SU1119621A1

SU1119621A1 - Способ рекультивации котлованов в услови х вечной мерзлоты

Info

Publication number: SU1119621A1
Application number: SU833586807A
Authority: SU
Inventors: Владимир Валентинович Подковыркин; Наталия Евгеньевна Подковыркина
Original assignee: Магаданский зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока
Priority date: 1983-03-11
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1984-10-23

Abstract

1. СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ КОТЛОВАНОВ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТБ1, включающий заполнение выработанных пространств и планировку отвалов , отличающийс тем, что, с целью снижени затрат, котлованы в холодный период заполн ют водой и с образованием устойчивого лед ного покрова осуществл ют послойное намораживание лед ного массива, на который затем нанос т термойзолирующий слой вскрышных потенциально плодородных грунтов мощностью, в цел х термоизол ции лед ного массива, превышающей максимальную глубину сезонной оттайки этих грунтов. 2. Способ по п. 1, отличающийс тем. что мощность термоизолирующего сло вскрышных потенциально плодородных грунтов определ ют по формуле Н (л) г л in Г ) - 1.2 Л. Н - мощность где термоизолирующего сло . Ом; Л - коэффициент теплопроводности протаивающей породы, ккал/м С. tfi температура поверхности, принимаема равной температуре воз духа, &deg;С; so Т - период протаивани , дни; (Л расход тепла на оттаивание и нагревание единицы объема пород с в плотной массе, ккал/м ; Е - вспомогательный параметр, ориентировочно равный 1,2; oL - коэффициент температуропроводности мерзлой породы в плотной массе, 1,2 - поправочный коэффициент; К - коэффициент разрыхлени грунсо о та. N5

Description

Изобретение относится к мелиоративному строительству, а именно к способам рекультивации площадей, и предназначено для рекультивации котлованов, образованных в процессе разработки открытым способом месторождений полезных ископаемых, в условиях вечной мерзлоты.

Известен способ рекультивации котлованов путем заполнения выработанных пространств земляными массами внутренних и внешних отвалов с последующей их планировкой [ 1 ].

Недостатком указанного способа является то, что он связан с большими затратами на разработку и перемещение земляных масс в котлован, а также невозможностью выполнения этих работ в зимний период в условиях вечной мерзлоты.

Известен также способ рекультивации овражно-балочных и котлованных форм рельефа, заключающийся в намыве минерального грунта в выработанные пространства и последующей его планировке [2].

Однако известный способ рекультивации требует больших энергетических затрат на разработку и перемещение земляных масс, необходимых для приготовления гидросмесей.

Цель изобретения — снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что котлованы в холодный период заполняют водой и после образования на ней устойчивого ледяного покрова осуществляют послойное намораживание ледяного массива, на который затем наносят термоизолирующий слой вскрышных потенциально плодородных грунтов мощностью, в целях термоизоляции ледяного массива, превышающей максимальную глубину сезонной оттайки этих грунтов.

Мощность термоизолирующего слоя вскрышных потенциально плодородных грунтов определяют по формуле

Н = -Е лПёГ ) · 1,2К, где Н —· мощность термоизолирующего слоя, Ом;

Л - коэффициент теплопроводности протаивающей породы, ккал/м²-°C;

t_n - температура поверхности, принимаемая равной температуре воздуха, °C;

L - период протаивания, дни;

<1W-расход тепла на оттаивание и нагревание единицы объема пород в плотной массе, ккал/м^э;

Е — вспомогательный параметр, ориентировочно равный 1,2;

- коэффициент температуропроводности мерзлой породы в плотной массе, м²/с;

1,2 - поправочный коэффициеент;

1/ - коэффициент разрыхления грунта.

Пример. Котлован шириной 147 м, длиной 285 м, глубиной 18,8 м в предзимний период — в сентябре-октябре (когда устанавливается устойчивая низкая температура воздуха) с помощью насоса 12НДС заполняют 525 тыс.м³ воды, что составит 2/3 его глубины.

Мощность требуемого для рекультивации термоизолирующего слоя определяют по формуле Н = — Е^сСТ')х х 1,2 К, подставляя значения

Н = ₁₂ 0,0015*131') х х 1,2 х 1,3 = 120,6 ~ 121 см.

Вертикальную отметку максимального уровня наморажживания ледяного масси- ва определят как разность между глубиной котлована и мощностью термоизолирующего слоя: 18,8 м — 1,21 м — 17,6 м.

После образования устойчивого ледяного покрова на поверхности воды продолжают подачу воды порциями и намораживают лед до заданной отметки — в нашем случае до 17,6 м, считая от дна котлована. В это же время в котловане происходит охлаждение воды и образование донного льда за счет вечномерзлых грунтов.

Таким образом, постепенно весь объем поданной воды (737,4 тыс. м³ ) замерзает, образуя ледяной массив.

В марте-апреле следующего года поверх образовавшегося ледяного массива с внешних отвалов котлована бульдозером наносят термоизолирующий слой мощностью 1,2 м объемом 50,2 тыс.м⁵ в плотной массе потенциально плодородных грунтов. После нанесения термоизолирующего слоя в масе проводят планировку, вспашку, внесение удобрений и посев многолетних трав.

Рекультивация такого котлована обычным способом потребовала бы перемещения для его засыпки (147 х 285x18,8) — 787,6 тыс. м ³ грунтов в плотной массе. Ожидаемые затраты при этом составили бы (0,268 руб. х 787600 м³)-211,1 тыс. руб.

По предлагаемому способу рекультивация данного котлована повлечет следующие затраты: заполнение водой (737,4 тыс.м³— 11 тыс. руб.; нанесениее термоизолирующего слоя объемом 50,2 тыс. м³ составит 13,4 тыс. руб.

Таким образом, экономическая эффективность по рекультивации котлована объемом 787,6 тыс. м³ предлагаемым способом составит 186,7 тыс. руб.

Claims

1. СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ КОТЛОВАНОВ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ, включающий заполнение выработанных пространств и планировку отвалов, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат, котлованы в холодный период заполняют водой и с образованием устойчивого ледяного покрова осуществляют послойное намораживание ледяного массива, на который затем наносят термбйзолирующий слой вскрышных потенциально плодородных грунтов мощностью, в целях термо изоляции ледяного массива, превышающей максимальную глубину сезонной оттайки этих грунтов.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем. что мощность термоизолирующего слоя вскрышных потенциально плодородных грунтов определяют по формуле н -EW)-i,2 К.

где Н — мощность термоизолирующего слоя, Ом;

Ά — коэффициент теплопроводности протаивающей породы, ккал/м ²?С; температура поверхности, принимаемая равной температуре воздуха, °C;

Т — период протаивания, дни;

ф\Х/ — расход тепла на оттаивание и нагревание единицы объема пород в плотной массе, ккал/м³;

Е - вспомогательный параметр, ориентировочно равный 1,2;

<Х — коэффициент температуропроводности мерзлой породы в плотной массе, м²/с;

1,2 — поправочный коэффициент;

К - коэффициент разрыхления грунта.