Водооттайка мерзлых пород дождеванием

16.06.2018
Данный способ основан на непрерывном разбрызгивании речной воды по подлежащей оттаиванию площади с помощью стационарных или передвижных дождевальных установок. Во время разбрызгивания вода нагревается на 1—2,5° С. Распыленная вода, просачиваясь по талому верхнему слою пород и перемещаясь под уклон поверхности или в расположенные вблизи канавы и старые разрезы, отдает свое тепло нижележащим мерзлым породам, и граница мерзлых пород постепенно понижается. Так, при температуре воздуха 19° С, а воды в реке 9° С температура падающей воды составляла 10,6° С, а слоя оттаиваемой земли на глубине 10 см достигала 11,6° С. Сбрасываемая в канаву вода имела температуру 4,8° С.

Стационарные дождевальные установки состоят из насосной установки, главного и распределительного водопровода. Вода разбрызгивается конусными распылителями с диаметром сопла (насадки) 8—15 мм, установленными на разводящем водопроводе. Высота разбрызгиваемой струи около 4—5 м. В этом случае один распылитель равномерно разбрызгивал воду на площади радиусом 8—9 м. Разводящий водопровод прокладывали с промежутками 15 м. Напор воды у распылителя достигал 40—60 м. В зависимости от водопроницаемости пород на 1 м2 поверхности разбрызгивали от 0,7 до 3 м3 воды в сутки.

Для разбрызгивания воды использовали передвижные дождевальные машины, установленные на тракторах Т-75. Установка имеет насос, которым забирают воду из канавы или из водопровода, а разбрызгивание воды в радиусе до 70 м производится вращающейся насадкой. Основные технические данные дождевальной машины ДДН-45: вес 650 кг, расход воды 31 л/сек, напор у насоса 55 м, средний радиус полива 62 м, площадь, орошаемая с одной установки, 1,2 га, средний слой осадков около 10 мм/ч, скорость вращения ствола 0,14 об/мин. Для дождевальной машины не нужен разводящий водопровод, поэтому породы можно отрабатывать слоями по мере их оттайки, что значительно ускоряет и несколько уменьшает стоимость работ по оттайке.

Лучшие результаты водооттайка дождеванием дает при применении на отвалах с малой льдистостью и значительной пористостью мерзлых пород. При мощности мерзлой толщи 4—8 м породы оттаивали в июне — июле по 0,3-0,4 м в сутки. При этом были получены следующие показатели на 1 м3 оттаянной мерзлоты: удельный расход воды 5,5 м3; электроэнергии 0,83 квт*ч; коэффициент использования тепла 0,6; трудоемкость 0,002 чел.-смен. Оттаиваемые площади располагались на возвышенности около старых разрезов, чем обеспечивалось усиленное просачивание разбрызгиваемой воды в нижележащие разрезы без проходки водосборной канавы;

Оттайка дождеванием имеет ограниченное распространение, наиболее выгодно ее применять для оттайки отвалов. Коэффициент фильтрации пород должен быть выше 50—70 м/сутки, а вблизи оттаиваемой площади необходимо иметь канавы или старые разрезы для стока отработанных вод. Растительный слой с оттаиваемой поверхности должен быть удален, а вода должна быть по возможности чистой.