曹學(xué)勇 趙 杰

(錫林郭勒盟山金阿爾哈達(dá)礦業(yè)有限公司)

阿爾哈達(dá)鉛鋅礦充填管道防凍技術(shù)

曹學(xué)勇 趙 杰

(錫林郭勒盟山金阿爾哈達(dá)礦業(yè)有限公司)

高寒環(huán)境下地表充填管道敷設(shè)難度較大，以阿爾哈達(dá)鉛鋅礦為例，對(duì)其充填系統(tǒng)地表充填管道的敷設(shè)方式、保溫材料、保溫結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，為類似礦山提供參考。

高寒環(huán)境 充填管道 保溫材料 保溫結(jié)構(gòu) 防凍技術(shù)

山東黃金集團(tuán)股份有限公司所屬的內(nèi)蒙古錫林郭勒盟阿爾哈達(dá)鉛鋅礦是一位于高寒地區(qū)的鉛鋅礦，礦區(qū)氣候?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候，風(fēng)較多，雨水較少，最大風(fēng)力在8級(jí)以上，年最低氣溫-42.4 ℃，年平均氣溫0～3 ℃，1月平均氣溫-20 ℃，極易造成井筒結(jié)冰、地表管道開裂，影響了礦山的正常生產(chǎn)。為此，通過詳細(xì)分析該礦山充填系統(tǒng)地表管道的敷設(shè)方式及其保溫措施，為類似礦山提供借鑒。

1 高寒環(huán)境下充填管道敷設(shè)

阿爾哈達(dá)鉛鋅礦的充填管道需穿越季節(jié)性的凍土層地帶，因凍土的凍脹作用，即使高架敷設(shè)的充填管道也會(huì)發(fā)生變形破壞；且充填料漿的承載介質(zhì)是水，在內(nèi)蒙古高寒環(huán)境下極易凍裂充填管道。

(1)充填管道架空敷設(shè)。將充填管道架設(shè)于樁柱的基礎(chǔ)上，常見的是采用“H”型支架支撐充填管道，目的是防止充填管道輸送的熱量向凍土層擴(kuò)散。

(2)堤上敷設(shè)。為盡可能避免充填輸送管道向土壤散發(fā)熱量，采用鵝卵石或大塊的石頭堆積成長(zhǎng)堤，避免融沉現(xiàn)象的產(chǎn)生，如圖1所示。

圖1 堤上敷設(shè)方式

(3)開挖填埋。對(duì)高寒地區(qū)穿過凍土融化層的充填管道采取散熱隔斷措施后，可采用開挖填埋的方式敷設(shè)管路。底層用細(xì)土回填，夯實(shí)度應(yīng)達(dá)到90%，也可應(yīng)用聚氨酯泡沫噴于充填管道表面形成隔熱層。在充填管道頂部再回填一層細(xì)土，要求細(xì)土堆積的高度高出地面0.3 m，開挖填埋方式的埋設(shè)剖面見圖2。

圖2 開挖填埋方式

2 充填管道保溫材料及保溫結(jié)構(gòu)

2.1 保溫材料

在我國(guó)保溫材料主要有泡沫型保溫材料、纖維質(zhì)保溫材料、復(fù)合硅酸鹽保溫材料等；國(guó)外主要采用玻璃纖維制品、發(fā)泡式合成橡膠制品、聚乙烯制品和石棉制品進(jìn)行保溫。泡沫型的保溫材料主要有聚合物發(fā)泡型保溫材料、泡沫石棉保溫材料2類，均具有吸濕率小、保溫穩(wěn)定、導(dǎo)熱慢、易施工等特點(diǎn)。復(fù)合硅酸鹽保溫材料的特點(diǎn)是可塑性強(qiáng)、導(dǎo)熱性差、耐高溫，主要由硅鎂鋁、稀土、硅酸鎂等組成。海泡石保溫隔熱產(chǎn)品的保溫性能及應(yīng)用效果良好，且無毒、無味，具有耐酸堿、質(zhì)量輕、隔音好、施工方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而適用于對(duì)充填管道進(jìn)行保溫。20世紀(jì)80年代硅酸鹽絕熱保溫材料在我國(guó)被公認(rèn)為最優(yōu)塊狀硬質(zhì)絕熱保溫材料，其優(yōu)點(diǎn)是材料密度小、耐熱程度高、導(dǎo)熱性差、抗壓強(qiáng)度較高、收縮率較小。但90年代以后，該材料的推廣應(yīng)用程度已大幅度降低，主要原因是廠家用紙漿纖維進(jìn)行生產(chǎn)，而紙漿纖維無法承受高溫，大大降低了絕熱保溫材料的耐高溫性能，且增加了破損率。

2.2 保溫結(jié)構(gòu)

我國(guó)充填管道的保溫結(jié)構(gòu)主要有膠泥式結(jié)構(gòu)、包扎式結(jié)構(gòu)、纏繞式結(jié)構(gòu)、預(yù)制品式結(jié)構(gòu)、填充式結(jié)構(gòu)、澆灌式結(jié)構(gòu)等。目前，國(guó)外主要應(yīng)用不銹鋼箔和鋁箔的保溫結(jié)構(gòu)。若直接敷設(shè)充填管道可應(yīng)用瀝青珍珠巖作為保溫層的保溫結(jié)構(gòu)，另外鋼制套管也是較優(yōu)的保溫結(jié)構(gòu)之一，其余地下管道保溫結(jié)構(gòu)大多應(yīng)用大型多孔混凝土塊保溫結(jié)構(gòu)。

3 建 議

(1)山金阿爾哈達(dá)鉛鋅礦的充填系統(tǒng)地表充填管道的敷設(shè)方式宜采用開挖填埋方式，地表充填管道的保溫結(jié)構(gòu)宜采用包扎式、纏繞式結(jié)構(gòu)。

(2)海泡石保溫隔熱材料因其保溫性能及應(yīng)用效果良好，且無毒、無味，具有耐酸堿、質(zhì)量輕、施工方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而建議采用該材料對(duì)阿爾哈達(dá)鉛鋅礦位于高寒環(huán)境下的充填管道進(jìn)行保溫。

2015-08-03)

曹學(xué)勇(1977—)，男，工程師，026300 內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟。