Водооттайка мерзлых пород канавами

16.06.2018
Этот способ основан на естественном просачивании воды из неглубокой оросительной канавы, расположенной по увалу на возвышенной части россыпи, в глубокую водосточную (дренажную) канаву, пройденную по пойме долины (рис. 153). Водосточную канаву вначале проходят на глубин у талого слоя, т. е. примерно на 2—3 м, а в последующие годы ее углубляют до кровли пласта или плотика. Вода просачивается вначале по верхним талым слоям, оттаивая нижележащие мерзлые породы. Постепенно вода просачивается в нижние слои, и верхняя граница мерзлой породы опускается, увеличивая мощность талого слоя в промежутках между этими канавами. Для успешной оттайки необходимо, чтобы превышение между уровнями питания и выхода водного потока было более 2—3 м и теоретический уклон потока был более 0,02—0,04; глубина канавы была более 4 м, т. е. превышала глубину зимнего промерзания и составляла не менее 2/3 общей мощности оттаиваемой россыпи; наносные отложения должны быть сложены из крупнозернистых промывистых пород с большим коэффициентом фильтрации. Водооттайке канавами обязательно предшествует вскрыша торфов для удаления верхнего растительного слоя, а также илистых и глинистых пород до речников. Этот способ оттайки успешно применяется, когда вода имеет достаточно высокую температуру, т. е. выше 5° С в течение 100 суток. При разработке мерзлой россыпи на р. Омчак проходят оросительную канаву глубиной 0,7—1 м (см. рис. 153), а водосточную дренажную канаву в 70—120 м от оросительной. Водосточная канава выводит воду на поверхность в русле реки. Длина этой канавы определяется по уравнению (16). Таким способом оттайки при коэффициенте фильтрации пород в талом состоянии 250 м/сутки за три летних сезона удалось оттаять россыпь на глубину до 5—7 м.

На широких россыпях от водоподводящей канавы через 40—60 м проходят поперечные распределительные канавы, причем их не доводят до водосточной канавы на 30—50 м. Глубина этих канав не более 0,7 м, проходят их бульдозерами. Распределительные канавы сокращают для воды путь просачивания, благодаря чему ускоряется оттайка. Вода в распределительных канавах не проточная, поэтому они быстро заиливаются, отчего уменьшается просачивание воды через дно и стенки канавы. Поэтому распределительные канавы через каждые 2—3 недели очищают бульдозером.

Для снижения затрат на оттайку нужно подавать воду, предварительно отстоявшуюся в старых разрезах и имеющую твердый осадок менее 0,5 г/л.

Наличие распределительных канав позволяет увеличить расстояние между водоподводящей и водосточной канавами на 150—250 м. За три летних сезона этим способом при тех же коэффициентах фильтрации оттаивали россыпь на глубину до 6—8 м. Таким образом, ежегодное нарастание талого слоя в этих условиях составляло 2—3 м.

Оттаянные породы зимой замерзают снова на глубину до 3 м. Для того чтобы ускорить их оттаивание, осенью перед наступлением зимы углубляют водосточную канаву, чтобы уровень подземных вод в талом слое был ниже глубины зимнего промерзания. В этом случае промерзший слой сохраняет поры, что ускоряет просачивание весной воды из водоподводящей канавы и под воздействием солнечного тепла и теплопередачи от просачивающегося водного потока оттайка зимней мерзлоты завершается за один месяц.

Водооттайку канавами обычно начинают с 25—30 мая, прекращают 10—15 сентября.

В головной части водоподводящей канавы устраивают щитовой затвор, а в распределительные канавы вода поступает через уложенные в перемычку трубы (рис. 153), которые можно легко перекрывать для регулирования подачи воды. Во время паводка и после ливней канавы часто размываются и заиливаются, вследствие чего их приходится очищать и восстанавливать. Таким образом, при водооттайке канавами основные работы сводятся к проходке и очистке канав, к подводу и правильному распределению воды между ними и отводу воды с оттаиваемой площади. Наблюдение за оттайкой осуществляют с помощью контрольных скважин. Отвод воды из водосточной канавы на поверхность может быть осуществлен насосом.

Расход воды на оттайку 1 м3 мерзлых пород по приближенным подсчетам составляет 13—20 м3. Необходимый расход воды и продолжительность оттайки определяют исходя из количества воды, которая просачивается из водоподводящей канавы в водосточную, а затем устанавливают количество тепла, передаваемого водой мерзлой породе. Существующие способы расчета водооттайки канавами определяют эти величины приближенно, поскольку зимой поверхность оттаянных пород вновь замерзает. Поэтому срок оттайки и расход воды для каждой россыпи необходимо устанавливать опытным путем.

Стоимость оттайки канавами 1 м3 пород составляет 20—30 коп.

Данный способ водооттайки применяется на россыпях с благоприятным для проведения водоподводящей и водосточной канав рельефом и сложенных каменистыми промывистыми речниками мощностью до 5—6 м. Возможность оттайки на большую глубину должна быть установлена на основании опытных работ.

Применение оттайки канавами на россыпях, сложенных из слабоглинистых речников с коэффициентом фильтрации в талом состоянии 70—80 м/сутки, не дало положительных результатов. Данный способ неприменим при наличии в породах россыпи пропластка суглинка или глины, а также в наиболее северных районах. Часто водооттайка канавами сочетается с оттайкой водяными иглами, при этом игловую оттайку применяют на площадях с наиболее мощными мерзлыми наносами и неудобными для подвода канавами.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: