книги из ГПНТБ / Зимние способы добычи и хранения глины П. В. Силкин. 1960- 11 Мб

Глава II

СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ ГЛИНЯНЫХ КАРЬЕРОВ, СВЯЗАННЫЕ С СОХРАНЕНИЕМ ТЕПЛА, НАКОПЛЕННОГО

ГРУНТОВОЙ МАССОЙ В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД

В соответствии с принятой классификацией из известных в на­ стоящее время способов укрытия и утепления разрабатываемых грунтов и карьеров -в зимнее время к I группе относятся:

а) упрощенные способы предохранения от промерзания по­ верхности разрабатываемого карьера, котлована или траншеи пу­

тем пахоты и боронования с осени, а также снегозадержания в зим­ нее время; .при этом возможно частичное укрытие поверхности утеп­ ляющими материалами, позволяющими сохранить тепло, накоплен­ ное грунтовой массой в летнее время с минимальными затратами

(способ 1), или путем образования ледяной корки и воздушного слоя между поверхностью грунта и слоем льда (способ 2);

б) способы предохранения поверхности карьера, котлована или

траншеи от промерзания путем сплошного укрытия мягкими утеп­ ляющими материалами (опилки, торфяная мелочь, просеянный шлак котельный, сухая древесная листва и т. п.) (способ 3);

в) способы, при которых предохранение всей поверхности карьера, котлована или траншеи от промерзания производится од­ ним из перечисленных способов (1, 2, 3) с укрытием только фронта

вся поверхность карьера, котлована или траншеи предохраняется от промерзания при помощи сплошного канатно-подвесного укрытия (способ 6) или сплошного жесткого укрытия с использованием ин­ вентарных сборно-разборных легких ферм разной конструкции (спо­

соб 7).

Общим для всех перечисленных способов является принцип со­ хранения накопленного тепла при помощи тех или иных мероприя­ тий, что и позволяет эти способы объединить в одну группу. Выбор

одного из указанных способов, пригодных в заданных горногеологи­

ческих условиях, производится на основе сравнения технико-эконо­

мических показателей каждого, с учетом наличия на месте необхо­

40

димых материалов и средств, а также климатических особенностей данного района.

Для каждого из перечисленных способов объем горноподгото­ вительных работ с осени и зимой будет разный, соответственно и размер удорожаний, приходящихся на 1 м3 талой глины, добы­

ваемой зимой, также будет разный. Указанное различие и основные

постоянно действующие факторы, влияющие на экономическую эф­ фективность каждого из способов I группы приведены выше, а также при описании каждого способа. Здесь необходимо лишь от­ метить, что экономическая эффективность любого способа I группы зависит главным образом от глубины промерзания карьера без утепления его поверхности, а это в свою очередь является функцией общего количества отрицательных градусо-дней в том или ином климатическом районе и величины разрабатываемого' уступа.

При составлении проекта организации работ по добыче талой глины зимой способами I группы должны быть в комплексе решены вопросы транспортирования глины в незамороженном состоянии до

приемного отделения завода, а также выбор основного землерой­ ного оборудования и другие, вытекающие из принятого способа и необходимого объема добычи в заданных условиях, причем предо­ хранение глины от промерзания в пути при значительных расстоя­

ниях транспортирования ее из карьера зимой является наиболее серьезным и в зависимости от принятого вида транспорта осуще­ ствляется по-разному.

Утепление глины в карьере способами I группы производится

разными материалами или непосредственно путем укладки утепли­

теля по вскрытой поверхности карьера или по предварительно уло­ женному настилу. В том и другом случае толщина утепляющего слоя зависит от многих факторов, в том числе от:

теплозащитных свойств утепляющего материала;

количества градусо-дней с отрицательной температурой;

наличия и величины снежного покрова;

возможного увлажнения утепляющего материала атмосфер­ ными осадками;

способов подготовки поверхности карьера перед укладкой утеп­ ляющего слоя (рыхление, боронование);

наличия и величины воздушного слоя между поверхностью

карьера и утепляющим слоем;

структуры и влажности глины, находящейся в естественном со­

стоянии в карьере и др.

Толщина утепляющего слоя тех или иных материалов может быть установлена как опытными наблюдениями, так и расчетным путем. При этом принцип расчета толщины утеплителя сводится к замене термического сопротивления промерзающего слоя глины в карьере равным термическим сопротивлением утеплителя. В на­ стоящее время предложено значительное количество формул для

расчета толщины слоя утеплителя в разных климатических условиях при различных способах укрытия. Некоторые из них приведены ниже.

41

Указаниями по предохранению грунтов и грунтовых оснований от промерзания при однослойном утеплении из заданного материа­ ла толщина слоя утеплителя определяется по формуле

ций]; /7ут— глубина промерзания утепленного грунта (при данном

Европейской части Союза.

42

Если утепление состоит из нескольких слоев, материал которых известен, то тогда задаются толщинами этих слоев, а толщину по­

следнего (верхнего) слоя определяют по формуле (4).

Если для утепления поверхности карьера применяются мате­ риалы, не'указанные в табл. 8, то соответствующее значение коэф­ фициента Р„ определяется по> формуле:

грунтов в зависимости от их влажности приведены в табл. 10.

Таблица 10

Значение X, t и др. для некоторых грунтов

43

Продолжение табл. 10

толщину слоя утепляющих материалов можно определять по. фор­ мулам:

Т— средняя температура воздуха для расчетного перио­ да зимы в град.;

п—число дней с отрицательной температурой;

44

с — коэффициент, учитывающий влияние снежного по­ крова на глубину промерзания;

^уол—коэффициент, учитывающий уплотнение утепляю­ щих материалов при проходе экскаватором и тран­

спортными средствами; при экскаваторах с нижним черпанием т(упл = 1,3; при экскаваторах с верхним черпанием т(упл = 1,0.

Формулой (26) следует пользоваться в тех случаях, когда имеется график промерзания глины по месяцам или другие дан­ ные об изменении глубины промерзания глины, а формулой (27) — когда эти данные отсутствуют.

Толщина слоя утеплителя в различные периоды зимы с учетом

снегового покрова и коэффициента запаса для ступенчатого утеп­

ления глиняных карьеров в условиях средней полосы Европейской части СССР приведены на рис. 9.

Рис. 9. График для определения толщины слоя опилок при утеплении карьеров, расположенных в центральных районах Европейской части СССР

/—при разработке карьеров многоковшовым экскаватором с нижним черпанием; 2—при разработке карьеров многоковшовым экскаватором с верхним черпанием

Величина снегового покрова, среднемесячной температуры и число дней с отрицательной температурой для некоторых пунктов

45

Снеговой покров, среднемесячная температура и число дней с отрицательной температурой для некоторых пунктов СССР

§ 6. Предохранение поверхности карьера от промерзания упрощенными способами (способ I)

В соответствии с объемом добычи зся площадь карьера, пред­ назначенная для разработки -в зимнее время, разбивается на прямо­ угольники шириной, равной рабочим параметрам одноковшовых

экскаваторов, работающих с одной стоянки, или равной длине фронта многоковшового экскаватора, передвигающегося по путям взад и вперед по расчету. Размер и количество прямоугольников или участков зависят от принятой ширины разрабатываемого забоя,

а длина их — от рельефа и формы участка, а также от объема до­ бычи, что в свою очередь является функцией глубины разрабатыва­

емого уступа.

Подлежащий рыхлению и утеплению участок разбивается,

кроме того, на отдельные зоны, подлежащие разработке в разное

время зимнего периода. Желательно1, чтобы отведенный для зимней разработки участок имел прямоугольную форму, вытянутую вдоль фронта работ. Тогда и зоны карьера, разрабатываемые з разные

месяцы, будут представлять собой более удобные для работы узкие

•прямоугольники, также вытянутые вдоль фронта работ. С осени до наступления заморозков снимается верхний растительный слой и отвозится в те места карьера, где глина уже выбрана. Эта работа

должна быть механизированной и производиться бульдозером или скрепером, если расстояние перемещения грунта свыше 100 м. За­ тем производится рыхление поверхности карьера указанными далее способами, а если требуется, то она дополнительно засыпается утепляющими материалами. Вопрос о дополнительном количестве

тех или иных материалов решается проектом организации работ

с учетом местных климатических особенностей. Сильно увлажнен­ ные глины требуют двукратного рыхления, что значительно пони­ жает поверхностную влажность.

В целях предохранения поверхности разрабатываемого откоса

от промерзания во время перерывов в работе с осени необходимо заготовить в нужном количестве утепляющие средства —соломен­ ные или камышитовые маты, брезентовые укрытия, состоящие из двух слоев брезента с прошивкой между ними строительного вой­ лока, древесных стружек или минерального' утеплителя. Применение

для этой цели мешкоз с опилками не рекомендуется, так как они,

увлажняясь, теряют свои теплозащитные свойства. Откос разра­ батываемого уступа можно также утеплять сухими просеянными спилками или сухим торфом, которые идут в производство вместе с глиной. Границы зон и участков отмечаются контрольными ко­ лышками.

Организация работ по добыче талой глины зимой в карьере по способу 1 отличается от организации добычи в летнее время тем,

что вся поверхность карьера предохраняется от промерзания путем обработки ее пахотой, боронованием и снегозадержанием. В целях

сокращения затрат по утеплению поверхности карьера опилками или другими материалами, а также уменьшения трудоемкости ра­

48