Гидрооттайка

ГИДРООТТАЙКАГИДРООТТАЙКА (а. hydrodefrostation; н. Hudroauftauen; ф. deсоngelation hydraulique; и. desсоngelacion hidreulica) — способы оттаивания рыхлых (песчаных и крупнообломочных) мёрзлых пород, основанные на теплоотдаче искусственных фильтрационных потоков воды. Ведущий механизм переноса тепла — вынужденная конвекция.

Различают способы гидрооттайки: фильтрационно-игловой (напорно-фильтрационный), или игловую гидрооттайку; фильтрационно-дренажный; дождевально-инфильтрационный.

Игловая гидрооттайка — наиболее распространённый способ быстрого оттаивания мёрзлых рыхлых пород, подготовки их к дражной, бульдозерной и экскаваторной разработке. Оттаивание пород происходит за счёт тепла подогретой до температуры свыше 2 °С воды или водяного пара, нагнетаемых в трубы-иглы (рис.). Установка игл, как правило, совмещается с процессом бурения скважин. Буровая штанга после окончания работ по бурению подключается к гидравлической сети и служит в качестве иглы (буровая коронка имеет специальную конструкцию). Реже, когда бурение производят со значительным опережением, буровые штанги извлекают и заменяют иглами — составными (на ниппельных соединениях) стальными или пластмассовыми трубами наружным диаметром 34 или 42 мм. Время действия (выстойка) игл изменяется в зависимости от условий работ от 7-12 дней до 2-3 месяцев; шаг расстановки игл (I) в зависимости от заданной глубины оттаивания и водопроницаемости пород 2,5-15 м; расстояние между рядами игл 0,871=2,2-13 м; глубина погружения игл определяется заданной глубиной оттаивания; расход воды на иглу (0,2-4 м3/ч) зависит от водопроницаемости пород, шага расстановки и заданного времени оттаивания. Объём талых пород обусловливается количеством игл, расстоянием между ними, глубиной погружения (Н). Максимальный напор воды у входа в иглу до 1,5 Н. Наиболее благоприятный для игловой гидрооттайки коэффициент фильтрации горных пород не менее 20-30 м/сутки (при относительно ровной земной поверхности). Естественный подогрев воды происходит в водохранилищах с большой площадью поверхности и незначительной глубиной. Наиболее полное использование тепла воды достигается при её t до 25 °С.

Фильтрационно-дренажное оттаивание мёрзлых пород производится за счёт тепла, отдаваемого им фильтрационным потоком, распространяемым от оросительных выработок к дренажным; необходимый напор создаётся разностью уровней воды в системах этих выработок. Фильтрационно-дренажный способ гидрооттайки применяется при необходимости обработки значительных площадей с хорошо фильтрующими породами; процесс отличается большой продолжительностью.

При дождевально-инфильтрационном способе гидрооттайки — вода равномерно разбрызгивается дождевальными установками над обрабатываемым участком, инфильтруется через толщу пород и стекает в дренажные выработки, откуда после отстоя может снова подаваться в установку. Этот способ применяют на участках, имеющих неровную поверхность, сложенную песчано-гравийно-галечниковыми отложениями, с хорошей (в талом состоянии) фильтрационной способностью (коэффициент фильтрации не менее 49-50 м/сутки). По интенсивности дождевально-инфильтрационный способ оттаивания близок фильтрационно-дренажному.

Гидрооттайка широко применяется при разработке россыпных месторождений Северо-Востока и Дальнего Востока СССР, а также при подготовке оснований для строительства промышленных и гражданских сооружений (Воркута, Норильск, Магадан и др.).