Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА К РАЗРАБОТКЕ

В известных способах подготовки мерзлого грунта к разработке посредством оттаивания водой, подаваемой в грунт через иглофильтры, ограничена зона теплового воздействия одиночной гидроиглы иглофильтра на мерзлый массив. Конечный диаметр грунтового цилиндра, подвергающийся тепловому воздействию, не превышает 5-6 м. Скорость оттаивания с увеличением этого диаметра резко падает за счет того, что все большая часть нагнетаемой в гидроиглу воды не участвует в полезном теплообмене. Основная часть воды фильтруется вблизи оси такого цилиндра по линии наименьшего сопротивления.

По предлагаемому способу оттаивание осуществляют путем попеременной подачи воды и растворов хлористых солей, что повышает скорость оттаивания.

Описываемый способ подготовки мерзлого грунта к разработке заключается в следующем. В начале оттаивание осуществляют обычным способом при расходе воды, определяемом проектом. После достижения оттаявшим цилиндром грунта (талика) диаметра 2÷3 м, в талик нагнетают раствор хлористых солей, понижающих коэффициент фильтрации грунта. После этого в гидроиглу вновь нагнетают воду при незначительном ее расходе. Она вымывает избыток соли из грунта и постепенно снижает его коэффициент фильтрации. При дальнейшем нагнетании воды в грунт образуется талик кольцевого сечения. Так как коэффициент фильтрации пород в талике будет во много раз выше, чем в центральном засоленном массиве, то скорость фильтрации в нем будет также в несколько раз выше.

Данный способ оттаивания позволит существенно интенсифицировать теплообмен между нагнетаемой водой - теплоносителем и мерзлыми породами за счет увеличения скорости фильтрации воды в зоне, непосредственно примыкающей к границе талик-мерзлота, и повышения эффективного коэффициента теплопроводности горных пород в радиальном направлении.

Интенсификация теплообмена позволит значительно сократить объем буровых работ за счет разрежения сетки установки гидроигл и расход воды на 1 м³ оттаиваемой горной массы за счет более рационального использования тепла, содержащегося в нагнетаемой воде.

Расход соли, вносимой в грунт для понижения коэффициента фильтрации по предлагаемому способу, - 30 кг/м³. Возможно использование для этой цели отходов химического производства.

Областью преимущественного распространения способа следует считать россыпные месторождения, сложенные многолетнемерзлыми породами, мощностью более 10 м с высоким содержанием валунно-галечного материала при наличии глинисто-илистых включений.