Замораживание пород (часть 1)

Замораживание пород производят с помощью холодильных установок. Наибольшее распространение получили аммиачные холодильные установки, у которых хладагентом является аммиак. У передвижных станций типа ПХС-100 хладагентом является фреон. Получение холода на замораживающей станции основано на испарении хладагента, которое осуществляется в испарителе. Вокруг испарителя постоянно циркулирует хладоноситель — водный раствор хлористого кальция, который охлаждается. В свою очередь, хладоноситель циркулируя в замораживающих колонках (установленных в скважинах), участвует в теплообмене с горными породами.
Работа замораживающей станции в одноступенчатом цикле сжатия позволяет понизить температуру хладоносителя до —30°С.
Скважины для замораживающих колонн располагают по окружности выработки или по дуге для образования ледогрунтового свода. Бурение скважин производят из расширенной части горизонтальной выработки буровыми станками типов БА-100М или НКР-100м. Иногда замораживающие колонки вдавливают в рыхлую породу с помощью гидравлических домкратов. Длина участка замораживания не превышает 50 м, так как на большей длине при бурении станками подземного бурения не удается избежать отклонения скважины от заданного направления. Скважины задают параллельно оси выработки (если она наклонная) или под углом 2—3° к ее оси. Общая длина скважины определяется длиной зоны водоносных пород, толщиной бетонной подушки (до 2 м), мощностью оставленного породного целика за бетонной подушкой и величиной заглубления скважины в коренные породы (до 2,5—3 м). Если зона водоносных пород имеет значительную длину, то выработку проходят в несколько заходок (этапов). Если бурение скважин ведется колонковым перфоратором ПК-75, то длину скважины принимают около 15 м при длине заходки 11—12 м.
В случае применения буровых станков, перед началом каждой заходки в выработке сооружают буровую камеру. Обычно она имеет круглую форму сечения, высота ее на 2—2,5 м больше высоты выработки в свету, длина 3—3,5 м. Камера имеет смещение по продольной оси от центральной части выработки вниз на 0,3—0,5 м. Скважины располагают в один ряд, если проектируемая толщина ледогрунтового цилиндра не превышает 2 м, и в два ряда, если эта толщина должна быть больше. Расстояние между точками заложения скважин при однорядном их расположении принимают 0,6—0,8 м, а при двухрядном — 0,8—1 м (для внутренней окружности). Кроме основных, предусматривают контрольные скважины (до 25% от общего числа) для измерения температуры и гидронаблюдений.

---