Предохранение поверхности от промерзания

16.06.2018
В северо-восточных районах Сибири, где глубина зимнего промерзания в естественных условиях составляет 1,7—3,5 м и в редких случаях увеличивается до 4,5 м, важно на дражных разработках предохранять поверхность россыпи от промерзания. Выемка драгой мерзлых пород такой большой мощности без рыхления невозможна. Это задерживает пуск драг ранней весной и удорожает добычу песков, поскольку оттаивание зимней мерзлоты или рыхление стоит дорого. Поэтому площади, которые будут отрабатываться драгой весной и зимой, нужно предохранять от промерзания.

На россыпях Колымы проводили опыты по предохранению поверхности от промерзания покрытием полиамидной пленкой. До наступления морозов полотнище пленки укладывают на выровненную поверхность так же, как в весеннее время. В течение 3—4 недель после наступления морозов под пленкой сохранились талые породы при морозах до 27° С. При низких температурах пленка рвется.

В местностях, где снежный покров образуется с первыми морозами, предохранять поверхность от глубокого промерзания целесообразно снегозадержанием. Для этого до выпадения снега устанавливают щиты или укладывают валки из срубленных елок. Снег, переносимый ветром, скапливается в сугробах вдоль ограждений, установленных рядами, перпендикулярно господствующему направлению ветра.

Снегозадерживающие щиты обычно размерами 1х2 м изготовляют решетчатыми для лучшего задержания снега, из теса (1,5х5 см), который пришивают с промежутками от 5 до 15 см. При более редком расположении теса сугробы ложатся более полого. Щиты устанавливают по пять-шесть в ряд, после чего оставляют промежуток 15—20 м. Ряды устанавливают на расстоянии 15—30 м один от другого. Когда высота сугроба достигает 2/3 высоты щитов, их переставляют; за зиму щиты переставляют два — пять раз. Для снегозадержания на площади 1 га требуется 60—100 щитов. Вместо щитов могут быть использованы срубленные елки, которые укладывают валками с такими же промежутками. Извлекать елки из-под снега для последующей перестановки трудно. Снегозадержание можно производить также путем образования снежных валов тракторными валкообразователями.

Глубина зимнего промерзания при накоплении значительного слоя снега на Урале и в Сибири уменьшается в два раза, а на Колыме не более чем на 10%.

С предохраняемой площади переносят все зимние дороги и тропинки, поскольку снег на них уплотняется, отчего породы глубоко промерзают.

Весной до таяния снег убирают бульдозером на площадях, которые отрабатывают драгой ранней весной.

Площади россыпи с ровной поверхностью предохраняют от промерзания путем заливки водой осенью. Для задержания воды породы должны быть достаточно водонепроницаемыми. Образующийся с первыми морозами ледяной покров предохраняет поверхность от глубокого промерзания. Если подо льдом сохраняется слой воды, поверхность полностью предохраняется от промерзания. Для этого до наступления морозов бульдозерами обваловывают площадь насыпями высотой до 1,5—2,5 м и шириной 1 м. Валы располагают так, чтобы можно было затопить поверхность слоем воды 0,8—2 м. Вследствие уклона поверхности приходится огораживать валами площади размерами 30х100 м. Это расстояние можно установить по уравнению (155), принимая естественный подпор, равный нулю. Обвалованные площади заливают осенью водой по канавам или небольшими насосами. Вода не должна уходить из-подо льда, поэтому при утечке ее необходимо восполнять.

Если воду трудно удерживать подо льдом, то устанавливают на расстоянии 1,5—2 м треноги из забиваемых в почву жердей высотой до 2 м. Поверхность заливают водой и важно, чтобы во льду, удерживаемом жердями, не появлялись трещины. Предотвратить растрескивание льда трудно, что ограничивает распространение этого способа. В северных районах Колымы такой способ предохранения малоэффективен.

В районах, где сильные морозы наступают до образования снежного покрова, наиболее целесообразна заливка поверхности водой с последующим снегозадержанием.

Глубокое рыхление пород осенью тракторным рыхлителем уменьшает зимнее промерзание. До рыхления целесообразно удалить растительный слой и понизить уровень почвенных вод, чтобы он находился на 0,7—1 м ниже разрыхляемого слоя. Рыхление перекрестным способом на глубину до 0,6—0,8 м уменьшает зимнее промерзание в Забайкалье с 2,5—2,8 до 1,2—1,7 м, при этом весной в забое драги не образуется нависающий козырек мерзлоты; производительность драги достигает 80—90% среднегодовой. На россыпях Колымы рыхление уменьшает глубину промерзания на 0,3 м.

Проводятся опыты по предохранению поверхности от промерзания покрытием ее щитами из полистиролового пенопласта ПС-Б. Размеры щитов 1,8х2 м, толщина 15—25 см. По наблюдениям пенопласт уменьшает глубину промерзания на россыпях Колымы до 2—2,5 м по сравнению с обычной глубиной, равной 3,5-4,5 м в зависимости от толщины пенопласта. При толщине щитов 35 см порода промерзает не более чем на 1 м.

Проводятся опыты по покрытию поверхности пеной, образованной из эмульгатора Волгонат, изготовляемого Волгоградским химкомбинатом. Пена наносится при температуре не менее -10° С мороза отдельными слоями общей толщиной до 35—40 см. Она выбрасывается из насадки шланга от особой установки, включающей три насоса, компрессор и смесительную аппаратуру; общая установочная мощность 77 квт. Дальность выбрасывания пены 15 м, стоимость 1 м3 пены составляет 12—30 коп.

На дражных разработках при постройке плотин для обеспечения доступа значительная часть поверхности россыпи затопляется водой, что полностью предохраняет породы от промерзания.

При предохранении поверхности от промерзания созданием ледяного покрова необходимо весной принимать меры к скорейшему оттаиванию льда, для этого его посыпают золой или землей и в отдельных случаях подрывают.