Способ оттаивания мерзлых грунтов

Патент 597841

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (» 59784

Ъ (61) Дополнительное к авт. сеид-ну%341943

2 (S» М. Кл. (22) ЗаЯвлено 09.06,76 (21) 2370647/22 с присоединением заявки № Е 21 С 37/18

Е 02 W 5/30

Государственный номнтет

Co88T& Мнннстров СССР во делам нзооретеннй н открытнй (23) ПриоритетвЂ” (43) Опубликовано15.03.78, Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания 21.02.78

Л. П. Савенко.н В. Г, Гольдтман (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт золота н редких металлов (71} Заявитель (54) СПОСОБ ОТТАИВАНИЯ МЕРЗЛЫХ

ГРУНТОВ ду иэ естественных водоемов. Поэтому для выполнения всего комплекса работ по оттаиванию в течение года приходится сближать скважины с иглами н увеличивать их число, Кроме того, прн одновременном нагнетании воды н подаче электрического тока в слоях суглинков н глин, восходящий филь- трацнонный поток в оттаянной зоне сосредо точен в приосевой чвс гн иглы, где гидро-, динамическое действие воды вызывает образование суффознонных каналов. Но яменно здесь, в прносевой части образующейся талой эоны, плотность тока имеет макснмаль= ную величину, Соответственно плотности распределена и тепловая мощность тока.

Однако влияние этого тепла оказывается незначительным, поскольку основная его часть выносится восходящими филнграционными потоками вдоль иглы, поэтому оттаивание водонепроницаемых пластов в радиальном направлении замедлено, а эона восходящих фнлжрацнонных, потоков значительно сужена по сечению в сравнении с зоной водонепроницаемых пластов.

Изобретение относится к способам оттаивания мерзлых грунтов и может быть использовано в горнодобывающей промышленности, строительстве н геологоразведке.

Известен способ оттаивания мерзлого грунта электрическим током, пропускаемым через грунт при помощи звглубляемых электродов(l).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ оттаивания мерзлых грунтов посредством нвгнета ння воды через трубчатые иглы, причем нв иглы одновременно с закачкой воды подают электрический ток ) 2 .

Однако оттаивание горного массива по указанному способу происходит йерввномер но в связи с тем, что мерзлые грунты представляют собой чередующиеся водопроннцаемые и водонепроннцаемые пласты, причем толща водонепроницаемых пластов отличается зачастую большой мощностью, достит аюшей нескольких метров.

Процесс оттаивания производят в летнее время (в районах вечной мерзлоты 22,5 месяца), когда можно использовать во- но (53) УДМ 622.342,13:

:624, 13 9,68 (088.8) 597841

С целью повышения интенсивности оттанванин перед поданей воды подачу электрического тока производят до тех пор, пока температура грунта, его водонепроницаемых пластов не достигнет 0 С без изменения фаэОвого состояния их льдочастиц.

Благодаря предварительному нагреву глинистых слоев грунтов электрическим током выравниваются скорости образования талой эоны в разнородных слоях, Линии 10 фильтрационных потоков становятся прямее, теплоотдача воды возле границ мерзлых грунтов увеличивается, Одни и те же затраты тепла обеспечивают оттаивание значительно большего объема грунтов, На фиг. 1, 2 и 3 изображена граница т, телика, образованного по известным и пред-.: лагаемому способам, соответственно. йля реализаиии способа на отрабатываеИ мом участке монтируют систему наземных водопроводных труб с насосной станиией у водоисточника и отводами для присоединения резинотканевых рукавов, питаюших иглы.

Затем в толше напластований мерзлых грунтов бурят по намеченной сетке скважи- ны на заданную глубину оттаивания, в которые погружают металлические иглы 1. По окончании бурения монтируют линии электро-

)И питаныя игл, В зимние месяцы к иглам 1 подают электрический ток.

Тепло, выделенное электрическим током в грунтах, нагревает и атом случае только водонеиронииаемые пласты 2 суглинков, удельное сопротивление которых намного ниже удельного сопротивления водопроницае4) мых пластов 3. На фиг, 2 линией 4 обознао чена граница нагретых до О С глинистых пластов 2, С иепью экономии электроэнергин глинистые пласты нагревают только до нуле вых температур без нзменения фазового состояння льдочастиц, так как затраты тепла на фазовый переход достигают 80-90% от всех затрат прн полном нагревании и оттаивании мерзлых грунтов, Затем в летний период в иглы нагнетают воду из естественных водоемов и одновременно подают электрнческий ток

Предварительно Нагретые глинистые пласты в дальнейшем требуют мень;ищх затрат тепла, получаемого от нагнетаемой воды, по сравнению с водопроницаемым пластом. Однако поскольку коэффициент фильтрации суглинков меньше, восходяшие фнлтраиионные потоки воды вызывают равномерное оттаивание мерзлых водопроницаемых пластов и нагретых до нулевых температур глинистых слоев грунта. Граница 5 талика в данном случае приближается к форме цилиндра, скорость оттаивания резко увеличнвается (см, фиг. 3), Ъ

Формула изобретения

Способ оттаивания мерзлых грунтов по авт. св, № 341943, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью новышения интенсивности .оттаивании, перед подачей воды производят подачу электрического тока до тех пор, пока температура грунта его водонепроницаемых пластов не достнгнет О С без иэмененйя фазового состояния ых льдо частиц, Источники йнформаиии, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР

¹ 65847, кл. Е 02:Р 5/30, 1944.

2. Авторское свидетельство M 341943„ кл. Е 21 С 37/18, 1971.

697841

Риг. 3

Составитель Н, Туленннов

Редактор Э. Шибаева Техред H. Андрейчук Корректор С. Ямалова

Заказ 1 187/27 Тираж 734 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4