Случай применения безнапорного размыва на вскрышных работах

Гольдтман В.Г., Игнатенко П.В., «Колыма», № 2, 1955

На одном из приисков в долине реки вскрыша мощного покровного слоя льдистых торфяно-илистых грунтов была успешно произведена способом безнапорного размыва. Участок работ находился на надпойменной террасе, поверхность которой была наклонена не только по падению долины, но и в сторону реки. Особенности рельефа участка и его геологического разреза обусловлены тем, что более древние аллювиальные галечники террасы перекрываются образованиями конуса выноса небольшого распадка. Постоянное заболачивание поверхности ручейками, стекающими из распадка, привело у подошвы конуса выноса к накоплению торфа, переслаивающегося с линзами супеси, гравия и льда. Растительный покров на участке представлен мхом, осокой; лес вырублен.

В полосе шириной 140 м, прилегающей к левому борту полигона (рис. 1), на участке залегал слой плотного торфа со стволами деревьев, с линзами супеси и мелкой галькой, гнездообразными и лин­зообразными ледяными включениями. Естественная влажность грунта в среднем составляла 0,45. Мощность этого покровного слоя достигала 3,2 м (у левого борта) и постепенно снижалась по направлению к правому борту до 0,8–1,3 м. Во многих местах в подошве этого слоя залегал чистый лед в виде линз мощностью до 0,8 м. Ниже, на всем участке в разрезе следовал галечник (галька с гравием и песком). Грунты находились в мерзлом состоянии. Сезонное оттаивание в естественных условиях захватывало лишь верхние 20–30 см мохо-торфяного слоя.

Перед прииском стояла задача удалить с участка покровный слой и обнажить поверхность галечников. Ввиду того, что галечники предстояло оттаять фильтрационным способом, заранее была пройдена дренажная канава, расположенная с правого борта полигона. Кроме того, к участку была подведена водозаводная канава от реки.

Запроектированная вскрыша мохо-растительного покрова бульдозерами была начата в конце мая, но вследствие того, что мощность покрова оказалась во много раз больше предполагаемой, бульдозерные работы сильно затянулись, хотя и были приняты все меры к повышению эффективности послойной бульдозерной вскрыши. К концу июля удалось срезать лишь верхний слой мощностью 1,2 м, и то не на всей площади. Большая часть мерзлого торфа и ила оставалась на полигоне. Главным затруднением была транспортировка разжиженной грунтовой массы к отвалам на расстояние до 150 м. Кроме того, мешали неровности поверхности послойно оттаивающего грунта. Нож бульдозера приподнимался на выступах мерзлого грунта, не захватывая талый грунт из впадин, где накапливался вязкий и жидкий грунт. Постепенно образовались бессточные впадины, заполненные полужидким грунтом, под которым оттайка вообще приостанавливалась. В некоторых местах грунт из отвалов стекал на полигон. Стало очевидным, что удалить вскрышные породы бульдозерами до конца сезона не удастся.

Тогда авторами статьи был организован безнапорный размыв покровного слоя. С этой целью потребовалось поднять уровень воды в водозаводной канаве до отметки наивысшей точки участка вскрыши. Уровень воды в канаве был поднят при помощи бортовой дамбы длиной 250 м. В начале августа из водоподводящей канавы был выпущен слабый поток воды с расходом 40 л/сек, который быстро прорезал сначала слабо намеченное русло по заданному направлению. В течение суток эта струя образовала протаянное и промытое русло глубиною в среднем 1,4 м и длиною 60 м. Прорезанная щель имела внизу ширину 3–4 м. На следующий день струя воды была направлена по новому месту, где произошел такой же размыв. Еще через день расход воды был увеличен до 200 л/сек. В течение пяти часов поток воды прорезал весь покровный слой на глубину до 3,2 м и создал щелеобразное русло, на дне которого обнажился галечник. Ширина русла по дну местами превышала 6 м.

Вода быстро оттаивала лед и супесь, несколько медленнее оттаивал торф. Зависающие пласты торфа обрушались в поток и здесь разрушались водой. Продукты размыва — комья талого торфа, песок и гравий — выносились потоком за пределы участка по подготовленному руслу. Оказалось возможным сбрасывать бульдозером набранный грунт в поток, которым он уносился.

В следующие дни расход потока был постепенно доведен до 2 м3/сек, и активное действие его увеличилось. Благодаря тому обстоятельству, что поверхность галечников имела уклон по падению долины, поток, направленный первоначально поперек долины, естественно прижимался к своему левому берегу, ставшему своеобразным «забоем». Положение этого «забоя» 9 августа и последующие дни показано на рис. 1.

На месте потока, по мере его передвижения в сторону, оставалась ровная поверхность галечника, верхний слой которого оттаивал. Когда была очищена достаточно большая площадь обнаженных галечников, дальнейшая работа водяного потока регулировалась посредством дамбы, отжимавшей этот поток к «забою» размываемого грунта, находившемуся все время по течению (рис. 2). Дамба находилась справа. Она возводилась из галечного грунта бульдозером.

Верхний конец дамбы располагался по левому контуру полигона, а нижний, пересекавший участок по диагонали, постепенно передвигался при помощи бульдозеров вниз по течению. Передвижка дамбы обеспечивалась работой одного бульдозера в дневную смену. Лишь несколько раз в работе были заняты 1–2 вспомогательные машины. К концу работ поток воды на протяжении 540 м протекал между обрывом и дамбой по границе полигона, а затем пересекал полигон в том месте, где использовалась его энергия для размыва забоя длиною 130 м. В пределах участка был оставлен останец неразмытого грунта в связи с необходимостью защиты ряда шурфов от затопления и заноса.

Расход потока воды во второй половине августа в среднем составлял 0,75 м3/сек, а в сентябре — 2,2 м3/сек. Наблюдения за действием потока показали, что при продольном уклоне потока 0,03–0,04 оптимальным является расход 1,5 м3/сек; такой расход не вызывал размыва и переноса галечников, но хорошо оттаивал и переносил торфяной и супесчаный грунт. Температура воды в августе была +8+11°, а в сентябре — +4+8° С.

На участке также была испытана возможность применения гидромонитора для предварительной прорезки покровного слоя. Хотя грунт под струей оттаивал и размывался, ударная сила воды сама по себе не давала эффекта; грунт размывался лишь по мере оттайки. Но ввиду того, что скорость оттайки у места падения струи оказалась небольшой, а общий эффект оттайки и размыва был почти таким же, как при использовании безнапорной струи, в дальнейшем гидромонитор не был использован.

За весь период работ по размыву (44 дня) торфяно-илистый покровный мерзлый слой был полностью смыт на площади 38 тыс.м2. Объем грунта, удаленного с этой площади посредством размыва, составил 47 тыс. м3. На послойную вскрышу этого объема грунта за тот же период времени (с учетом слабой оттайки грунта в сентябре) потребова­лась бы работа не менее 4 машин в 2 смены, при размыве же был занят лишь один бульдозер в 1 смену.

 Удельное количество воды для размыва 1 м3 грунта составило 80 м3. Средний расход потока 1,7 м3/сек. при средней его температуре его +6,2°С обеспечил продвижение забоя на 10–15 м в сутки. Охлаждение воды за время прохождения вдоль забоя ставило 0,6–0,8°С; следовательно, возможно было в несколько раз более эффективное использование воды.

Нужно отметить, что размыв происходил удовлетворительно даже при температуре воды +2°. Очевидно, что безнапорный размыв мерзлых торфо-илистых покровных грунтов при вскрыше россыпных месторождений может найти более широкое применение не только в долине данной реки, но и на других полигонах с подобным геологическим разрезом при наличии условий для подведения воды. Следует иметь в виду возможность использования с той же целью низконапорных насосов. 


-0+0
Просмотров статьи: 7060, комментариев: 2       

Комментарии, отзывы, предложения

Головин В., 05.07.12 11:21:20

Нынче экологи за такой размыв поднимут шум до небес. А в проекте точно не пропустят.

пипец, 27.09.12 09:08:09

А кто их уведомит в этом? Сами они не приедут, ну если только на охоту,рыбалку. Увы,батенька,КАЛЫМА!!!

Повсеместно старатели прирезают границы или в нагляк моют ручьи, знаем видели "плавали", менталитет - после меня хоть потоп!

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Случай применения безнапорного размыва на вскрышных работах»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "семь прибавить 11":