Способ оттаивания мерзлого грунта

(51) 02 3/11 (2006.01) 02 5/30 (2006.01) 02 1/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задача изобретения - разработка мерзлого грунта путем послойного прогрева непрерывным потоком теплоносителя постоянной температуры с одновременным удалением оттаявшего слоя грунта,обеспечивающего снижение времени прогрева,расхода топлива, трудоемкость разработки. Способ оттаивания мерзлого грунта,включающий прогрев мерзлого грунта,отличающийся тем, что прогрев осуществляют послойно, непрерывным воздействием на грунт потоком теплоносителя постоянной температуры,оттаивания мерзлого грунта способом поверхностного прогрева, отличающиеся тем, что с целью повышения производительности при одновременном сокращении энергозатрат оттаивание грунта осуществляют постоянным воздействием теплового потока, получаемого факелом пламени, от сжигание жидкого топливо в горелке, установленной под углом 17-20 с поверхности грунта, затем осуществляют срез оттаявшего грунта на глубину 210-3 м, и одновременно осуществляют удаление оттаявшего грунта слоями, далее цикл повторяют.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) В.Н. Сизов. Пособие по производству строительно-монтажных работ в сельских районах в зимнее время. М. Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строиматериалам, 1963, с.183(54) СПОСОБ ОТТАИВАНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА(57) Изобретения Способ оттаивания мерзлого грунта относится к области производства строительных работ и может быть использовано при разработке выемок, добыче инертных материалов,россыпных месторождений в зимнее время, а также в условиях вечной мерзлоты. Изобретения относится к области производства строительных работ и может быть использовано при разработке выемок, добыче инертных материалов,россыпных месторождений в зимнее время, а также в условиях вечной мерзлоты. Известен способ разработки мерзлого грунта путем выполнения в грунте щели, прорезанной по контуру трением на глубину 0,1-0,2 м, заливки электролита и пропускания электрического тока,которые осуществляются циклическим чередованием их с разработкой и удалением оттаянного грунта /А.с. СССР 702128, кл. Е 02 5/30, 1979/ Недостатком этого способа является высокая энергоемкость и трудоемкость процесса оттаивания и вероятность поражения электрическим током и отравления электролитом обслуживающего персонала. Известен способ разработки мерзлых грунтов,заключающийся оттаиванием грунта в режиме нагревателя,который ведется до стадии,определяемой заданным радиусом оттаивания,после чего с электродов снимают напряжение и окончательное оттаивание ведут в режиме электродного оттаивания, осуществляя подачу напряжения на электроды сменных нагревателей(А.с. СССР 823511, кл. Е 02 5/30, 1981). Недостаток известного способа разработки состоит в расходе большого количества электроэнергии и в трудоемкости процесса. Ближайшим аналогом изобретению является способ разработки мерзлого грунта путем поверхностного прогрева жидким топливом при помощи горелок, соединенных с топливным баком(В.Н. Сизов. Пособие по производству строительномонтажных работ в сельских районах в зимнее время. М.,Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и стройматериалам, 1963, с.183). Прогрев грунта осуществляют путем передачи тепла от верхнего разогретого слоя к нижнему. Затем оттаявший грунт удаляют. Расход топлива /солярного масла/ на прогрев грунта составляет 4-5 кг на 1 м 3 грунта, а время прогрева составляет 15-16 часов. Недостатком данного способа является длительность оттаивания, большой расход топлива и снижение скорости оттаивания с увеличением глубины оттаивания. Задача изобретения - разработка мерзлого грунта путем послойного прогрева непрерывным потоком теплоносителя постоянной температуры с одновременным удалением оттаявшего слоя грунта,обеспечивающего снижение времени прогрева,расхода топлива, трудоемкость разработки. Для этого в способе разработки мерзлого грунта,включающем прогрев мерзлого грунта и удаление оттаявшего грунта, согласно изобретению, прогрев осуществляют послойно,непрерывным воздействием на грунт потоком теплоносителя постоянной температуры и одновременно осуществляют удаление оттаявшего грунта слоями. Использование изолирующего кожуха способствовало поддержанию постоянной температуры прогрева участка. Экспериментально установили, что горячий воздух, проходящий по низу кожуха отогревал заданный участок грунта на глубину 210 м в течение 2 мин. Одновременно отвалом бульдозера срезали оттаявший слой грунта. Чередованием циклов прогрева и срезания оттаявшего грунта достигали прогрева грунта на требуемую глубину. Для заданного отогреваемого участка, равного отвалу бульдозера температура воздействия теплого потока постоянная и равна температуре пламени факела. При подаче на отогреваемую поверхность теплого потока в результате его теплообмена с мерзлым грунтом, начиналось таяние верхнего слоя мерзлоты. Для доказательства зависимости глубины прогрева грунта от времени воздействия теплого потока построили кривую протаивания. Для чего задавались, различным временем, воздействия теплового потока 1 мин, 2 мин, 3 мин, 4 мин,мин и измеряли глубину прогрева грунта. Способ оттаивания мерзлого грунта,включающий прогрев мерзлого грунта,отличающийся тем, что прогрев осуществляют послойно, непрерывным воздействием на грунт потоком теплоносителя постоянной температуры,оттаивания мерзлого грунта способом поверхностного прогрева, отличающийся тем, что с целью повышения производительности при одновременном сокращении энергозатрат оттаивание грунта осуществляют постоянным воздействием теплового потока, получаемого факелом пламени, от сжигания жидкого топлива в горелке, установленной под углом 17-20 С поверхности грунта, затем осуществляют срез оттаявшего грунта на глубину 210-3 м, и одновременно осуществляют удаление оттаявшего грунта слоями, далее цикл повторяют. Экспериментально доказано, что горячий воздух отогревает заданный участок грунта на глубину 210-3 м в течение 2 мин. Дальнейшее многократное увеличение времени прогрева мерзлого грунта не дает такого же прироста талого грунта. На фиг.1 представлен график зависимости глубины оттаивания грунтаот времени прогрева Т. Способ осуществляют следующим образом. Прогрев мерзлого грунта осуществляют потоком теплоносителя, полученным от сжигания жидкого топлива, которое поступает в форсунку самотек от топливного бака, например, трактора или бульдозера. Выходящий под давлением 1,0 атм.факел пламени подхватывается струей воздуха,поддаваемой с помощью дутья гидродвигателем,и распространяется по отогреваемой поверхности грунта. Отогреваемый участок поверхности заключают в теплозащитный кожух, предотвращающий утечку тепла, что способствует поддержанию постоянной температуры прогрева участка. При подаче на отогреваемую поверхность потока теплоносителя в 2 результате его теплообмена с мерзлым грунтом,начинается таяние верхнего слоя мерзлоты. Одновременно отвалом бульдозера срезается оттаявший слой грунта. Срезая и удаляя оттаявшие слои грунта, достигают прогрева на требуемую глубину. Для заданного отогреваемого участка температуру теплового потока поддерживают постоянной, равной температуре пламени факела. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ послойно, непрерывным воздействием на грунт потоком теплоносителя постоянной температуры, с поверхностным прогревом, оттаивание грунта осуществляют постоянным воздействием теплового потока, получаемого факелом пламени, от сжигания жидкого топлива в горелке, установленной под углом 17-20 С к поверхности грунта, затем осуществляют срез оттаявшего грунта на глубину 210-3 м, и одновременно осуществляют удаление оттаявшего грунта слоями, далее цикл повторяют. Способ оттаивания мерзлого грунта,включающий прогрев мерзлого грунта,отличающийся тем, что прогрев осуществляют