Файл: Павлов, А. В. Искусственное оттаивание мерзлых пород теплом солнечной радиации при разработке россыпей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 84
Скачиваний: 0
чение всего летнего сезона.В этом случае целесообразно повторно использовать пленочные покрытия, особенно при раз работке участков с повышенной льдистостью пород, прилегающих к скло нам северной экспозиции, а также при ускоренной обработке отдельных уча стков полигонов, проходке канав, тран шей, котлованов.
На организованной в 1969 г. серии площадок 14—17, оборудованных на слабоувлажненных (ш=13%) крупно скелетных породах, изучалось влияние покрытий из полихлорвиниловой плен ки В-118 и поверхностного засоления пород (с расходом соли 2,5 и 5 кг/м2) на скорость их оттаивания.
Поверхность экспериментальных площадок посыпали солью до начала сезона оттаивания (7 мая) и заливали водой (при температуре 1—3°) из рас чета 5—10 л/м2. Такое засоление бы ло вызвано тем, что в условиях приис ка невозможно было приготовить рас сол в значительных количествах.
Метеорологические условия в пе риод проведения опытов характеризо вались довольно устойчивым потепле нием в весенний период (май). До июня осадки не выпадали (табл. 33).
Засоление способствовало повыше нию температуры поверхности пород (табл. 34), наиболее заметному в мае и начале июня, до 4,4°. В остальное вре мя разница в температурах не превы шала 1,5—2,5°.
В начале сезона оттаивания поверх ностное засоление способствует сущест венному увеличению теплового потока в мерзлую породу на 14,5 % по сравнению с естественными условиями (табл. 35). Особенно сильное влияние оказы вает засоление на испаряющую способ ность поверхности — затраты тепла на испарение в этот период ниже, чем с открытой поверхности, в 2,2 раза. Более высокая температура поверх ности является причиной значительно-
Рис. 19. График обеспе ченности промывочных приборов готовыми к выемке запасами С\ (тыс. м3) к началу се зона разработки в усгювпях прииска Кулар.
1 — без применения пле нок; 2 — при покрытии по
лигонов пленкой 0,06 мм;
з — то же, 0,12 мм
Рис. 20. Трудоемкость бульдозерной разработ ки пород С2 (количест во машино-смен бульдо зера Д-271 на 1 тыс. м* разрабатываемых пород) в условиях прииска
Кулар
1 — без |
применения пле |
нок; |
2 — при покрытии |
полигонов полиэтиленовой пленкой 0,06 мм; 3 — то же, 0,12 мм.
101
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 33 |
|
|
Метеорологические условия в период наблюдений на площадках 14—17 в 1069 г. |
|
|||||||
|
|
|
Май |
|
|
Июнь |
|
|
|
Июль |
Показа- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тели |
10— 15 |
16— 20 |
21— 25 |
26— 31 |
1— 5 6— 10 11 — 15 |
16— 20 |
21— 25 |
26— 30 |
1— 5 |
5— 10 . 11 — 15 |
|
||||||||||
^вз> |
С |
- 4 ,2 |
- 1 ,4 |
1 ,6 |
ZB3, |
мб |
3,4 |
4,8 |
6 ,6 |
u l t |
м/с |
3,5 |
2,6 |
2,0 |
2,4 |
9,4 |
17,4 |
13,4 |
9,7 |
2,7 |
11,7 |
13,3 |
8,9 |
6 ,8 |
6,3 |
8 ,8 |
8,4 |
10 ,1 |
10 ,2 |
7,3 |
1 1 ,6 |
11,4 |
10 ,6 |
9,0 |
2,9 |
4,0 |
3,6 |
3,4 |
3,0 |
1,8 |
2,0 |
2,0 |
1,3 |
1 ,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 34 |
|
Температура поверхности на площадках 16 (эталонная), |
14 (засолена 5 кг/м2), 15 |
(засолена 2,5 |
кг/м2), |
||||||
|
|
|
|
17 (с пленкой В-118), °С |
|
|
|
||
|
|
Май |
|
|
|
Июнь |
|
|
Июль |
Площадка |
16 -20 |
21— 25 |
26— 31 |
1— 5 |
6— 10 |
11— 15 |
16— 20 21— 25 |
26— 30 1— 5 |
6 — 10 11— 15 |
10— 15 |
|||||||||
16 |
2,0 |
4,4 |
7,9 |
7,9 |
13,9 |
' |
20,3 |
18,8 |
13,0 |
5,2 |
14,8 |
17,0 |
12,3 |
1 1 ,6 |
14 |
3,2 |
6,4 |
10,5 |
1 1 ,1 |
18,3 |
|
22,6 |
19,5 |
14,4 |
5,4 |
15,6 |
19,0 |
13,1 |
1 2 ,1 |
15 |
2,9 |
6,0 |
10,3 |
10,3 |
15,5 |
|
22,4 |
19,0 |
14,3 |
5,4 |
16,2 |
' 18,7 |
13,6 |
1 1 ,8 |
17 |
|
|
|
— |
2 1,0 |
|
23,5 |
19,7 |
16,0 |
6,7 |
15,5 |
18,0 |
12 ,6 |
14,4 |
«
Т а б л и ц а 35
Составляющие теплового баланса поверхности площадок 16 (эталон
ная), 14 (засолена 5 |
кг/м2) и 17 |
(с пленкой В-118) |
в 1969 |
г. |
||||
Пло |
Период |
V |
S |
|
7эф |
P + L E |
9п |
t , °с |
|
|
|
|
|
||||
щадка |
|
кал/см2- |
Qc |
’ |
«с ' |
в0 •* |
Qe ’ |
ва |
|
|
•МИН |
% |
% |
|
% |
|
|
1 |
2 ' |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
16 |
Mas 11—15 |
0,404 |
20,3 |
9,6 |
30,7 |
43,8 |
12,4 |
|
14 |
|
|
21,7 |
8,1 |
36,4 |
18,5 |
15,2 |
|
16 |
Май 16—20 |
0,395 |
8,1 |
26,8 |
28,8 |
26,3 |
8,1 |
|
14 |
|
|
11,4 |
18,2 |
39,8 |
20,5 |
10,1 |
|
16 |
Май 21—25 |
0,397 |
7,1 |
27 2 |
25,7 |
Зо,о |
7,0 |
|
14 |
|
|
10,1 |
22,8 |
35,8 |
21,9 |
9,3 |
|
16 |
Май 26—31 |
0,415 |
5,8 |
24,6 |
18,1 |
47,2 |
8,9 |
|
14 |
|
|
8,9 |
23,8 |
50,0 |
8,7 |
8,2 |
|
16 |
Июнь 1—5 |
0,531 |
6,4 |
36,5 |
24,4 |
25,2 |
7,5 |
|
14 |
|
0,517 |
11,4 |
28,8 |
37,8 |
13,9 |
8,1 |
|
17 |
|
0,531 |
25,2 |
20,2 |
34,8 |
0 |
19,8 |
|
16 |
Июнь 6—10 |
0,519 |
8,7 |
28,1 |
15,0 |
32,0 |
10,4 |
|
14 |
|
0,518 |
11,8 |
31,8 |
23,5 |
22,4 |
10,0 |
|
17 |
|
0,518 |
22,0 |
26,8 |
30,5 |
0 |
21,2 |
|
16 |
Июнь И —15 |
0,436 |
8,9 |
29,8 |
34,4 |
21,6 |
6,9 |
|
14 |
|
0,437 |
14,2 |
23,4 |
37,4 |
18,1 |
7,1 |
|
17 |
|
0,436 |
21,1 |
15,8 |
32,4 |
16,0 |
14,6 |
|
16 |
Июнь 16—20 |
0,285 |
9,8 |
26,0 |
28,8 |
28,8 |
3,1 |
|
14 |
|
0,281 |
10,3 |
19,5 |
52,0 |
11,4 |
6,8 |
|
17 |
|
0,300 |
20,7 |
10,3 |
30,0 |
31,0 |
7,7 |
|
16 |
Июнь 21—25 |
0,074 |
17,5 |
37,8 |
62,0 |
29,0 |
13,5 |
|
14 |
|
0,070 |
10,0 |
25,7 |
37,2 |
12,8 |
14,3 |
|
17 |
|
0,070 |
21,4 |
34,3 |
30,6 |
8,0 |
5,7 |
|
16 |
Июнь 26—30 |
0,250 |
10 |
|
24,8 |
19.4 |
38,8 |
8,8 |
14 |
|
0,249 |
9,2 |
28,9 |
25,1 |
29,3 |
8,4 |
|
17 |
|
0,250 |
22,0 |
16,5 |
30,0 |
21.8 |
19,7 |
|
16 |
Июль 1—5 |
0,258 |
9,3 |
24,8 |
27,9 |
36,1 |
4,2 |
|
14 |
|
0,253 |
9,9 |
16,6 |
49,8 |
15,8 |
7,9 |
|
17 |
|
0,261 |
18,8 |
13,4 |
27,1 |
30,0 |
10,7 |
|
|
|
|
|
|
О к о н ч а н и е табл. 35 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
||
К) |
Июль 6—10 |
0,224 |
12,0 |
17,0 |
37,5 |
33,9 |
7,1 |
14 |
|
0,221 |
8,6 |
10,0 |
37,5 |
30,3 |
4,5 |
17 |
|
0,222 |
18,1 |
21,3 |
36,1 |
15,0 |
9,5 |
1Г> |
Июль 11—15 |
0,278 |
14,0 |
14,0 |
38,0 |
59,5 |
4,3 |
14 |
|
0,270 |
6,7 |
14,0 |
38,9 |
34,4 |
5,9 |
17 |
|
0,278 |
19,8 |
14,0 |
37,0 |
22,7 |
6,5 |
16 |
Среднее |
|
9,8 |
21,8 |
27,4 |
33,1 |
7,9 |
14 |
|
— |
11,5 |
24,1 |
38,3 |
17,1 |
8,9 |
17 |
|
— |
21,4 |
20,4 |
25 |
18,2 |
15,0 |
го увеличения потерь тепла при турбулентном теплообмене, которые возрастают в 1,57 раза (с 25,8 до 40,5% от величины потока суммарной радиации). Меньшее воздействие оказывает засоление на радиационный теплообмен поверхности пород с атмосферой. Так, отражение засоленной поверхности всего на 26% выше, чем с естественной (альбедо площадки 14 соста вило 13%, площадки 16—10%), излучение же практически одинаково на обеих площадках.
В период отсутствия дождей (первая половина июня), не смотря на значительную разницу в величине составляющих внешнего теплообмена на различных площадках, засоление не оказало заметного отепляющего воздействия — тепловые по токи в породу практически совпадали. В это время очень вели ка эффективность пленочных покрытий — под пленкой тепло вой поток в почву увеличился в 2,23 раза по сравнению с естест венными условиями.
Изменение составляющих теплового баланса поверхности, покрытой пленкой, сказалось, с одной стороны, на увеличении расхода тепла за счет отражения — в 2,85 раза (с 8,0 до 22,8%) и конвективного теплообмена — 1,18 раза (с 27,9 до 32,6%). С другой стороны, расход тепла на испарение влаги с поверх ности снизился в 5 раз (с 26,3 до 5,3% от потока суммарной ра диации), эффективное излучение уменьшилось в 1,5 раза.
С середины июня и до конца наблюдений засоление поверх ности дало небольшой положительный эффект —тепловой поток в породу оказался на 18% выше, чем в естественных условиях. Увеличение потока было вызвано значительным сокращением испарения с засоленной поверхности. На засоленной площадке 14 расход тепла на испарение влаги составил всего 22,3 по срав нению с 37,7% в естественных условиях, т. е. в 1,69 раза мень ше. Остальные составляющие теплообмена поверхности площа док 14, 16 различались незначительно.
104