способ разработки мерзлого грунта

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА, включающий его прогревание теплоносителем и последующее удаление оттаявшей массы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости и увеличения производительности при разработке мерзлого песчаного грунта, предварительно прогревают участок грунта, на котором прокапывают траншею на глубину ниже глубины промерзания грунта, в непромерзшем грунте прокладывают горизонтальную штольню, в которую подают теплоноситель, и ведут разработку оттаявшей массы грунта и его удаление снизу вверх с последующим равномерным формированием горизонтальной штольни.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может найти применение в технологии разработки мерзлого грунта при отрицательных температурах атмосферного воздуха.

Известен способ, включающий подачу атмосферного воздуха в уложенный в отвал мерзлый грунт. Увлажненный атмосферный воздух пропускают с помощью вентиляционной установки по центральному воздуховоду и соединенным с ним перфорированным емкостям, создавая зону постоянного разрежения.

Недостатком указанного способа является отсутствие возможности использовать его при отрицательных температурах атмосферного воздуха, дополнительное увлажнение поверхности размораживаемого грунта водой, что ведет к снижению производительности процесса оттаивания и разработки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для восстановления сыпучести смерзшегося песка в железнодорожных полувагонах с откидными люками, содержащее перфорированные трубы для подачи газообразного теплоносителя в смерзшийся массив сыпучего материала через нижний откидной люк [1] .

Это устройство предусматривает только оттаивание смерзшегося материала, который имеет возможность только сбрасываться вниз в приемную решетку без последующей подачи и транспортировки в какое-либо другое место.

Кроме того, в процессе размораживания теплоноситель подается в неограниченный объем, что приводит к потерям теплоты. Недостатком также является то, что предлагаемое устройство стационарно, не имеет возможности горизонтального перемещения, и в процессе размораживания передвигается сам железнодорожный состав.

Цель изобретения - уменьшение энергоемкости и повышение производительности при разработке мерзлого грунта.

Указанная цель достигается тем, что перед началом разработки грунта предварительно прогревают участок, на котором прокапывают траншею на глубину ниже глубины промерзания грунта, в промерзшем грунте прокладывают горизонтальную штольню, в которую подают теплоноситель, и ведут разработку оттаявшей массы грунта и его удаление снизу вверх с последующим равномерным формированием горизонтальной штольни.

В предлагаемом способе выборка грунта производится параллельно с размораживанием в процессе прохода горизонтальной штольни, размещенной ниже уровня мерзлоты на высоту рабочего органа разрабытвающего устройства с одновременной подачей в штольню теплоносителя.

На чертеже изображен разрабатываемый участок мерзлого грунта и осуществляющее его разрабатывающее устройство.

Перед началом разработки мерзлого грунта верховым любым способом (например, теплым песком) размораживают некоторый участок на поверхности грунта 1, достаточный для размещения на нем разрабатывающего устройства; прокапывают обычным способом траншею 2, глубина которой ниже уровня мерзлого грунта на величину, равную высоте рабочего органа типового скребкового или шнекового разрабатывающего устройства 3, оснащенного системой подачи теплоносителя 4 в зоны перед транспортером 5 и над ним; затем равномерно и непрерывно формируют горизонтальную штольню 6 путем поступательного перемещения разрабатывающего устройства с одновременной и непрерывной подачей теплоносителя (пара, газа, воздуха) в штольню по мере ее проходки до полной разработки грунта. При этом происходит оттаивание грунта, осыпание его на транспортер 5 устройства 3 от струй теплоносителя, самоосыпание и выдача на гора.

В предлагаемом способе осуществляется комплексный процесс разработки мерзлого грунта: нагрев, разрушение и удаление разрабатываемого слоя, причем значительно уменьшаются теплопотери, требующие дополнительных затрат на нагрев теплоносителя. Выделяемая теплота и кинетическая энергия потока теплоносителя способствуют более интенсивному оттаиванию внутреннего слоя мерзлого грунта и формированию горизонтальной штольни с одновременным и непрерывным механическим удалением грунта из оттаявшего свода штольни в противоположную зону.

Такое исполнение способа позволяет существенно уменьшить его энергоемкость, подавая теплоноситель исключительно в ограниченный объем штольни, и тем самым повысит производительность процесса разработки мерзлого грунта. (56) Авторское свидетельство СССР N 1404427, кл. Е 02 F 5/30, 1988.