Устройство для оттайки и осушения мерзлых грунтов

 

Использование: оттайка и осушение мерзлых грунтов. Сущность изобретения: устройство содержит две коаксиальные трубы с радиальными отверстиями. Во внутренней трубе отверстия выполнены с наклоном вверх относительно оси трубы. Подводящий патрубок внешней трубы изготовлен с площадью поперечного внутреннего сечения, большей площади внутреннего поперечного сечения между трубами. С обеих сторон внешней трубы установлены заглушки с центральным отверстием.равным диаметру внутренней трубы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Е 02 F 5/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 0

О

О ,Сл) (21) 4702400/03 (22) 06.06.89 (46) 07.09.92. Бюл. N. 33 (71) Красноярский институт цветных металлов им, М.И.Калинина (72) В.Е,Кисляков (56) Авторское свидетельство СССР (Ф 128796, кл, Е 02 F 5/30, 1959. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ OTTAi1KM И ОСУШЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ (57) Использование: оттайка и осушение мерзлых грунтов. Сущность изобретения:

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оттайки и осушения мерзлых грунтов, преимущественно при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых для оттайки и осушения многолетнемерзлых торфов и металлоносных песков с целью их дальнейшей круглогодовой разработки землеройной техникой.

Известно устройство для оттайки мерзлых грунтов, выполненное в виде сборного корпуса с отверстиями (гидроигла), принцип действия которого основан на оттаивании мерзлых грунтов за счет теплоотдачи восходящих потоков, которые создаются путем нагнетания воды через погруженные на необходимую глубину в мерзлый массив пород вертикальные трубы — гидроиглы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является термобур для бурения и оттаивания грунта, выполненный в виде коаксиально расположенных труб с радиальными сквозными отверстиями во устройство содержит две коаксиальные трубы с радиальными отверстиями. Во внутренней трубе отверстия выполнены с наклоном вверх относительно оси трубы. Подводящий патрубок внешней трубы изготовлен с площадью поперечного внутреннего сечения, большей площади внутреннего поперечного сечения между трубами. С обеих сторон внешней трубы установлены заглушки с центральным отверстием, равным диаметру внутренней трубы. 1 ил. внутренней трубе и подводящего патрубка в верхней части внешней трубы.

К недостаткам известного устройства можно отнести значительные затраты энергии на прямое испарение воды в зоне оттайки, а также нагрев стенок камеры сгорания и окружающего воздуха, Отсутствие дренажного действия устройства также резко снижает эффективность его работы по оттайке и осушению грунтов.

Целью настоящего изобретения является повышение интенсивности оттайки и осушения, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для оттайки и осушения грунтов, включающем корпус, выполненный в виде коаксиально расположенных труб с радиальными сквозными отверстиями во внутренней трубе и подводящий патрубок в верхней части внешней трубы, сквозные отверстия выполнены с наклоном вверх относительно оси, подводящий патрубок выполнен с площадью поперечного внутреннего сечения большей, чем внутреннее поперечное сечение между трубами, а

1760031 внешняя труба снабжена с обоих концов заглушками с центральными отверстиями, равными диаметру внутренней трубы.

На фигуре представлено предлагаемое устройство, Устройство содержит корпус 1, состоящий из внешней трубы 1 со сквозными радиальными отверстиями 2 и внутренней трубы 3, изготовленной из теплоизолирующего материала (например, металл с прокладкой из пенополиуретана) со сквозными радиальными наклонными отверстиями 4, выполненными с наклоном вверх относительно оси, причем суммарная площадь отверстий 4 меньше площади поперечного внутреннего сечения трубы 3. Внешняя труба 1 в верхней части имеет подводящий патрубок 5, внутренняя площадь поперечного сечения которого больше, чем поперечное сечение между внешней поверхностью трубы 3 и внутренней — трубы 1, и снабжена с обоих концов заглушками 6 с центральными отверстиями в нижней части 7 и в верхней 8, равными диаметру внутренней трубы, Устройство работает следующим образом, Сборный корпус из двух труб 1, 3 с заглушками 6 опускают в пробуренную скважину и через подводящий патрубок 5 подключают к пневмосети. Подогретый воздух под избыточным давлением через патрубок 5 подается в пространство между внешней 1 и внутренней 3 трубами и, разогревая их (дополнительный нагрев происходит при переходе сжатого воздуха от большей — патрубок 5 к меньшей площади поперечного сечения — расстояние между трубами 1 и 3), проникает через сквозные радиальные отверстия 2 во внешней трубе

1 в поры мерзлого грунта, при этом содержащийся в мерзлом грунте лед тает и образовавшаяся свободная вода скапливается в нижней части скважины и попадает через отверстие 7 во внутрен нюю трубу 3. По мере накапливания свободной воды в трубе 3 она подхватывается струей воздуха, выходящей под давлением из наклонных отверстий 4 и выбрасывается через отверстие 8 наружу.

Теплоизоляционный материал внутренней трубы 3 препятствует теплообмену подаваемого и выходящего наружу воздуха, В качестве базового устройства рассмотрено использование паровых игл.

Пример 1. Рассыпное месторождение полезных ископаемых представлено многолетнемерзлыми грунтами. Плошадь разрабатываемого полигона 60 000 м . Вскрыша торфов производится бульдозерным способом с предварительной оттайкой их с помощью гидроигл.

Сетка размещения устройства 1,25х1,25 м.

Мощность торфов 6 м, 5 Л ьдистость 25 .

Содержание илисто-глинистых частиц 3, Все устройства соединяются в единую цепь.

Продолжительность оттайки 15 сут.

10 Осушение данного месторождения проводили с помощью скважин с помещением в них насосно-силового оборудования.

Сетка размещения 20х20 м

Продолжительность осушения 30 сут.

15 Пример 2. Рассыпное месторождение аналогично приведенному в примере 1.

Оттайка и осушение многолетнемерзлых песков осуществляется предлагаемым устройством.

20 Длина труб 7 м, внешний диаметр внешней трубы 0,25 м, внешний диаметр внутренней трубы 0,235 м, толщина стенок 4 мм, диаметр отверстий не более 3 мм. Сжатый воздух подается в подводящий патрубок с

25 внутренним диаметром 125 мм под давлением 6 атм. и температурой 50 С.

Продолжительность оттайки и осушения месторождения 7,5 сут, Использование предлагаемого устрой30 ства, в сравнении с базовым, обеспечивает повышение интенсивности оттай ки и осушения мерзлых песков, а также снижение энергоемкости.

Годовой зкономический эффект соста35 вит около 1,0 млн,руб.

Применение изобретения в масштабах горно-обогатительного комбината обеспечит экономический эффект порядка 5 — б млн,руб. в год, 40 Формула изобретения

Устройство для оттайки и осушения мерзлых грунтов, включающее корпус, выполненный из коаксиально расположенных труб с радиальными сквозными отверстиями во внутренней трубе, и подводящий пат45 рубок в верхней части внешней трубы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения интенсивности оттайки и осушения мерзлых грунтов, внутренняя труба выполнена с длиной, равной длине внешней трубы.

50 сквозные отверстия во внутренней трубе выполнены с наклоном вверх к продольной оси трубы, подводящий патрубок выполне с площадью поперечного внутреннего сечения, большей площади внутреннего попе55 речного сечения между трубами, а внешня труба снабжена с обоих концов заглушкам с центральными отверстиями, равными ди. аметру внутренней трубы.

1760031

Составитель В, Кисляков

Техред М.Моргентал Корректор Н. Соколова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3163 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5