ИСКУССТВЕННОЕ ЗАМОРАЖИВАНИЕ ПОРОД

ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОД И РАБОТА ЗАМОРАЖИВАЮЩЕЙ СТАНЦИИ

Для получения холода и создания ледопородного ограждения используют замораживающую станцию, принципиальная схема которой показана на  9.1.

Пары хладагента сжимают до давления 0,5—1,2 МПа в компрессоре / (в зависимости от его типа), в результате чего температура паров повышается до 100 °С. Хладагент с такими параметрами проходит через маслоотделитель 2 и попадает в межтрубное пространство конденсатора 3, в котором непрерывно циркулирует вода. В результате охлаждения пары конденсируются и хладагент переходит в жидкое состояние. При этом его давление остается примерно тем же, а температура понижается до 15—20 °С в зависимости от расхода и температуры охлаждающей воды.

Жидкий хладагент из конденсатора по трубопроводу 4 проходит через дроссельное устройство 5, а оттуда по трубопроводу 6 поступает в испаритель 17, где давление хладагента резко снижается до 0,05 МПа. В результате перепада давления хладагент испаряется, а его температура понижается до -(20—30) °С. Пары хладагента по мере испарения поднимаются по змеевикам испарителя 18 и, пройдя грязеуловитель 16, попадают через трубопровод 19 опять в компрессор. На этом заканчивается непрерывный цикл движения хладагента.

Переход хладагента из жидкого состояния в газообразное происходит в испарителе 17 и трубопроводах 6 и 19 с большим поглощением тепла, отбираемого у хладоносителя 14, который находится в рассольном баке /5 и непрерывно с помощью рассоломешалки 13 циркулирует в межтрубном пространстве испарителя /7, в результате этого хладоноситель охлаждается до температуры —(20—25) °С.

Охлажденный хладоноситель насосом 12 нагнетают по магистральному трубопроводу / / и распределителю 10 в каждую замораживающую колонку 8. Циркулируя по замораживающим колонкам, хладоноситель отдает холод окружающим горным породам и замораживает их, а сам нагревается на 1 -3 °С в зависимости от режима замораживания. Пройдя через колонки, хладоноситель попадает в коллектор 7, а затем в обратный магистральный трубопровод 9, по которому он поступает для повторного охлаждения в испаритель 17.

Таким образом, при работе замораживающей станции имеют место три самостоятельных замкнутых цикла движения хладагента, воды в конденсаторе и хладоносителя.

В качестве хладагента используют аммиак — аммиачные холодильные машины — или различные хладоны (ранее фреоны) — фреоновые холодильные машины.

В качестве хладоносителей используют водные растворы солей хлористого кальция, хлористого магния. Хладоносители, представленные водными растворами хлоридов, получили название рассолов. Концентрация рассола должна быть такой, чтобы температура его замерзания была на 8 °С ниже температуры испарения хладагента. Наибольшее распространение в практике замораживания получил водный раствор хлористого кальция плотностью до 1,28 г/см3.

Широкое применение водных растворов солей (рассолов) связано с тем, что они дешевы и могут быть легко приготовлены в условиях строительной площадки.

Недостатки рассолов: они весьма агрессивны по отношению к ледо-породным ограждениям и в случае утечек из колонок, что зачастую бывает

в практике замораживания, приводят к разрушению ранее созданного ледопородного ограждения и как следствие прорыву воды через него.

В последние годы широкое распространение получили замораживающие станции, выполненные в передвижном исполнении (ПХС-100, ПХУ-50, ППЗУ и др.), позволяющие начать работы в сжатые сроки с минимальными затратами времени на подготовительный период.