Управление устойчивостью уступов глубоких карьеров в многолетней мерзлоте теплоизолирующими экранами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, кандидат технических наук Изаксон, Максим Всеволодович

• Изаксон, Максим Всеволодович
• кандидат технических наук
• 2006

Заключение диссертации по теме «Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика», Изаксон, Максим Всеволодович

Основные выводы, конкретные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что теплоизоляция экранами из пенополиуретана Рипор-бТН уступов глубоких карьеров, расположенных в многолетней мерзлоте, уменьшает перепад температур на поверхности откоса в 6-7 раз, в результате существенно уменьшается интенсивность криогенных процессов поверхностного выветривания, а при оптимальном выборе параметров теплоизоляционных экранов поверхностное разрушение уступов с образованием осыпей полностью прекращается.

2. Разработаны и реализованы модели теплообмена атмосферного воздуха с поверхностью уступов карьеров в постановке типа Стефана с учетом экспозиции уступа (солнечной радиации).

3. Промышленный эксперимент, проведенный на откосе карьера «Мир», дал возможность адаптировать модели к условиям карьера, что значительно увеличило точность прогноза температурного поля откоса. В результате адаптации были уточнены коэффициенты теплоемкости, теплопроводности, коэффициент теплообмена поверхности откоса с атмосферным воздухом.

4. Установлена синхронность годовых ходов среднемесячных температур и интенсивностей солнечной радиации для района г. Мирный (разность фаз составила 0,009 рад, то есть менее суток).

5. Разработана в виде справочной таблицы инженерная методика назначения параметров теплоизолирующих экранов в зависимости от экспозиции склона, места расположения карьера. При высоте уступа не превышающей 40 м, оптимальный размер теплоизоляционных экранов равен двум третям высоты по откосу и 6 м по горизонтальной поверхности бермы.

6. Разработана конструкция теплоизолирующего экрана для л водооткачивающей системы карьера «Мир». Экран площадью 1500 м был изготовлен и позволил откачать скопившиеся в чаше карьера рассолы объемом 5 млн.м . Это позволило отработать подкарьерные запасы в отметках -450.-550 м открытым способом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований термодинамических процессов в многолетнемерзлых горных породах изложены научно обоснованные технические и технологические разработки средств управления процессами теплообмена в многолетнемерзлых откосах глубоких карьеров, имеющие существенное значение для алмазодобывающей промышленности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Изаксон, Максим Всеволодович, 2006 год

1. Валуев Е.П. Особенности устойчивости бортов глубоких карьеров в многолетнемерзлых породах/ Е.П.Валуев, Г.Р.Глозман// Горн. Журн, № 7.-1988.-С. 45-46.

2. Ершов Э.Д. Термоэрозия дисперсных пород/ Э.Д.Ершов и др.// Изд-во Моск. ун-та.- М.: 1982.-192 с.

3. Кинко Э.Я. Создание противофильтрациоиных завес в условиях многолетней мерзлоты/ Э.Я.Кинко, В.А.Лагунов, Г.С.Левчинский и др.// Шахт, стр-во. 1985, № 7.- С. 12-13.

4. Кинко Э.Я. Гидроизоляция горных выработок кимберлитовых месторождений тампонажными завесами/ Э.Я.Кинко, Ю.А.Полозов В.А.Лагунов и др.// Шахт.стр-во, № 8.-1984.- С. 26.

5. Кинко Э.Я. Методики определения продолжительности промерзания тампонажной завесы в условиях долговременной мерзлоты/ Э.Я.Кинко, Ю.А.Полозов, Н.Л.Быков и др.// Шахт.стр-во, № 12.- 1987.- С. 5-6.

6. Глозман Г.Р. Устойчивость бортов карьеров в условиях многолетней мерзлоты/ Г.Р.Глозман, И.И.Ерминов, Ю.И.Печенин//Недра.- М:, 1975.- 53 с.

7. Глозман Г.Р. Исследование деформаций откосов уступов, сложенных многолетнемерзлыми породами и меры по их предотвращению.-Автореф.дисс.канд. техн.наук.-Л,: ВНИМИ. 1968.- 26 с.

8. Глозман Г.Р. О методах укрепления откосов в условиях многолетней мерзлоты/ Г.Р.Глозман, И.П.Ефремов, Ю.В.Виноградов и др.//Тр. ВНИМИ, № 72.-Л.: 1969.-С. 72-75.

9. Глозман Г.Р. Опыт заоткоски уступов карьеров с применением контурного взрывания в услових вечной мерзлоты // Колыма, № 8.- 1979.- С. 15-17.

10. Валуев Е.П. Укрепительные работы на ослабленных участках карьера кимберлитовой трубки «Мир»/ Е.П.Валуев, А.А.Грохомский, Б.А.Казанцев// Колыма, № 10. 1987.- С. 9-11.

11. Шургин Б.В. Тепловая защита откосов карьеров Севера//БНТИ. Якутск:1981.- С. 14-17.

12. Шмонин И.Б. Определение плоскости скольжения оползня в многолетнемерзлых породах геофизическими методами//Горн. журн., №7.-1988.-С. 43-44.

13. Изаксон В.Ю. Вопросы устойчивости обнажений многолетнемерзлых пород/ В.Ю.Изаксон, А.В.Самохин, Е.Е.Петров, В.И.Слепцов// ВО Наука.-Новосибирск: 1994.-164 с.

14. Самарский A.A. Теория разностных схем// «Наука»,- М.: 1977- 656 с.

15. Изакон В.Ю. Численные методы прогнозирования и регулирования теплового режима горных пород области многолетней мерзлоты/ В.Ю.Изаксон, Е.Е.Петров//ЯФ СО АН СССР.- Якутск: 1986.- 95 с.

16. Васильев В.И. Численное интегрирование дифференциальных уравнений с нелокальными граничными условиями// Изд-во ЯГУ.- Якутск: 1985.- 160 с.

17. Изаксон В.Ю Математическое моделирование процесса теплообмена уступа карьера в вечномерзлых породах/ В.Ю.Изаксон, Т.Н.Полубелова, В.И.Слепцов// ФТПРПИ, N 3, 1996.- С.26-38.

18. Кондратьев К.Я. Радиационный баланс склонов/ К.Я.Кондратьев, М.П.Манолова// Вестн. ЛГУ. Сер. физ. и хим., №10, вып. 2.-1958.- С. 43-70.

19. Айзенштат Б.А. Некоторые черты радиационного режима, теплового баланса и микроклимата горного перевала// Метеорология и гидрология, №3.1962.- С. 27-32.

20. Чижевская М.П. Радиационный и термический режим различно ориентированных склонов в условиях холмистого рельефа Ленинградской области //Тр.ГГО, Вып.91.- 1960.- С. 71-84.

21. Беляева И.П. Годовой ход суммарной радиации на наклонные поверхности //Изв. АН УзССР. Сер. физ.-мат. Наук, №5.- 1961.- С. 38-45.

22. Беляева И.П. Потоки отраженной и рассеянной радиации на склоны // Тр. ГГО, Вып. 107.-1961.-С. 105-111.

23. Быков Н.И. Вечная мерзлота и строительство на ней/ Н.И.Быков,

24. П.Н.Каптерев// Госжелдориздат.- М.: 1940.- 176 с.

25. Кондратьев К.Я. М.И. Радиационный режим наклонных поверхностей/ К.Я.Кондратьев, З.И.Пивоварова, М.И.Федорова// Гидрометеоиздат.-Л.: 1982.215 с.

26. Перльштейн Г.З. К расчетному определению температуры поверхности горных пород/Г.З.Перльштейн, Т.Ф.Стафеев//Колыма, №4.- 1971.- С. 15-18.

27. Павлов A.B. Искусственное оттаивание мерзлых пород теплом солнечной радиации при разработке россыпей/ А.В.Павлов, Б.А.Оловин// Наука, Сиб.отд.-Новосибирск: 1974.- 182 с.

28. Кудрявцев К.А. Температура верхних горизонтов вечномерзлой толщи в пределах СССР// Изд-во АН СССР.- 1954.- 182 с.

29. Павлов A.B. Расчетный способ определения радиационного баланса по суммарной радиации и альбедо// Изв. АН СССР, Сер.геогр., Вып. 12.- 1962.-С.94-100.

30. Павлов A.B. Искусственное оттаивание мерзлых пород теплом солнечной радиации при разработке россыпей/ А.В.Павлов, Б.А.Оловин// Наука. Сиб. отд-ние.-Новосибирск: 1974.- 184 с.

31. Павлов A.B. Теплосбмен почвы с атмосферой в северных н умеренных широтах территории СССР// Якут. кн. изд-во.- Якутск:, 1975.- 304 с.

32. Павлов A.B. Расчет и регулирование мерзлотного режима почвы// Наука. Сиб. отд.- Новосибирск: 1980.- 240 с.

33. Матвеев J1.T. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы// Гидрометеоиздат.- JL: 1984.- 639 с.

34. Самохин A.B. Тепловая защита мерзлых обнажений от протаивания при открытой разработке месторождений Якутии/ А.В.Самохин, В.И.Слепцов. Т.А. Вычужин и др.- Якутск: 1994- 44 с. (Препринт ЯНЦ СО РАН).

35. Радиационные характеристики атмосферы и земной поверхности/ Под ред. В.А.Кондратьева// Гидрометеоиздат.- JI: 1969.- 564 с.

36. Радиоционный режим территории СССР //Е.П. Барашкова, B.JI. Гаевский,

37. Л.Н.Дьяченко и др.// Гидрометеоиздат.- JI: 1961.-527 с.

38. Ambrosetti P., Thams J. Die Grosse des Globalstrahlung verschieden orientierten flachen/ P.Ambrosetti, J.Thams // Geofys. purae appl., Vol. 26.- 1953.- p.198-210.

39. Изаксон M. В. Опыт повышения и теория расчета устойчивости уступов глубоких алмазодобывающих карьеров вспененными полиуретанами/ М. В. Изаксон, В.Ю. Изаксон// Межд.научн.-практич.конф. «Мирный-2001» (тезисы докладов). Мирный:, 2001. С.49-50

40. Изаксон М. В. Математическое моделирование процессов теплообмена при тепловой защите откосов карьера «Мир» с учетом влияния лучистой энергии Солнца./ М. В. Изаксон, Б. JI. Герике //Препринт №18/2005, ИУУ СО РАН, 2005.-16 с.

41. Изаксон М. В. Математическое моделирование теплообмена на откосах карьера «Мир» с учетом солнечной радиации и теплоизоляции./ М. В. Изаксон, Б. JI. Герике // Вестник КузГТУ, № 5 Кемерово: 2006. - С. 63-64

42. Изаксон М. В. The Thermoinsulation of Slopes under Pipe Line on Deep Diamond Openpit "Mir"//Тр.межд.конф. «Совр.геомех.методы в горн.пром.».-Несебыр: Болгария,, 9-13 июня, 2003. С.263-268

43. Изаксон М. В. Теплоизоляция уступа карьера «Мир» под водоводами./ М. В. Изаксон, Н. П. Крамсков, В. Ю. Изаксон // Математические заметки ЯГУ, т. 10, вып. 1.-Якутск: ЯГУ, 2003.- С. 147-153.

44. Изаксон М. В. Адаптация математических моделей теплообмена при тепловой защите откосов к условиям карьера «Мир»/ М. В. Изаксон, Б. Л. Герике //Препринт № 19/2005, ИУУ СО РАН, 2006.-15 с.