Парооттайка. Введение участок работы драги краткая горногеологическая характеристика участка парооттайки

• Название: Введение участок работы драги краткая горногеологическая характеристика участка парооттайки
• Анкор: Парооттайка
• Дата: 18.05.2022
• Размер: 41.3 Kb.
• Имя файла: Парооттайка.docx
• Тип: Документы; #536085

РАБОЧИЙ ПРОЕКТ

на проведение гидрооттаечных работ

дражного полигона на участке

1. ВВЕДЕНИЕ

Участок работы драги

2. КРАТКАЯ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА ПАРООТТАЙКИ

Рыхлые отложения представлены следующими геологическими разностями (сверху вниз):

1. 
   Песчано-галечные аллювиальные отложения с включением валунов до 10-15%. Размеры валунов 15-20см, редко - до 30см. Цвет пород коричневато-серый. Мощность отложений 1-2м, в среднем-1,5м.
   
2. 
   Глинисто-песчано-галечные отложения мощностью 1-3,0м, в среднем-2,0м.
   
3. 
   Делювиально-эллювиальные отложения серого цвета представлены глинами серого цвета, обломками коренных пород, просаженным галечником. Мощность 0,0-0,8 м, Средняя-0,5м
   
4. 
   Коренные породы – темноцветные, углистые сланцы.
   

Мощность парооттайки – 3,5 м.

Согласно СУСН выпуска 6 таблицы 3 (Недра, Москва 1969 г.), данные породы по степени буримости станками ударно-вращательного бурения относятся к IV категории крепости.

3. ТЕХНОЛОГИЯ ПАРООТТАЕЧНЫХ РАБОТ

Парооттаивание мерзлых пород широко распространено для подготовки полигонов к драгированию в первые месяцы промывочного сезона. В толщу оттаиваемых пород пар от дражных котлов подается через отверстия колонок, погруженных игл-пойнтов под давлением 3-5 кг с/см³ при температуре 120-130 ⁰С. Очень важно постоянно поддерживать необходимое давление пара в разводящей сети, так как в противном случае у наконечника иглы образуется водяная пробка, возле которой пар конденсируется и не может попасть в породу.

Вокруг наконечника иглы образуется область перегретой породы, ограниченная изотермой 100 ⁰С. В этой области полностью выделяется тепло парообразования и происходит вытеснение воды из пор и трещин. В окружающий массив тепло распространяется кондуктивно за счет конвективного перемешивания, обусловленного повышением давления и изменения плотности воды под действием большого перепада температуры.

Интенсивность конвекции тем выше, чем больше водопроницаемость пород. По этой причине в породах с высоким коэффициентом фильтрации тепло распространяется наиболее быстро и равномерно.

Ввиду сложности и недостаточной изученности процесса тепломассобмена, протекающего в породах при нагнетании пара, скорость развития талика определяется по упрощенной расчетной схеме балансовым методом.

Обычно продолжительность нагнетания пара составляет 1-3 дня. В течение последующих 5-10 дней происходит перераспределение поданного в массив тепла и оттаивание остатков мерзлых пород. Часть тепла при проведении оттаивания пород в холодное время года теряется в атмосферу. В этих случаях, для предотвращения повторного промерзания, в породу подают пар количественно на 30-40 % больше, чем необходимо для оттаивания. Если разработка пород ведется непосредственно после подачи пара и кратковременной выстойки оттаиваемого участка, то общий расход пара (Р) и продолжительность его нагнетания (Н) можно определить по формулам:

, (1)

, (2)

где Q – удельная энергоемкость оттаивания, ккал/м³; V – объем оттаивания пород, м³; К – коэффициент полезного использования тепла (К=0,5…0,8); П – удельная теплота парообразования (П=0,6); Т – суммарная производительность действующих паровых котлов, кг/ч.

На практике применяют разовые и постоянные погружные паровые иглы. Скважины бурят станком СДВВ-II с очисткой забоя воздухом и водой.

До начала погружения игл необходимо очистить участок от снега и льда. Паровые иглы устанавливают в шахматном порядке в вершинах равносторонних треугольников. В зависимости от состава пород и мощности оттаиваемого слоя, шаг расстановки иглы колеблется в пределах 2,0-4,0 м. Для гравийно-галечных пород расход пара на одну иглу составляет 15-20 кг/ч.

Места расположения работающих игл перемещают из дражного разреза так, чтобы в первую очередь был обеспечен выход драги от места зимнего отстоя. Для повышения коэффициента полезного использования тепла перед драгой оставляется опорный целик шириной 20-30 м, который оттаивают после подготовки основного объема горной массы.

На участке оттаивания в точках, расположенных в 20-25 м друг от друга необходимо предварительно установить контрольные иглы, по которым ведут контроль за оттайкой грунта. Глубина бурения контрольных игл на 0,3 м больше глубины бурения рабочих скважин. Наблюдения ведутся при помощи термометров и мерзлотомеров.

Отработавшие паровые иглы извлекают ежесуточно для повторения цикла парооттаечных работ. Магистральный паропровод состоит из стальных труб диаметром 89 мм с фланцевым соединением. Для уменьшения потерь тепла трубы утепляют минеральной ватой, техническим войлоком или мешковиной. Паропровод должен иметь надежные соединения, исключающие утечки пара. Необходимо следить за тем, чтобы паропровод по всей длине имел общий уклон без перегибов, в которых образуются скопления конденсата и «пробки».

На участке оттаивания ведутся наблюдения за нормальным действием всей системы и динамикой развития таликов. Наиболее ответственный контроль осуществляется в 5-10 дней, следующих за прекращением подачи пара. За это время тепло, накопленное в искусственных таликах, должно перераспределиться и вызвать полное оттаивание мерзлого слоя.

Персональная ответственность за качество парооттайки возлагается на начальника участка. Контроль за процессом парооттайки (изменение температур, разрешение на извлечение пароигл и др.) осуществляет начальник участка с обязательной записью в специальном журнале. Блок считается отпаренным полностью только после оформления акта о его приемке. Акт подписывается бригадиром, сдавшим блок и начальником участка, принимающим выполненную работу. Этот акт является основным документом для оплаты труда бригаде парооттайки.

4. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ УЧАСТКА ПАРООТТАЕЧНЫХ РАБОТ

В таблице 1 представлены результаты замера параметров участка парооттаечных работ.

Таблица 1 – Параметры участка парооттаечных работ на полигоне драги № 148

№ п/п	Параметр	План	Принять к исполнению
1	Площадь под парооттайку, тыс. м2	1,76	1,76
2	Глубина парооттайки (среднее), м	3,5	3,5
3	Объем парооттайки, тыс. м3	6,16	6,16

Результаты осмотра и замеров вынесены на выкопировку с плана горных работ с указанием площади, подлежащей парооттайки и контрольных скважин (Приложение 1).

5. РАСЧЕТ ВЫСТОЙКИ ПАРОИГЛ МЕТОДОМ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

В таблице 2 представлены исходные данные для расчета.
Таблица 2 – Сведения о грунтах, подлежащих оттайке

№ п/п	Параметр	Значение
1	Объемная плотность грунта, ρ, кг/м3	2000
2	Льдистость, g, кг/м3	275
3	Начальная температура грунта, t, 0С	-3,0
4	Удельная теплоемкость, ккал/кг*град:
	Грунта (С1)	0,2
	Льда (С2)	0,5
	Воды (С3)	1,0
5	Скрытая теплота плавления льда (С4), ккал/кг	80,0
6	Конечная температура оттаянных пород (К), 0С	+3,0

Количество тепла на оттайку 1 м³ грунта с вышеуказанными параметрами и доведение его до температуры 1,5 ⁰С определяется по формуле:



где – количество тепла, необходимое для доведения до температуры льда до 0 ⁰С, ккал; – количество тепла, необходимого для плавления льда, ккал; – количество тепла, необходимого для поднятия температуры воды от 0 до +3,0 ⁰С, ккал; – количество тепла, необходимого для доведения температуры грунта до +3,0 ⁰С, ккал.

Путем вычислений получаем:









Тогда



Учитывая потери магистрали 30 %, вводим поправочный коэффициент К=1,3. Таким образом, количество тепла на парооттайку 1 м³ равно:



Котел КМ-2,5, установленный на драге, с площадью нагрева 100 м² и паросъемом 25 кг/ч *м², за сутки дает пара:



Количество тепла, получаемого от парового котла в час:

(4)

где i – теплосодержание пара при давлении 12 атм., i=639 ккал/кг; при давлении 5 атм. i=650 ккал/кг; r – скрытая теплота парообразования, r=9 ккал/кг.



Количество пароигл, одновременно находящихся в работе, берем из расчета 1,5 м² котла на иглу:



Тепло, поступающее в грунт через одну пароиглу в час, определяется по формуле:

, (5)

где - коэффициент, учитывающий потери тепла,

6. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ОТТАЙКИ ГОРНОЙ МАССЫ

Объем пароотттайки на одну иглу находим по формуле:

(6)

где а, b – параметры сетки бурения, м.



Объем парооттайки за один цикл

(7)



Общее количество тепла, необходимое для оттайки грунта одной пароиглой:

(8)

где Q – количество тепла, требуемое для оттайки грунта, Q= ккал/м³.



Время, необходимое для полного отстоя одной пароиглы определяется как:

(9)



Необходимое количество полных циклов для парооттайки всего объема горной массы:

(10)



Время, необходимое для полной оттайки горной массы:

(11)

.

7. РАСЧЕТ ОБЪЕМА БУРОВЫХ РАБОТ

• 
  Тип бурового станка – СДВВ-II
  
• 
  Количество одновременно работающих станков – 2 ед.
  
• 
  Тип станка для извлечения пароигл – СДВВ- II
  
• 
  Продолжительность смены – 11 ч
  
• 
  Количество смен в сутки – 1 смена
  
• 
  Режим работы - скользящий с часовым обеденным перерывом
  
• 
  Категория пород по буримости - IV
  
• 
  Производительность станка СДВВ-II по породам IV категории на апрель-май составляет 119,9 п. м./смену
  

Необходимое количество игл для оттайки заданных площадей определяем по формуле:

(12)

где – площадь, подлежащая парооттайке, м²; - площадь, оттаиваемая одной иглой, принятой по сетке бурения 2,0*2,0 м².



Объем буровых работ для установки рабочих пароигл определяем из выражения:

(13)

где - коэффициент, учитывающий некачественные резьбовые работы соединения ниппеля и быстрый их выход из строя, а также другие причины, влияющие на перебуривание скважин (отключение электроэнергии, выход из строя станков по техническим причинам и др.), ; h – глубина бурения рабочих пароигл, м.



Объем бурения контрольных скважин из расчета одна контрольная игла на 33 рабочих составит:

(14)

где – коэффициент, учитывающий перебур пароигл,



Общий объем буровых работ для парооттайки плановых площадей составит:

(15)


При производительности станка СДВВ-II 119,9 п. м./смену общее количество станко-смен на выполнение плановых объемов составит:

(16)



При работе одного бурового станка в одну смену в сутки, продолжительность буровых работ по участку будет равна:

(17)



Время бурения одного цикла составляет:

, (18)

где N – количество пароигл в одном цикле, ед.



Продолжительность работ по извлечению пароигл определяем из расчета производительности станка СДВВ-II – 55 игл за одну 4-часовую смену.
Таблица 3 – Основные параметры буровых и парооттаечных работ на полигоне драги 150

№ п/п	Параметр	Значение
1	Площадь парооттайки, тыс. м2	1,76
2	Глубина бурения (средняя), м:
	Рабочих игл	3,2
	Контрольных игл	3,5
3	Сеть бурения скважин, м*м	2*2
4	Площадь, оттаиваемая одной иглой, м2	4,0
5	Объем горной массы, оттаиваемой одной иглой, м3	14,0
6	Число рабочих игл, необходимое на всю площадь оттаивания, ед.	440
7	Объем буровых работ, п. м.	1741,0
	Рабочих игл	1689,6
	Контрольных игл	51,0
8	Продолжительность буровых работ 1 цикла, час	5,05
9	Продолжительность парооттайки 1 цикла, час	28,7
10	Количество циклов	8
11	Принятая общая продолжительность парооттайки с учетом коэффициента неучтенных работ по монтажу оборудования, сут	8,5

Период ведения работ: с 26 апреля по 04 мая.

8. РАСЧЕТ РАСХОДА ТОПЛИВА

Удельное количество топлива для оттайки полигона:

, (19)

где η – коэффициент полезного действия котла, 0,45; λ – удельная теплота сгорания топлива, ккал/кг.



Общее количество топлива на заданный объем горной массы:

Т = 11,03*6,16=67,94 т

9. КОНТРОЛЬ ЗА ПРОЦЕССОМ ПАРООТТАЙКИ

Контроль за качеством парооттайки производится ртутным термометром, помещенным в металлическую трубку, которая заполнена в нижней части мелкой металлической стружкой.

Измерение температуры оттаиваемой горной массы производится с частотой не реже одного измерения в смену. Замеры производятся по всей глубине контрольной иглы с интервалом в 0,5 метра. Результаты замеров заносятся в специальный журнал по контролю за качеством парооттайки.

Отключение и демонтаж парооттаечного блока производится только при достижении температуры грунта не ниже +1^оС, по личному распоряжению начальника участка.

По каждому циклу парооттайки составляется акт приема, подписываемый начальником участка и машинистами буровых установок, в котором указываются номер цикла по порядку от забоя, ширина, длина, глубина забуривания рабочих и контрольных игл, количество рабочих и контрольных игл, данные по контролю температуры по последней в ряду контрольной игле, время окончания бурения цикла (начало отстоя игл), время отключения цикла.

Копии актов передаются в ПТО артели.

10. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ

К обслуживанию станка допускаются лица, прошедшие обучение в курсовой сети с обязательной последующей стажировкой у опытных бурильщиков.

Персонал, допущенный к работе на буровых станках, должен иметь квалификационную группу по электробезопасности (машинисты - не ниже третьей группы, помощники машинистов - не ниже второй группы).

Поверхность полигона должна быть очищена от снега, льда и производственного хлама.

Рабочие, занятые на парооттаечных работах, должны быть обеспечены специальными рукавицами во избежание ожогов. Обязаны знать порядок оказания первой помощи при ожогах. В аптечках на драге и оттаечном комплексе должны быть средства против ожогов.

При отогревании замороженной пароиглы и соединительных шлангов работники должны работать в защитных очках.

Персональную ответственность за обеспеченность всех видов работ, связанных с парооттайкой дражных полигонов несут следующие лица:

• 
  Начальник участка или лицо, его заменяющее;
  
• 
  Горный мастер, закрепленный за данным участком распоряжением;
  
• 
  Бригадир, машинист буровой установки и их помощники.
  

В темное время суток, участок работ необходимо равномерно освещать прожекторами и подвесными светильниками.

Рабочие места буровых станков по извлечению пароигл должны иметь индивидуальное переносное освещение (напряжением не выше 36 вольт), обеспечивающее достаточную освещенность всех деталей станка.

Каждый рабочий должен до начала работы удостовериться в безопасном состоянии рабочего места, проверить исправность предохранительных устройств и инструментов, механизмов и приспособлений, используемых при работе.

На паропроводной сети полигона парооттайки должны быть установлены манометры - у выхода магистрального паропровода и на конце коллектора.

При монтаже трубопровода необходимо следить за тщательностью соединения труб с тем, чтобы отсутствовала утечка пара на стыках. При разном диаметре соединения труб, необходимо применять конические переходы.

Перед пуском пара в магистраль и его ответвления, а также в иглу, машинист обязан убедиться в надежности всех соединений и правильности установки парозапорных вентилей и заглушек, а также в надежности крепления паровых шлангов к штуцерам вентилей и отводам, при помощи хомутов или скруток (не менее двух) из отожженной вязальной проволоки. Не допускается использование алюминиевой проволоки.

Работа пароразводящей сети при наличии «шипунов» не допускается. Меры к их устранению должны приниматься незамедлительно.

При монтаже трубопровода необходимо следить за тщательностью соединения труб для того, чтобы отсутствовала утечка пара на стыках. При разном диаметре соединяемых труб необходимо применять конические переходы.

Присоединение игл к магистральному трубопроводу и отключение их производится только после приостановки передач пара. Запрещается использование шлангов, имеющих трещины. Запрещается наращивание одновременно двух шлангов, независимо от их длины.

Открывание вентиля для запуска пара в иглу следует производить постепенно, не допуская толчков и рывков в паропроводном шланге.

Подходить к погруженным в грунт пароиглам с горячей водой разрешается только по трапу, предварительно уложенному возле иглы.

Провальные воронки, образующиеся вокруг гидроигл, должны быть ограждены (перекрыты).

Категорически запрещается касаться руками вращающихся деталей станка.

Запрещается бурить штангами со стрелой прогиба 2-3 мм на один метр длины, согласно требованиям ГОСТа.

Трубные ключи должны обеспечивать надежный захват штанги. Работа неисправным инструментом категорически запрещается.

Все металлические части станков, корпуса пусковой регулирующей аппаратуры, каркас распределительного щита, металлические конструкции подстанций и кабельные муфты должны иметь самостоятельные отводы. Запрещается последовательное соединение заземляемых отводов.

Запрещается прокладка энергосиловых кабелей станков для извлечения игл или для сварочных аппаратов непосредственно на поверхности полигонов. Кабели должны быть уложены на деревянные «козелки». Допускается использование металлических треног с резиновой диэлектрической прокладкой. Треноги должны ежесменно осматриваться и при необходимости тщательно изолироваться.

Запрещается использование в работе кабеля с нарушенной изоляцией. Недопустима установка станков на полигонах парооттайки под линиями электропередач.

При перемещении станка под линиями электропередач, необходимо мачту станка установить в транспортное положение.

При выполнении ручных операций (подготовка к бурению, выполнение операций, связанных с извлечением штанг), необходимо отключение автомата.

При включении и отключении рубильника на щите, обязательно необходимо использование сухих диэлектрических перчаток. Диэлектрические перчатки должны храниться в кабине станка.

Устранение неисправностей в силовых линиях, кабелях, трансформаторах допускается только после отключения соответствующего трансформатора дежурным электрослесарем, им же устраняются указанные неисправности.

С проектом на выполнение парооттаечных

ОЗНАКОМЛЕНЫ

№	ФИО	Профессия	Дата	Подпись
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Ознакомление произвел:

Рабочий проект на проведение

парооттаечных работ