18.2. Електропрогрів ґрунту

Електропрогрів ґрунтів застосовують в тих районах, в яких є вільна елек­трична потужність (наприклад, поблизу потужних гідростанцій).

Існує кілька способів електропрогріву ґрунтів, з яких найбільш зручним, дешевим і безпечним є електродний спосіб з безпосереднім підключенням установок електропрогріву до існуючих електромереж напругою до 380 В.

Електродний спосіб полягає в тому, що через ґрунт пропускається елект­ричний струм напругою 220 або 380 В. Електропровідність ґрунту залежить від ступеня його вологості, стану й температури, наявності в ґрунті розчинів солей, кислот, від будови ґрунту та ін. Складність структури ґрунту і теплових фізичних процесі у ньому, значно впливають на його електричний опір.

Поверхню ділянки ґрунту, що прогрівається, засипають на 15...25 см ша­ром тирси, змоченої водяним розчином солі (повареної, хлористого кальцію) або соляної кислоти, які мають проводити струм і утеплювати ґрунт; навіть при напрузі 380 В струм практично не проходить через мерзлий ґрунт.

При електропрогріві ґрунту горизонтальними електродами (рис. 18.2,а) тепло передається ґрунту головним чином від шару тирси, що нагрівається, а участь самого ґрунту в колі струму відносно невелика. Тільки незначний верх­ній шар ґрунту, що прилягає до електродів, включається до електричного кола і є опором, в якому виділяється тепло.


Горизонтальні електроди застосовують при відігріванні ґрунту на невели­ку (до 0,5...0,7 м) глибину, а також в тих випадках, коли вертикальні електроди не застосовують внаслідок малої електропровідності ґрунту або неможливості забивання їх у ґрунт, змішаний, наприклад, з щебенем.

Відігрівання вертикальними електродами (рис. 18.2,б) більш ефективне і застосовується при глибині мерзлого ґрунту більше 0,7 м, а також при малому контакті між горизонтальними електродами й ґрунтом. У жорсткі ґрунти (глини­сті й піщані з вологістю більше 15..:20%) електроди забивають на глибину 20...25 см, а потім вони осаджуються в міру відтавання ґрунту. При відтаванні на глибину 1,5 м рекомендується мати два комплекти електродів - коротких і дов­гих. У міру відтавання ґрунту короткі електроди замінюють довгими. Відігріван­

ня ґрунту на глибину 2 м і більше слід виконувати ступенями з періодичним ви­даленням відталих шарів (при виключеному струмі).

При вертикальних електродах ґрунт засипають тирсою, яка спочатку служить збудником для прогріву верхнього шару ґрунту. В міру відтавання ша­ри ґрунту включаються до кола, після чого тирса тільки зменшуює тепловтрати ґрунту. Замість тирси збудником можуть служити канавки, пробиті зубилом між всіма електродами на глибину 6 см і залиті розчином солі. При покритті поверхні ґрунту, що відігрівається, шаром сухої тирси, як показує практика, влаштування канавок дає дуже гарні результати.

З метою економії електроенергії й максимального використання потуж­ності середня позитивна температура ґрунту, що прогрівається, не повинна пе­ревищувати 2...5°С, в окремих точках - 15...20°С; прогрів необхідно вести діля­нками з перервами в живленні їх струмом.

Необхідна потужність і витрати енергії при температурі ґрунту 15 °С в середньому на кожний кубічний метр становлять 3,5 кВт при витраті електро­енергії 30 кВт-год.

В останні роки розроблене і впроваджене у виробництво в північних ра­йонах відігрівання ґрунту електроенергією напругою до 10 кВ.

У порівнянні з напругою 380 В застосування для електропрогріву мерзлого ґрунту електродів з напругою 10 кВ дозволяє прискорити проведення робіт і скорочує їхню вартість. Потрібна кількість електродів зменшується, а відстань між ними збільшується. Скорочується обсяг підготовчих робіт із занурення елек­тродів у ґрунт. Основна кількість тепла виділяється біля електродів, інша частина ґрунту прогрівається до негативної температури, близької до 0°С за рахунок теп­лової енергії, акумульованої біля електродів. Ґрунт прогрівається знизу вгору, за рахунок чого зменшуються втрати тепла до атмосфери. Прогрів мерзлого ґрунту до температури -1,5...-0,5°С створює сприятливі умови для його розробки земле­рийними механізмами, оскільки при повному відтаванні ґрунт примерзає до ко­вша екскаватора або відвалу бульдозера. Крім того, зволожений ґрунт, вилуче­ний у відвал, змерзається, що викликає додаткові витрати при його навантаженні в транспортні засоби або при зворотному засипанні.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я