SU730974A1 - Способ гидравлического оттаивани горных пород - Google Patents

Description

тором изображен участок работ по линии, соедин ющей питающую и дренажную скважины.

На участке работ бур т в мерзлых горных породах 1 питающие скважины 2 дл  гидроразрыва и нагнетани  воды в трещину гидроразрыва 3, а также в оттаивающий слой 4, и дренажные скважины 5 - дл  выхода воды из трещины 3 гидроразрыва и оттаивающего сло  4. Взаимное расположение скважин назначают, исход  из условий равномерного распределени  фильтрационных потоков по площади при минимуме затрат на бурение.

В питающие скважины 2 помещают термоизолированные нагнетательные трубы 6, а затрубное пространство наполн ют замерзающей водой. Термоизол ци  этих труб может быть усилена конвективным охлаждением. У нижнего конца нагнетательные трубы 6 выполнены перфорированными дл  обеспечени  прохода воды в призабойную часть скважины. В дренажные скважины 5 опускают трубы 7, перфорированные на всем их прот жении. Диаметр дренажных скважин 5 и перфорированных труб 7 в них определ ют в зависимости от габаритов насоса 8.

На участке работ находитс  передвижна  насосна  станци , обеспечивающа  давление воды до 20 МПа с резервуаром воды, соедин ема  гибкими рукавами с нагнетательными трубами 6 питающих скважин 2. Высоконапорное нагнетание холодной воды температурой 1-3С выполн ют поочередно через 3-6 питающих скважин 2. Вода по нагнетательной трзбе 6 поступает в призабойную часть скважины, где вызывает гидроразрыв мерзлых-горных пород 1. В трещинах 3 гидроразрыва вода замерзает , образу  слой льда 9, который преп тствует смыканию стенок трещины при уменьщении давлени  воды во врем  перерыва в нагнетании.

Нагнетание холодной воды продолжают до момента распространени  трещины гидроразрыва , наполненной льдом 9, за дренажные скважины 5 и пересечени  с ними. При нагнетании холодной воды соблюдают следующий режим: нагнетание прерывают временно па 10-20 мин в том случае, когда на поверхности горных пород 1 по вл етс  излив воды из трещины. Кроме того, периодически каждые 5-10 мин прерывают нагнетание на 10-20 мин.

Во врем  перерывов нагнетани  происходит замерзание воды в случайно возникающих вертикально ориентированных трещинах 10, что исключает утечки воды к поверхности 11 и обеспечивает увеличение горизонтальных напр жений сжати  в горных породах и необходимое распространение трещины 3 гидроразрыва в горизонтальной плоскости.

После окончани  нагнетани  холодной

(1-3°С) воды начинают нагнетание воды, температура которой 25-30°С, и откачку притока воды из дренажных скважин 5. Это вызывает оттаивание сло  льда 9 в горизонтальной трещине 3 и последующее оттаивание слоев 4 горных иород 1, прилегающих к трещине 3. Образующийс  межмерзлотный отта вщий слой 4 вмещает в сеО  фильтрационный поток, перенос щий

тепло. Дальнейшее оттаивание идет одновременно в двух направлени х - восход щем и нисход щем, что ускор ет процесс н обеспечивает увеличенную глубину нижней границы 12 талого сло .

Оттаивание сло  льда 9 в трещине 3 сопровождаетс  обрушением и разрыхлением вышележащих отта вших обломочных пород , в результате чего образуетс  слой 4 повыщенной водопроницаемости.

По мере увеличени  мощности образуемого талого сло  4, повышени  его водопроводимости гидравлический уклон питаемого и дренируемого фильтрационных потоков уменьшаетс , динамический уровень в питающей скважиие 2 опускаетс  ниже поверхности земли 11. После этого термоизолированные трубы 6 извлекают, а подачу воды продолжают иутем свободного налива в питающие скважины, достига  дальнейщего увеличени  мощности талого сло  4 и углублени  подошвы этого сло .

Принципиальное отличие предлагаемого способа от известных заключаетс  в том, что слой талых горных пород дл  горизонтальной фильтрации воды, перенос щий тепло, образуетс  при помощи гидроразрыва водой и оттаивание распростран етс  от этого сло  не только вниз, но одновременно и вверх, а водопроницаемость талого

сло  увеличена.

Claims (2)

1.Способ гидравлического оттаивани  горных пород, заключающийс  в том, что

бур т питающие и дренажные скважины, иомещают в них нагнетательные и иерфорированные трубы соответственно и нагнетают в питающие скважины воду и откачивают ее из дренажных скважин, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности оттаивани , в иагиетательные трубы, которые выполнены термоизолированными , нагнетают воду температурой

1-3°С до распространени  горизонтальной льдозаполненной трещины гидроразрыва за дренажные скважины, после чего в эти же трубы нагнетают воду темиературой 25- и одновре.менпо откачивают ее через

перфорированные трубы.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в случае излива из горных пород воды температурой 1-3°С ее нагнетают периодически в течение 5-10 мин с перерывами на 10-20 мин.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Труды ВНИИ-1. Т. 30, Магадан, 1970, с. 332-335.

2. Труды ВНИИ-1. Мерзлотоведение. Т. 26, раздел III, Магадан, 196,7, с. 65-86 (прототип).