство СССРй 179242, кл, Е 02 Г 5/30, 1964