Файл: Стафеев, П. Ф. Драгирование забайкальских россыпей опыт подготовки и разработки дражных полигонов в комбинате Балейзолото.pdf

Концы со по краям закрепляли па глубин) до 5 сиг и придавливали породой. По длинной стороне (полосы пленки накладывали н«нклест) пленку также пригружали породой. В центре каждого экспериментального участка устанавливали штыревые термометры или обо­ рудовали геотермические скважины. Аналогичные по­ сты наблюдении оборудовали на контрольных участ­ ках, расположенных от экспериментальных участков на расстоянии не менее 20 иг. Цикл измерений длился обычно 2 —3 дня, а на некоторых-участках период .за­ меров доходил до нескольких месяцев. Температуру из­ меряли круглосуточно черев каждые два часа, а в от­ дельных случаях только днем, поскольку дневной режим играет большое значение в общем теплообороте.

Для этого использовали следующие измерительные приборы: вытяжные термометры в эбонитовых трубках (ТПВ-50), электротермометры АМ-2М, почвенные тер­ мометры С. И. Савинова, штыревые термометры, спир­ товые низкоградусные термометры.

Регистрировали показания только после выдержки термометров в течение 2—3 суток. Выдержка геотерми­ ческих скважин достигала 1— 2 месяца, а замер в них па глубине более 1 м производили одни раз в неделю.

Участок россыпи драги «Г». Экспериментальная пло­ щадка, где измеряли глубину оттаивания и темпера­ турный режим пород, имела форму прямоугольника размером 120X120 м с ровной, очищенной от раститель­ ного покрова поверхностью. Участок, расположенный в районе разведочных линий № 61 (пробуренных в 1952 г,) п № 73 (1953 г.) (блоки № 12, 13, 14), намечался к. отработке драгой в 1968 году, В 1965—1966 гг, на -всей площади, пораженной многолетней мерзлотой, была проведена вскрыша торфов до песчано-галсчниковых отложений. Зимой вскрытый участок затапливался во­ дой. Экспериментальные площадки на участке были

оборудованы в 1966 году.

Перед укладкой пленки экспериментальную пло­ щадку предварительно выравнивали бульдозером и устраивали дренажную канаву. Здесь пленки (шири­ ной одной полосы 1,4 иг) укладывали сплошным по­ крывалом. Несмотря на сравнительно ровную поверх­ ность участка, между пленкой н породой оставалась воздушная подушка до 10—15 сиг.

/О

ческнн эффект покрытия в ночное время, ибо иод плен­ кой порода ночью остается «теплой».

Замеры температуры вытяжными термометрами по­ казали, что с увеличением глубины разница между среднесуточными значениями температуры пород под пленками и на контроле постепенно уменьшается и за­ тухает прирост тепловой энергии при применении во­ донепроницаемых покрытий. Аналогичная картина на-, блюдалась по данным замеров температуры по геотермическим скважинам, заложенным на глубину до 2 ,0 .-я.

тые пленками, оттаяли в среднем на глубину 1,5 м. Та­ кие же породы без покрытия оттаяли только на метр, а породы в естественном состоянии (под почвенно-рас­

породы — от 1,72 до 2,08 т/м3. Для определения влажно­ сти и объемного веса пород проходили шурфы на глу­ бину до 0,8 м. Кроме того, когда драга вынуждена отра­ батывать отдельные неподготовленные мерзлые участ­ ки, из черпаков ее отбирали пробу (куски мерзлой по­ роды с глубины до 9 м с ненарушенной структурой), образцы весом 4—5 кг очищали и взвешивали, определя­ ли объем и высушивали по известной в гидрогеологии методике. Всего было отработано более 100 образцов. Результаты определения весовой влажности и объемно­ го веса почти совпадали с данными гидрогеологически» отчетов. Следовательно, этим методом отбора проб мо­ жно пользоваться.

Действие полиэтиленовых пленок па оттаивание по­ род будет заметнее, если покрывать ими участки до на­ ступления положительных среднесуточных температур воздуха (ранней весной). Солнечные. лучи тогда лишь скользят по земной поверхности, а температура воз­ духа поднимается выше 0 только днем. Такое суждение основано на анализе условий теплообмена и подтвер­ ждается производственными наблюдениями. Ранней

77

воздух не уходит в атмосферу, поэтому здесь темпера­

температура становится положительной лишь во вто­

этот период пленочное покрытие в большей мере (по сравнению с летним периодом) способствует сокраще­ нию потерь тепла, вызываемых испарением влаги. С дру­ гой стороны, обилие осадков выпадающих в июле — ав­ густе (М-52%), и наличие полиэтиленового водонепро­ ницаемого экрана приводят к снижению поступления тепла в пнжнпе слои россыпи, приносимого инфильтрующпмп атмосферными осадками. Дождевые осадки испаряются с поверхности пленки, вызывая ее охлажде­ ние.'С повышением температуры воздуха под пленкой и наружного воздуха вполне возможен процесс вырав­ нивания потерь тепла, в результате интенсивность от­ таивания пород под пленкой будет падать. Эти сообра­ жения подтверждаются научно-исследовательскими данными п нашими наблюдениями.

В 1968 году на участке россыпи «Г» полиэтилено­ выми пленками были покрыты две соседние площадки, каждая в 6000 м2. Ровная поверхность россыпи осенью предыдущего года была разрыхлена па глубину 0,5 м. Для ускорения оттаивания сезонной мерзлоты в преде­

таиванием установили наблюдение. Всего было сдела­ но 30 замеров глубины оттаивания металлическими щупами и проходкой шурфов. Данные показали, чго применение пленочного покрытия в марте способство­ вало более раннему по времени оттаиванию мерзлых пород.

Аналогичная задача ставилась при устройстве эк­ спериментальных площадок на участках драг «В» н «Б», где также было установлено, что оттаивание пород под пленкой началось в конце марта н начале апреля. К концу марта породы под пленочным покрытием от­ таивали на 14,6—16,2 см, в то время как в естественных

78

условиях оттаивания не наблюдалось. В апреле поро­ ды под пленкой оттаивали на 50—60 см, а в естествен­

следования по выяснению интенсивности оттаивания летом мерзлых пород под влиянием пленочных покры­ тий. С этой целью на участке, расположенном на левом берегу реки Унды, в июле бульдозерами вскрыли тор­ фяной слой на глубину 1,5 м, т. е. до верхней границы многолетней мерзлоты. В конце июля па обнаженные песчано-галечниковые отложения (площадь 1000 м2) уложили полиэтиленовые пленки. Рядом выбрали кон­ трольную площадку, где обнаженные отложения оста­ вались в естественном состоянии. Породы здесь пред­ ставлены галечниками с песчаным заполнителем. Объ­ емный вес скелета породы составлял приблизительно 1800 кг/м3. Температуру породы измеряли, вытяжными термометрами, оттаивание контролировали, до глуби­ ны 1,0 м металлическим щупом, а глубину более одно­ го метра — бурением. На площадке, покрытой полиэтиле­ новой пленкой, галечники оттаяли на глубину 2,0 м, на

контрольной площадке—- 1,8 м.

Наблюдения показали, что в июле — августе, в период максимума осадков и сильного нагрева поверхности, пленочное покрытие оказывало меньшее влияние на ин­

в засушливое время, турбулентный теплообмен значи­ тельно превышал испарение, только в мае (4061 ккал/см2) он был равен сумме около трех летних' ме­ сяцев (5543 ккал/см2). Сокращение при помощи пле­ ночного покрытия потерь тепла на турбулентный те­ плообмен достигало значительной величины весной п летом, но в весеннем балансе сохраненное тепло со­ ставляло большую часть. Испарение весной с поверх­ ности пленки практически отсутствовало, что обеспе­ чивало, особенно в апреле — мае, значительный тепло­ вой эффект. Летом же большая часть осадков задер­ живалась на поверхности пленки и испарялась.

Экспериментальные работы, проведенные на пло­ щади 30 тыс. м2, показали, что способ солнечной ог-

79

тапки с применением пленочных покрытий дает значи­ тельный эффект. Положительные стороны этого спо­

па месяц раньше, если пленка застлана в первых чис­ лах марта.

Наряду с этим в процессе исследования и эксплу­ атации выявлен ряд недостатков пленочных покрытии Пленка неплотно прилегает к поверхности пород п шероховатость покрытия увеличивает ее отражатель­ ную способность. При ветреной погоде трудно закре­ пить пленки па больших площадях. В такую погоду лучше края застланной пленки закрепить породой. И хотя наиболее высокая температура поверхности поро­ ды достигается под пленкой, уложенной на опорах вы­ сотой 0,3—0,5 м, по из-за сильных ветров от этого спо­ соба приходится отказываться. Кроме того, наблюда­ ется быстрое «старение» пленки. На нее отрицательно действует влага, солнечные лучи и ветер. Особенно сильно разрушают полиэтиленовую пленку ультрафио­ летовые лучи. Наблюдениями установлено, что темпе­ ратура воздуха под пленкой в 13—14 ч дня превышает на 30—40% температуру воздуха па ее поверхности. Механическая прочность пленки нарушается, она стано­ вится желтой, водопроницаемой и по виду напоми­ нает старую бумагу. Так, если лента новой пленки ши­ риной 1 см выдерживает груз весом 1,2 кг, то такая же полоска пленки, вырезанная из полотнища, пролежав­ шего летом на поверхности три месяца, выдерживает груз весом всего 0,5 кг, причем разрыв ее наступает мгновенно. Уже в начале августа, когда скорость вет­ ра достигает 18 м/с, пленочное покрытие практически полностью выходит из строя.

Сильные ветры бывают в Забайкалье весной н ло­ том, в нюне скорость шквального ветра достигает 30 м/с. Чтобы сохранить пленку от порывов, в 1967 го­ ду был испытан способ присыпки ее песком. На россы­ пи драги «Г» в начале мая один из участков был по­ крыт пленкой, закрытой защитным слоем песка толщп-

80