Способ определения осушенности разрабатываемого пласта торфяной залежи

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК ИЕ ИЗО аомь овй олог делен азателеи добычНИИТП, Л.,26. во СССР 977.етель 49/О СУДАРСТ 8 ЕННИЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСУШЕННОСТИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ПЛАСТАТОРФЯНОЙ ЗАЛЕЖИ, включающий отборпробы, отбор навески, помещение еев емкость и определение влагопотенциала, а т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения трудоемкостиспособа и его упрощения, определяютплотность отобранной пробы, измельчают ее до крупности частиц 23 мм, усредняют ее путем перемешивания, затем производят отбор навески и помещение ее в емкость, вкоторой уплотняют навеску до первоначальной плотности, формируя образец, в котором определяют влагопотенциал, 1191585 2Изобретение относится к добычеторфа фрезерным способом и можетбыть использовано для оценки состояния торфяной залежи на разрабатываемых площадях торфяных месторождений, а также в других отрасляхнародного хозяйства для определениястепени осушенности полей фильтрации сточных вод, шламовых площадок,золоотвалов и других подобных площа Одей, где отсутствует растительныйпокров.Цель изобретения - снижение трудоемкости способа и его упрощение.С.".и ость способа заключается в 15д.юшем,П контролируемом участке производственной площади с помощью пробоотборного устройства, например,с помощью цилиндрического пробоот Оборника, отбирают пробу торфа известного объема из верхнего слоязалежи. Пробу взвешивают и определя-ют плотность отобранной массы. Послеэтого пробу перемешивают без переработки, Из перемешанной пробы отбирают навеску, необходимую дляполучения сформованной массы толщиной, превосходящей толщину керамическот о датчика, например 30 мм,Павеску засыпают в емкость, в которую предварительно помещают кристаллический датчик, вставляют в емкость штамп и уплотняют торф допервоначальной плотности. Затем35нагрузку на штамп снимают, закрывают емкость для исключения испарениявлаги иэ торфа и по показаниям датчика определяют величину влагопотенциала. Моделирование структуры верхнего слоя торфяной залежи, как показали материалы лабораторно-полевых исследований и производственных испытаний, достигается только при соче-.45 танин подготовки материала беэ диспергирования с уплотнением до первоначальной плотности, при которых восстанавливается пористая структура и характер заполнения порового пространства влагой (водным раствором), характерным для исследуемого грунта в среднем. При восстановлении естественных свойств нельзя допускать диспергирования (переработки) 55 материала, так как в диспергированном материале невозможно сохранить первоначальную структуру. Измельчая отобранную пробу до крупности частиц 2-3 мм, сохраняют характер связей, определяющих водно-физические свойства торфа в залежи, что является существенным при определении степени осушенности разрабатываемого пласта, поскольку она характеризуется интенсивностью влагообмена между верхним слоем залежи и находящейся на ней торфяной крошкой.П р и м е р. При производственной площади, сложенной верховой залежью со степенью разложения 253 (вид торфа сосново-пушицевый), для оценки степени осушенности разрабатываемого пласта, например дпя определения сроков проведения операций очередного технологического цикла по добыче фрезерного торфа, выделя-, ют ряд технологических площадок для отбора проб торфа. Перед началом каждой операции (фреэерованием, ворошением и сбором торфяной крошки) цилиндрическим пробоотборйиком из верхнего слоя залежи на глубину 2 см отбирают представительную пробу ненарушенной структуры весом 0,898 кг. Пробу, составленную из девяти порций, что достаточно для получения досто- . верных результатов, взвешивают с точностью до 1 г для определения плотности и рассчитывают ее значе-. ние по формуле3у= --- кг/м1 пгде М - масса пробы, нетто, кг;Ч - объем пробоот 6 орногоустройства, м;ш - количество порций в пробе. Среднее значение плотности составило 802 кг/м . Пробу измельчают до получения частиц размером 2-3 мм, что позволяет сохранить естественную микроструктуру верхнего слоя и усредняют путем перемешивания для получения однородной массы. Из подготовленной пробы берут навески известного объема для определения влажности и степени осушенности разрабатываемого пласта. Влажность торфа определяют типовым методом путем выдерживания навески в 1 О г в сушильном шкафу и вычисления потери в весе. Для определения потенциала влаги массу навески рассчитывают по формулеМф = (Ь Р - Ч)кг,где у - плотность торфа, кг/мЗ;Ь - толщина слоя, необходимая для получения сформованной массы, которая должна быть больше толщины керамического датчика, м;Р - площадь поперечного сеченияцилиндра, м;Ч - объем датчика влагопотенциометра, мЗ.В данном примере масса навески для определения потенциала влаги равна 0,385 кг. Навеску весом 0,385 кг засыпают в сосуд с помещенным в нем керамическим датчиком, уплотняют штампом до первоначальной плотности, равной 802 кг/м , и по показаниям датчика определяют потенциал влаги. В приведенном примере величина влагопотенциала в сформированном образце равна 6,1 Дж/кг.Аналогичным способом осуществляется отбор проб ненарушенной струк-туры верхнего слоя на производственных площадях, имеющих различную характеристику залежи: тип залежи, вид торфа, степень его разложения. Данные о проведенных опытах представлены в таблицах.В табл. 1 приведены результаты сравнения определения степени осушенности производственных площадей на участках залежи с различной качественной характеристикой с результатами, полученными при разных методах подготовки пробы.Экспериментальныеданные показали, что переработка пробы снижает потенциал влаги в образце.В табл. 2 представлены экспериментальные данные по влиянию уплотнения на величину потенциала влаги в сформованном образце. Сравнение проводилось, как и в предыдущем случае, с результатами непосредственного определения степени осушенности контролируемой площади,Подготовка пробы проводилась перемешиванием без переработки.Полученные данные показывают,что уплотнение перемешанного образ 5 ца до первоначальной плотности даетнаиболее точные результаты, практически не отличающиеся от результатовнепосредственных измерений. Приуплотчении образца до 807 первона 10 чальной плотности результаты измерений недостаточно устойчивы. Уплотнение образца, превышающее первоначальную плотность, приводит к некоторому превышению результатов в15 сравнении с контролем.Результаты влияния перемешивания и измельчения на влагопотенциалв торфе после формования до первоначальной плотности приведены в20 табл . 3,Экспериментальные данные, приведенные в табл. 3 показали, чтобольшое измельчение пробы снижаетзначение потенциала влаги в образце25 по сравнению с данным непосредственных замеров, таким образом оптимальная степень измельчения составляет2-3 мм. В таблице отсутствуют вели-,чины, превышающие оптимальную степень измельчения, так как измельчение влажных торфов низкой степениразложения (менее 207) крупнее 3 ммне обеспечивает усреднение пробы всвязи с тем, что происходит агрегатирование образца.35Производственные испытания предлагаемого способа показали, что всреднем по результатам 54 опытов 40средние значения степени осушенности производственных площадей порезультатам непосредственных измерений составили 7,7 б Дж/кг, а соглас-но предлагаемому способу 7,79 Дж/кг, 45при этом отклонения по отдельнымопытам не превьппали 0,3 Дж/кг и носили знакопеременный характер.191585 Таблица 1 4,Шейдер. Низинный 7,О 7,3 9,1 9,6,3 Переходный 7,2 Пущ,-сфагн,6,7 Магеллан. верховой 9,1 Магеллан. 6,О Сосн. -пуп. 6,7 6,2 7,5 Среднее Таблица 2 енциал вл и, Дж/кг Уплот нение Уплотнение доперв -ггразло жения епосо с перво- началь о л венны льной отнозм о рения плот- юсти т оса ев.-хвощ, 25 Низин 0 9,2 Древ, -,5 11 гн. 2 ый П Пер 9 5 8,Пуш.-сфагн. 7 1 10,б,5,4 7,7 редне Древ,-хвощ.Пущ.-сосн,арактеристика залежи на ко ролируемом участке площади ид торфаСтепе ховой Магеллан. осн.-пуш. 3 осн.-пуш. 2119158 Потенциал влаги, Дж/кг Характеристика площад Кон Вид тор Тип л а е о ред ств ные из н Низинн 4 5 5,6 ихц 3. 5,7 7,0 Переходный Пуш,-сфаг 8 0 67 ховои агеллан 7,5 0 овой еллан 7,изинный рев.-хвощ.уш.-сфагн. 7,2 9,5 6 Составитель И. СиницкаяТехред М,Надь Кор Лиси е ор А.Обручар Тираж 481ственного комитета ССбретений и открытийЖ, Раушская наб.,Подпи 4/5. ул, Проектн Ужг Заказ 7132/30 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, москва, лиал ППП "Патент