Спосіб підвищення стійкості ґрунтів відвалів і звалищ

Спосіб підвищення стійкості ґрунтів відвалів і звалищ, що включає інженерно-геологічне обстеження масиву відкосів і звалищ, а також укріплення їх у процесі експлуатації, який відрізняється тим, що установлюють зони максимально напруженого стану і рідинонасиченості масиву, у яких бурять свердловини і із свердловин відкачують та потім фільтрують отриману рідину. (19) (21) u200804045 (22) 31.03.2008 (24) 10.09.2008 (46) 10.09.2008, Бюл.№ 17, 2008 р. (72) ЗАЄЦЬ АН АТОЛІЙ П АВЛОВИЧ, U A, МАРГАЩУК СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, МОРОЗОВ ОЛЕКСАНДР ФЕДОРОВИЧ, U A (73) ЗАЄЦЬ АН АТОЛІЙ П АВЛОВИЧ, U A, МАРГАЩУК СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, МОРОЗОВ ОЛЕ 3 35223 стану відкосів і відповідно не забезпечує повне отримання надійних даних про фізико-геологічні параметри. Це не дозволяє розробити міри по управлінню станом масивів для забезпечення економічності і екологічної безпечності. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу підвищення стійкості грунтов відвалів і звалищ, у якому за рахунок технологічних особливостей забезпечується отримання надійних даних о фізико-геологічних параметрах стану масиву, підвищення економічності міри по управлінню станом масивів відвалів і звалищ і рівня екологічної безпеки їх експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб підвищення стійкості ґрунтів відвалів і звалищ, що включає інженерно-геологічне обстеження масиву відкосів і звалищ, а також укріплення їх у процесі експлуатації, відповідно до корисної моделі, установлюють зони максимально напруженого стану і рідинонасиченості масиву, у яких бурять свердловини і із свердловин відкачують та потім фільтрують отриману рідину. Указані ознаки складають сутність корисної моделі. Між сукупністю суттєвих ознак способу підвищення стійкості ґрунтів відвалів і звалищ, що заявляється і досягнутим результатом існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється наступним. Основним видом порушення міцності ґрунту є зміщення однієї його частини по відношенню до іншої внаслідок зсуву, що не затухає, який переходить у зріз. Опір зрізу ґрун тів обумовлюється силами внутрішнього тертя, що розвивається у точках контакту частинок ґрунту при взаємному їх зміщенню. Для ґрунтів характерна їх деформування з часом внаслідок як видавлювання рідини із пор ґрунту, так і надходження рідини у його пори і тиску між поровою рідиною і ґрунтовим скелетом, який викликається цим перерозподілом. Обводнення ґрунтів призводить до істотної зміни напружено-деформаційного стану зон, що примикають до місця обводнення. Величина дотичної напружини зростає, а вертикальної складової зменшується при цьому порушується симетрія їх розподілення. Виникає зона напруженого стану, що позначається на стійкості масиву у цілому. Процес розмокнення масиву ґрун ту і наступне його розруйнування має позитивний оборотний зв'язок. Чим більша зона розруйнування, тим більше проникливість ґрунту і тим більша фільтрація рідини через розруйновану зону, що прискорює процес розмокнення і погіршує міцність і деформаційні властивості ґрунтів. Особливо несприятливо на розвиток деформацій обводненого масиву позначається на зміну кута внутрішнього тертя. В даному способі підвищення стійкості ґрунтів відвалів і звалищ запропоновано здійснювати комплекс фізико-геологічних досліджень для оцінювання властивостей ґрунтів, зокрема стійкості відкосів і звалищ і визначення навантажень, які вони можуть витримувати. З допомогою різних видів геофізичного обладнання установлюють зони напруженого стану і рідинонасиченості масиву. В зонах максимально напруженого стану і рідинона 4 сиченості масиву бурять свердловини, із яких відкачують і фільтрують отриману рідину. Таким чином забезпечується отримання надійних даних о фізико-геологічних параметрах стану масиву, підвищення економічності міри по управлінню станом масивів відвалів і звалищ і рівня екологічної безпеки їх експлуатації. Сукупність ознак, що приведена у формулі корисної моделі у повній мірі забезпечує можливість досягнення поставленої задачі. Нижче надається опис запропонованого способа підвищення стійкості ґрунтів відвалів і звалищ. Проводять фізико-геологічні дослідження напруженого стану ґрунтів відкосів і звалищ з допомогою відомих геофізичних методів. Зміну напруженого стану, рідинонасиченості і ущільнення ґрунтів здійснюють з допомогою сейсморозвідки методом хвиль, що заломлюються, вертикального сейсмічного профілірування, сейсмічного просвічування, різних видів каротажу та методами гравіметрії. Вимірювання кутів внутрішнього тертя здійснюють з допомогою акустичного і пенетраційного каротажу та лабораторного вимірювання швидкостей пружистих хвиль. Вологість та пористість вимірюють різними видами каротажу. Параметри фізико-геологічних досліджень використовують для установлення зон з найпростішим, мінімальним і максимальним напруженим станом з урахуванням рідинонасиченості. Причому зона мінімального напруженного стану має еліпс напружень з найменшою горизонтальною віссю, а зона максимально напруженого стану має еліпс напружень з максимальною горизонтальною віссю. В зонах максимального напруженого стану і рідинонасиченості бурять рідиноотливні свердловини, через які відводять рідину з механічними домішками. Для рідиновідливу із свердловин застосовуються в основному відцентрові багатоступінчасті секційні насоси в горизонтальному виконанні, що допускають вміст механічних домішок у рідині (крупністю до 0,1-0,2мм) до 0,1-0,2%. Кислототривкі насоси застосовуються при рН рідини менш 5. Окрім багатоступінчастих відцентрових насосів, використовуються також консольні відцентрові, моноблочні і допоміжні насоси (турбонасос, електронасосні одноґвинтові агрегати, одноступінчасті відцентрові горизонтальні насоси, відцентрові горизонтальні консольні насоси). При відкачуванні непрояснених поверхневих і підґрунтових рідин з твердою фазою крупністю до 20мм застосовуються шламові насоси (вертикальні, суспензійні, магнетитошламові та інш.). Для подачі рідини на поверхню в свердловини прокладаються мінімум два стави нагнітальних тр уб - робочий і резервний; при двох одночасно працюючих насосах прокладаються три стави. Інтенсивне зневоднювання поверхневого і внутрішнього шару відкосів і звалищ сприяє підвищенню його міцності та динамічної стабільності. Технологічна схема для очистки рідини, що відкачують із свердловин може включати пристрої попередньої очистки от механічних домішок: наприклад, гідроциклон, горизонтальні відстійники, 5 35223 попередні фільтри для вилучення летучих речовин; електрокоагулятори, наприклад, високовольтні електророзрядні з ультрафіолетовою обробкою, які забезпечують очистку рідини від солей, що розчинені у неї; повільні фільтри, необхідні для фільтрації дрібнодисперсних складових рідини, що з'являються при електрохімічній обробці рідини. У цілому фільтрація забезпечує повну очистку ріди Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 6 ни до екологічно безпечних норм. Таким чином, спосіб підвищення стійкості грунтів відвалів і звалищ забезпечує отримання надійних даних о фізико-геологічних параметрах стану масиву, підвищення економічності міри по управлінню станом масивів відвалів і звалищ і рівня екологічної безпеки їх експлуатації. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601