Гидрооттайка

(a. hydrodefrostation; н. Hudroauftauen; ф. decongelation hydraulique; и. descongelacion hidreulica) — способы оттаивания рыхлых (песчаных и крупнообломочных) мёрзлых пород, основанные на теплоотдаче искусств. фильтрац. потоков воды. Ведущий механизм переноса тепла — вынужденная конвекция. Различают способы Г.: фильтрационно-игловой (напорно-фильтра- ционный), или игловую Г.; фильтрационно-дренажный; дождевально- инфильтрационный. Игловая Г. — наиболее распространённый способ быстрого оттаивания мёрзлых рыхлых пород, подготовки их к дражной, бульдозерной и экскаваторной разработкам. Оттаивание пород происходит за счёт тепла подогретой до темп-ры св. 2 °С воды или водяного пара, нагнетаемых в трубы-иглы (рис.).

Схема образования талой зоны на начальном (а), промежуточном (б) и конечном (в) этапах игловой гидрооттайки: 1 — игла; 2 — многолетнемёрзлые породы; 3 — талые зоны (стрелками показано движение потоков воды от наконечника иглы).

Установка игл, как правило, совмещается с процессом бурения скважин. Буровая штанга после окончания работ по бурению подключается к гидравлической сети и служит в качестве иглы (буровая коронка имеет спец. конструкцию). Реже, когда бурение производят со значит. опережением, буровые штанги извлекают и заменяют иглами — составными (на ниппельных соединениях) стальными или пластмассовыми трубами наружным диаметром 34 или 42 мм. Время действия (выстойка) игл изменяется в зависимости от условий работ от 7-12 дней до 2-3 месяцев; шаг расстановки игл (I) в зависимости от заданной глубины оттаивания и водопроницаемости пород 2,5-15 м; расстояние между рядами игл 0,871=2,2-13 м; глубина погружения игл определяется заданной глубиной оттаивания; расход воды на иглу (0,2-4 м3/ч) зависит от водопроницаемости пород, шага расстановки и заданного времени оттаивания. Объём талых пород обусловливается кол-вом игл, расстоянием между ними, глубиной погружения (Н). Макс. напор воды у входа в иглу до 1,5 Н. Наиболее благоприятный для игловой Г. коэфф. фильтрации г. п. не менее 20-30 м/сут (при относительно ровной земной поверхности). Естеств. подогрев воды происходит в водохранилищах с большой площадью поверхности и незначит. глубиной. Наиболее полное использование тепла воды достигается при её t до 25 °С. Фильтрационно-дренажное оттаивание мёрзлых пород производится за счёт тепла, отдаваемого им фильтрац. потоком, распространяемым от оросит. выработок к дренажным; необходимый напор создаётся разностью уровней воды в системах этих выработок. Фильтрационно-дренажный способ Г. применяется при необходимости обработки значит. площадей с хорошо фильтрующими породами; процесс отличается большой продолжительностью. При дождевально-инфильтрационном способе Г. вода равномерно разбрызгивается дождевальными установками над обрабатываемым участком, инфильтруется через толщу пород и стекает в дренажные выработки, откуда после отстоя может снова подаваться в установку. Этот способ применяют на участках, имеющих неровную поверхность, сложенную песчано-гравийно-галечниковыми отложениями, с хорошей (в талом состоянии) фильтрац. способностью (коэфф. фильтрации не менее 49-50 м/сут). По интенсивности дождевально-инфильтрац. способ оттаивания близок фильтрационно-дренажному.

Г. широко применяется при разработке россыпных м-ний Северо-Востока и Д. Востока СССР, а также при подготовке оснований для стр-ва пром. и гражд. сооружений (Воркута, Норильск, Магадан и др.).

Литература: Гольдгман В. Г., Знаменский В. В., Чистопольский С. Д., Гидравлическое оттаивание мерзлых горных пород, Магадан, 1970; Техника и технология подготовки многолетне-мерзлых пород к выемке, М., 1978.

Е. Д. Ершов, С. В. Потёмкин.