ЗАМОРАЖИВАНИЕ ШАХТосуществляется машинами аммиачной компрессии. Во втором случае, т. е. при проходках через рассолы, требуется t° охлаждения пород до45°С. Этот способ применяется при проходке шахт на калийные соли, т. к. над соляной залежью в большинстве случаев скопляются вековые насыщенные рассолы хлоридов крепостью в 24° Вё, с t° замерзания при — 22° С.
Способ осуществляется преимущественно углекислотной компрессией, а за последние годы стали конструировать для этих целей аммиачные машины.
Способы простого и глубокого замораживания для среднелетних условий характеризуются соотношениями:в нем температуры. Это необходимо для сохранения большой устойчивости замерзших горных пород, зависящей от температуры (рис. 6).
Способы замораживания Показатели
Агент .................................
Испарение } давление.
Конденсация } Давление Компрессия......................
простой
глубокий
NH3 1, 2—30 10, 2 +25 Одноступенчатый
СО2 5, 8—53 65, 4 +25 Двухступенчатый
Режим в температурах и давлениях приведенных двух способов выделяет их из общих рамок холодильного дела, применяемого обычно в пищевой пром-сти, где t° испарения не спускается ниже — 10° — — 20 С. Процесс замерзания воды в породах и охлаждение самих пород длится различное время.
Здесь играет роль количество воды в породах; оно колеблется от 10% до 20% к их весу. Практически для охлаждения 1 м3 породы и замерзания 20% заключающейся в них воды требуется около 36 тысяч хладокалорий.
На образование защитной кольцевой замерзшей стены требуется калорий: Q == aD2Hq, Рис. 4. где: п — длина окружности по отношению к'диаметру,!) — диам. круга замораживания скважин в до, Н — глубина замораживания в м, q — потребное количество холода на 1 до3 породы, t — время предварительного замораживания Ne 9 где Ne — эффективная брутто-мощность установки в калориях. Во всяком случае значение Q колеблется в пределах сотен миллионов калорий и переходит за миллиард, как это было при замораживании шахты «Зельдер» в Бельгии, где глубина промораживания достигала 620 м.
После определения замыкания кольцевой защитной стены приступают к углубочным работам, не приостанавливая процесса замораживания. При углубке шахты необходимо поддерживать замерзший целик не столько во избежание его оттаивания от теплоты горных пород и воздуха, сколько для сохранения низкой
Углубка оборудуется сильными машинами" и ведется для достижения больших скоростей на два подъема с самостоятельными источниками энергии, без ходового отделения.
Отбойка породы ведется или пневматическими молотками легкого и тяжелого типов или же с применением незамерзающих взрывчатых веществ, напрйм. амонал — селитры разных номеров. замороРазмеры едино
Рис. 6. Сопротивляемость в зависимости от временного обна
женных пород температуры. жения стенок (величина участков-заходок) зависят целиком от физических свойств проходимых пород и могут колебаться от 1, 5 м до 40 м. Кажущаяся устойчивость и водонепроницаемость замерзшей кольцевой стены обманчива, так как вымерзшая стена под влиянием внешнего гидростатического давления воды на нее вызывает медленное истечение замерзших пород в сторону шахты, сопровождающееся разрывом замораживающих труб, и без того нагруженных напряжением от понижения температуры и внутренним давлением циркулирующего в них рассола. Разрыв труб кончается истечением из них циркулирующего рассола, к-рый быстро разъедает замерзшую стену и открывает доступ в шахту внешних вод. Катастрофа ликвидируется консервацией проходки и повторным замораживанием.
Особенно сложным является крепление ствола в условиях низкой температуры. При способе простого замораживания проходки крепят железобетоном или чугунной тюббинговой крепью; при глубоком же замораживании не иначе как чугунными тюббингами с заливкой промежутка между ними и породами специальными сортами доменного цемента с высоким содержанием А12О3 и прибавками при его растворении экзотермических катализаторов: кальцинированной соды в 8° Её или СаС12 в 16° Вё.
Эти прибавки ускоряют процесс схватывания цемента, прежде чем он успеет замерзнуть от действия пород. Сами тюббинги представляют собой ребристые сегменты общего кольца высотою 1, 5 м. Сегменты в перевязку швов или подвешиваются сверху вниз или наращиваются снизу вверх. Для разгрузки крепи от продольного изгиба через 20—30 до глубины устанавливаются основные венцы (кейль-кранцы) с большим внешним диаметром. Несмотря на
