Устройство для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы - RU207417U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к устройствам для безопасного бурения почвы, включая многолетнемерзлые породы, и может быть использована для безопасного отбора различных почвенных образцов в полевых условиях для проведения лабораторных исследований, как для научных целей, так и для оценки земель технологического назначения.

Микробиота многолетних мерзлых пород очень многочисленна и недостаточно изучена [Зотова Л.И. Мерзлотно-экологическая оценка состояния геосистем криолитозоны в результате антропогенных воздействий. - Москва, 1995. 24 с.]. При активном освоении криолитозоны существует опасность миграции ее на поверхность. Последствия этого процесса могут привести к наступлению чрезвычайных ситуаций технического и биологического характера. При этом надо понимать, что споры сибирской язвы хранятся в останках веками и остаются, так сказать, готовыми к использованию. И защищает от них именно промерзлая земля. Она их консервирует. И оттаивание почвы, в которой они лежат, или ее повреждение при проведении технических работ, означает вскрытие этих хранилищ.

Процессы изменения климата - потепления, обуславливающие изменение границ вечной мерзлоты, для Роспотребнадзора означает - проблемы оценки риска угрозы таяния вечной мерзлоты в районах расположения скотомогильников, свалок бытовых и промышленных отходов, формирования эпидемиологического риска, так как основными источниками водоснабжения в Арктике являются открытые водоемы. Это ставит задачу обосновать требования к корректировке программ социально-гигиенического мониторинга с включением показателей, характеризующих содержание высокотоксичных загрязняющих веществ и возбудителей опасных инфекций и инвазий, передающихся по пищевой цепи через объекты традиционного промысла населения, а также социальные и климатические особенности региона [«Российская Арктика» 6/2019. Подготовлен при участии ученых ФБУН «Северо-Западный Научный центр гигиены и общественного здоровья» г. Санкт-Петербург].

Летом 2016 г. обстановка по данной инфекции резко осложнилась в связи с крупнейшей с 40-х годов прошлого столетия эпизоотией среди северных оленей (Rangifer tarandus в Ямало-Ненецком автономном округе (ЯНАО), повлекшей за собой и эпидемические осложнения. В период с 25 июля по 2 августа в Ямальском районе ЯНАО было зарегистрировано 36 случаев заболевания людей сибирской язвой из числа 97 госпитализированных [Попова А.Ю., Демина Ю.В., Ежлова Е.Б., Куличенко А.Н. и др. Вспышка сибирской язвы в Ямало-Ненецком автономном округе в 2016 г., эпидемиологические особенности // Пробл. особо опасн. инф., 2016. Вып. 4. С. 42-46.].

Большинство захоронений не обследованы в виду труднодоступности к местам захоронения, в связи с отсутствием указания точного расположения мест (известна только местность), отсутствие автомобильной дороги, вездеходной техники и авиатранспорта. В период эпизоотии сибирской язвы среди домашних животных и дикой фауны трупы павших животных сжигались на местах обнаружения, продукты горения после обработки гипохлоридом закапывали в ямы глубиной до 1 метра и не документировались как полагается. Наиболее характерные нарушения, выявленные в ходе обследований сибиреязвенных захоронений в том, что отсутствуют: изгороди, траншеи по всему периметру, таблички с надписью «Сибирская язва». [ACTUAL SCIENTIFIC RESEARCH 2018 материалы XXXVII Международной научно-практической конференции / 2018. С. 626-627)].

Не исключено, что ряд токсических веществ и микроорганизмов может обладать способностью разрушать материалы, из которых строятся различные объекты инфраструктуры, и даже непосредственно представлять опасность для здоровья людей [Ганова, 2008; Malchevskiy et al., 2016].

В связи с этим, актуальность разработки устройства для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы, для оценки показателей, характеризующих содержание высокотоксичных загрязняющих веществ и возбудителей опасных инфекций, представляющих токсическую или бактериологическую опасность на территории предполагаемого проектирования и строительства технологических объектов в зоне, в том числе в криолитозоне, учитывая вышеизложенные обстоятельства, не подлежит сомнению.

Известно устройство для отбора проб почвы (патент РФ №2534139, опубликован 27.11.2014), включающее цилиндрическую трубу с заостренной режущей кромкой, трехстержневую вилку, ручки, отличающееся тем, что оно снабжено заборным цилиндрическим стаканом с заостренной режущей кромкой в нижней его части и приспособлением для извлечения пробы, содержащем выталкиватель, расположенный внутри заборного стакана, жестко соединенный вилкой из трех стержней, свободно проходящих через отверстия крышки стакана к фланцу с втулкой над стаканом под углом 120° относительно друг друга, имеющим возможность перемещения вдоль стержня устройства, причем установку на поверхности почвы и извлечение из нее осуществляют посредством ручек ударного наконечника, закрепленного в верхней части стержня устройства, а наполнение заборного стакана пробой и ее удаление производят за счет ударов по наконечнику стержня и по фланцу приспособления для извлечения пробы, фиксируемые по нижней кромке его втулки относительно рисок мерной шкалы, нанесенной на стержне устройства.

Недостатком данного устройства является невозможность безопасного отбора проб в условиях многолетней мерзлоты.

Данное устройство принято нами за прототип.

Из уровня техники известен патент РФ №2673571 (опубликован 28.11.2018) на Способ ручного бурения мерзлых горизонтов в почвах и верхнем слое многолетнемерзлых пород с одновременным отбором ненарушенных проб почвогрунтов, в котором бурение осуществляют тем, что на поверхность почвы вертикально устанавливают устройство для бурения многолетних мерзлых пород, бурение осуществляют до уровня заложенного почвенного разреза, в процессе бурения через 10-15 см периодически осуществляют извлечение проб, при этом используют устройство для бурения многолетних мерзлых пород, выполненное в виде металлической стальной трубы длиной 1,5-3 м с внутренним диаметром 40-45 мм с толщиной стенок 3-4 мм, в верхней части наружная поверхность трубы сочленена с наголовником для защиты стенок от удара, бурение осуществляют путем забивки трубы в грунт шанцевым молотком умеренными ударами, после бурения на глубину 10-15 см трубу извлекают из скважины вращательными движениями, определяют глубину пробоотбора путем установки рулетки, извлекают почвенную пробу из трубы, при возникновении смятых краев трубы от ударов их срезают ножовкой и продолжают бурение скважины до требуемой глубины.

Известно устройство для отбора проб почвы (патент РФ №2674134, опубликован 04.12.2018), включающее заборный цилиндр с продольной прорезью, имеющей на одной из сторон отогнутую наружу заточку, набор съемных стаканов с прорезями, совмещенными с прорезью заборного цилиндра, и донцами, выступающими в прорези на величину диаметра заборного цилиндра, крышку и нижний центрирующий упор, установленный эксцентрично относительно продольной оси заборного цилиндра, отличающееся тем, что оно снабжено жестко закрепленным на крышке приводным хвостовиком с центрирующей ступицей, причем приводной хвостовик размещен эксцентрично продольной оси заборного цилиндра и соосно с нижним центрирующим упором, центрирующая ступица имеет консольные кронштейны с анкерами, а крышка ориентирована относительно заборного цилиндра.

Известно устройство почвенный бур-пробоотборник (патент РФ №2657555, опубликован 14.06.2018), содержащий цилиндрическую штангу, на верхнем конце которой закреплен кривошип с рукояткой, а на нижнем - стакан с резцами и опорная площадка со штырями, отличающийся тем, что на цилиндрической штанге установлены с возможностью вращения удерживающая втулка, с возможностью перемещения и фиксации труба с отверстиями заданного шага и ограничительный узел, а на опорной площадке дополнительно закреплены направляющая гильза, фиксаторы для штырей, уровень и кронштейн с подковообразным упором, причем расстояние между опорной площадкой и подковообразным упором превышает высоту стакана, меньшего направляющей гильзы.

2. Почвенный бур-пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что ограничительный узел составлен из диска, втулки с отверстием и затвора с цилиндрическим корпусом, выступом, штифтом и пружиной.

3. Почвенный бур-пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что в стакане выполнено разгрузочное окно с крышкой, подвижно в осевом направлении установленной через втулку с пластиной на цилиндрической штанге и в направляющих выступах стакана.

Недостатками всех вышеизложенных способов является отсутствие безопасного извлечения пробы грунта, в том числе в многолетнемерзлых породах, и безопасной отправки его для дальнейшего лабораторного исследования в условиях, характеризующих содержание высокотоксичных загрязняющих веществ и возбудителей опасных инфекций и инвазий, передающихся по пищевой цепи через объекты традиционного промысла населения, а также социальные и климатические особенности региона.

При этом последствия такого события могут привести как к преждевременному разрушению материалов, из которых построен сам объект, так и к болезням или даже гибели людей. Кроме того, использование данных устройств трудоемко, и не позволяет провести исследование без извлечения керна, которое само по себе несет угрозу в случае попадания зоны бурения на захоронение токсических или биологических органических объектов, таких как, например, скотомогильники.

Заявляемая полезная модель свободна от указанных недостатков.

Задача полезной модели - разработать новое устройство для бурения мерзлых горизонтов в почвах и верхнем слое многолетнемерзлых пород, с возможностью одновременного безопасного отбора образцов почвогрунтов, которые могут быть использованы для проведения лабораторных исследований, и выявления токсических и бактериологических загрязнений.

Поставленная задача решается тем, что устройство для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы, включает цилиндрическую трубу с заостренной режущей кромкой, и приспособление для извлечения пробы, при этом цилиндрическая труба бура содержит по всей длине с двух противоположных сторон направляющих стенок несколько сквозных отверстий, центры которых расположены на заданном расстоянии друг от друга и совпадают с центрами отверстий на противоположной направляющей стенке, на верхнем торце трубы бура установлена технологическая заглушка с отверстием для привода, а на нижнем торце расположен резец; приспособление для безопасного извлечения пробы выполнено в виде термоблока, содержащего обсадную трубу с двумя отверстиями, размеры и форма которых совпадают с отверстием на трубе бура, при этом к отверстию с одной стороны обсадной трубы жестко расположена горелка, с другой стороны обсадной трубы к отверстию подходит сборник зольного остатка, причем труба бура вставляется в обсадную трубу. Отверстия на трубе бура выполнены в форме прямоугольника, а расстояния между их центрами соответствуют шагу взятия пробы грунта. Резец содержит режущую кромку и стопора, расположенные по окружности. Длина обсадной трубы выбирается равной длине отрезка буровой трубы, содержащей одно отверстие на своих направляющих, размеры и форма которого совпадают с отверстием на трубе бура. Техническим результатом заявляемой полезной модели является высокая безопасность извлечения и исследования пробы грунта, а также повышения качества конечных результатов исследования отобранной пробы, снижение трудоемкости отбора пробы, универсальность и оперативность за счет компактности и мобильности заявляемой полезной модели.

Заявляемое устройство для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы, схематично изображено на представленных чертежах:

фиг. 1 - общий вид устройства для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы; фиг. 2 - вид трубы бура 1 в разрезе по А-А; фиг. 3 - вид трубы бура с резцом 2; фиг. 4 - вид резца 2 с опущенными стопорами 10 (сверху и сбоку); фиг. 5 - вид термоблока 5 в трех проекциях.

Устройство для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы (фиг. 1-3) содержит цилиндрическую трубу бура 1, имеющую на верхнем конце технологическую заглушку 2 с отверстием для стыковки с ручным или механическим приводом, а на нижнем конце резец 3, вдоль трубы 1 на противоположных направляющих расположены с заданным шагом (например, в 15, 20, 25 см и т.д.) продольные отверстия 4 и нанесена риска (не показана). Труба бура 1 входит в жестко закрепленый на земле термоблок 5, расположенный на огнеупорной подложке 6. На ней установлены баллоны с газом 7. Резец 3 соединяется резьбовым соединением 8 с трубой бура 1, имеет режущую кромку 9 и стопора 10, которые служат для задержки от выпадения грунта при его подъеме (фиг. 4). Термоблок 5 состоит из обсадной трубы 11 с двумя такими же отверстиями 4 как на трубе бура 1 и с такой же риской (не показана) на одной из направляющих, при этом, с одной стороны отверстия 4 обсадной трубы 11 жестко расположена горелка 12 с пьезоподжигом, направленная в отверстие защитного теплового экрана 13. Горелка 12 через два газовых шланга 14 со штуцерами 15 соединяется с газовыми баллонами 7. С другой стороны обсадной трубы 11 к отверстию 4 подходит сборник зольного остатка 16. Сбоку термоблок 5 имеет дверцу 17 для выемки сборника зольного остатка 16, а сверху - штуцер 18 для стыковки с газоанализатором (фиг. 5).

Устройство для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы, работает следующим образом.

Перед установкой устройства на предполагаемое место бурения, расчищают площадку, выравнивают поверхность грунта по размеру огнеупорной подложки 6, затем раскладывают ее на эту площадку, контролируя уровнем ее горизонтальность. Предварительно, по центру огнеупорной подложки вырезают отверстие диаметром, равным внешнему диаметру обсадной трубы 11. Через это отверстие сверху устанавливают термоблок 5, оказывая давление на него через верхний край обсадной трубы 11 и заглубляя ее нижний край в верхний слой почвы. Газовую горелку 12 через шланги 14 и штуцера 15 подключают к газовым баллонам 7. В качестве огнеупорной подложки можно использовать любой огнеупорный материал (огнеупорность до 1580-1770°С), основное качество которых: термическая стойкость, теплопроводность, температура начала деформации под нагрузкой и химическая стойкость в различных средах. Мы использовали при экспериментальных испытаниях коврик пожаробезопасный для сварщиков с диапазоном температур от -60°С до +1200°С.

Через дверцу 17 вставляют в термоблок 5 сборник зольного остатка 16, дверцу плотно закрывают. Если имеется в наличии портативный газоанализатор, его подключают к штуцеру 18. Если газоанализатора нет, штуцер оставляют плотно закрытым. Через верхнее отверстие обсадной трубы 11 вставляют трубу бура 1 с технологической заглушкой 2 и резцом 3. Через отверстие в технологической заглушке 2 закрепляют либо ручное устройство вращения бура, либо механическое (например, низкооборотный мотоблок) (не показаны).

При вращении, труба бура 1 опускается на заданную глубину. При этом следует следить, чтобы горизонтальное положение термоблока 5 и вертикаль трубы бура 1 не нарушались. Устанавливают на баллонах 7 первоначально подачу газов (кислород и пропан) под низким давлением и пьезоподжигателем включают горелку 12. Когда пламя горелки 12 достигнет 200-500°С, медленно начинают поднимать трубу бура 1.

Как только над обсадной трубой 11 появится первая спецметка-риска, подъем трубы бура 1 останавливают и совмещают метку на трубе бура 1 с риской на обсадной трубе 11. В этом положении парные отверстия 4 на боковых сторонах трубы бура 1 совпадают с отверстиями 4 такого же размера на боковых сторонах обсадной трубы 11. И проба грунта, находящаяся в трубе 1 с одной стороны попадает под пламя горелки 12. При этом защитный экран 13 из огнеупорного материала концентрирует пламя горелки на отверстие 4 с пробой грунта и не допускает попадания пламени на внутренние стенки термоблока 5.

После совмещения рисок увеличивают подачу газа до получения температуры горелки 12 в 800-1000°С в течение от 20 до 30 секунд. Этого достаточно, чтобы проба грунта, находящаяся в данном отрезке трубы бура 1, полностью выгорела и превратилась в зольный остаток.

После этого медленно поднимают трубу бура 1 до совмещения верхнего края обсадной трубы 11 с верхним краем первого появившегося отверстия 4 на трубе бура 1. Выдерживают это положение 1,5-2 минуты.

Выключают полностью подачу газа, через 2-3 минуты открывают дверцу 17 термоблока, 5 и достают сборник зольного остатка 16 с полученной золой, и высыпают ее в стеклянную колбу, соблюдая меры предосторожности. Нумеруют колбу номером окна, из которого получен зольный остаток.

Вставляют на место сборник зольного остатка 16, закрывают дверцу 17, включают подачу газа и пьезоподжигателем поджигают горелку 12, устанавливают 200-500°С и поднимают бур до появления следующей спецметки-риски, подачу газа доводят до температуры 800-1000°С и выдерживают 20-30 секунд, повторяя весь первоначальный цикл заново, соблюдая те же условия. Количество циклов повторяют столько раз, сколько отверстий 4 разместилось на заданной глубине бурения.

После прохождения необходимой глубины бурения вынимают трубу бура 1 с резцом 3 полностью из обсадной трубы 11 и выключают горелку 12. Отсоединяют газовые баллоны 7 от штуцеров 15. Устройство разбирают и переносят на очередное место исследования.

Определение элементного состава зольного остатка позволяет выявить не только наличие скотомогильников, но и содержание высокотоксичных и бактериологических загрязняющих веществ. В этом случае производят закупоривание места взятия пробы грунта жидкой фракцией (например, бетоном). Устанавливают предупреждающую табличку и сообщают координаты обнаруженного очага в соответствующие органы санэпидконтроля.

Пронумерованные колбы с зольными остатками либо направляют на исследование, либо, если имеется портативный химанализатор для определения Са₃(PO₄)₂ и Са₅(PO₄)₃(ОН), проводят исследование зольного остатка (ЗО) в полевых условиях. Если в полученных пробах содержание Са₃(PO₄)₂ или Са₅(PO₄)₃(ОН), на порядок отличается от пробы к пробе, можно сделать вывод, что мы наткнулись на скотомогильник.

Если имеется портативный газоанализатор, то по спектрограмме остаточных следов различных видов бактерий можно сделать вывод о зараженности данного скотомогильника.

В качестве значимой связи нами была выбрана группа Са-Р как одна из сильнейших связей в организме человека и животного, составляющая главный минерал костной ткани Са₅(PO₄)₃(ОН) - гидроксилапатит. Рентгеноструктурное исследование ЗО показало, что основным минералом матрицы исследуемого материала является гидроксилапатит - Са₅(PO₄)₃(ОН) (гидроксилапатит-1) [Mineralogical and geochemical characteristics of the human body ash residue / L.P. Rikhvanov, N.V. Baranovskaya, M.A. Deriglazova, A.B. Strelnikova // Procedia Chemistry. - 2014. - V. 10. - P. 454-459].

Выбор температур при сжигании пробы грунта обусловлен едиными требованиями к работе при сжигании, в первую очередь, к температурному режиму, который составляет 872°С в начале процесса и 1000°С в конце. Такая температура сгорания обусловлена требованиями к качеству зольного остатка: при менее 1000°С костная ткань организма обугливается, а при большей температуре происходит остеклование костей - образование твердой корки фосфорнокислой извести, которая препятствует сгоранию [Рихванов Л.П., Дериглазова М.А., Барановская Н.В. Минералого-геохимический состав зольного остатка организма человека/ Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. №9. 67-81.].

Возникновение эпизоотий, вызванных трансграничным переносом возбудителей инфекционных заболеваний, связанных с естественными миграционными процессами, транспортировкой продуктов животноводства из регионов, подверженных эпизоотиям, а также активацией природных очагов экономически значимых заболеваний животных определяет необходимость повышения готовности уполномоченных служб к скорейшей локализации и ликвидации очагов, в том числе путем утилизации павших и вынужденно умерщвленных животных [Макаров В.В. Африканская чума свиней. М.: РУДЫ, 2011. 268 с.].

Крупнейшие эпизоотии на территории Российской Федерации в 2016-2017 г. [Федеральная служба по ветеринарному и фитосанитарному надзору: Эпизоотическая ситуация. URL: https://www.fsvps.ru/fsvps/print/press/453275.html], вызванные возбудителями сибирской язвы (Ямало-Ненецкий автономный округ (далее - ЯНАО), африканской чумы свиней [Федеральная служба по ветеринарному и фитосанитарному надзору: Эпизоотическая ситуация. URL: http://www.fsvps.ru/fsvps/news/22577.html] (Владимирская, Нижегородская и Омская области, 2017 г.), ящура (Республика Башкортостан, 2017 г.) повлияли не только на сельскохозяйственную деятельность, но и на вопросы продовольственной безопасности Российской Федерации, причинив существенный экономический ущерб.

Локализация и ликвидация очагов опасных заболеваний требует незамедлительного уничтожения источника инфекции, в том числе путем сжигания трупов животных [Journal of NBC Protection Corps. 2017. V. 1. №4 - С. 50-58]. В «Ветеринарно-санитарных правилах сбора, утилизации и уничтожения биологических отходов» [Ветеринарно-санитарные правила сбора, утилизации и уничтожения биологических отходов, утв. Главным государственным ветеринарным инспектором Российской Федерации 4 декабря 1995 г. №13-7-2/469.], приведены способы утилизации методом сжигания трупов животных в траншеях (приведены различные конфигурации траншей с указанием их габаритов) с использованием в качестве горючих материалов дров, резиновых отходов и других твердых горючих материалов, а также описаны возможности по сжиганию трупов животных в специальных печах.

Однако, как показывает практика, эти меры не гарантируют полной безопасности ликвидации очагов опасных заболеваний.

В ходе обследования специалистами ФГБУ «48 ЦНИИ» Минобороны России моровых полей на территории Ямальского района Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) в 2017 г. на предмет контаминации возбудителем сибирской язвы было отобрано 32 пробы с глубины почвенного покрова 15 см. В двух из них, №3 - зольный остаток с места сжигания трупа оленя, и №13 - биологический материал от трупа, не подвергшегося полному сжиганию, методом ПЦР в режиме реального времени обнаружены специфические фрагменты ДНК Bacillus anthracis. Из этих проб были получены чистые культуры возбудителя сибирской язвы. [А.В. Савиных, Д.Л. Павлов, А.В. Кузнецовский и др. «Результаты мониторинга сибиреязвенных моровых полей эпизоотии 2016 года на территории Ямальского района Ямало-Ненецкого автономного округа», Вестник войск РХБ защиты. 2017. Том 1. №3. С 18-29].

Это еще раз подтверждает важность и актуальность разработки таких полезных моделей, как заявляемое устройство для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы.

Все работы по забору, транспортированию и подготовке проб из объектов окружающей среды осуществляют в строгом соответствии с требованиями СП 1.3.3118-13 «Безопасность работы с микроорганизмами I-II групп патогенности (опасности)» [СП 1.3.3118-13. «Безопасность работы с микроорганизмами I-II групп патогенности (опасности)». Санитарные правила. М., 2014. 197 с.], а также СП 1.2.036-95 «Порядок учета, хранения, передачи и транспортирования микроорганизмов I-IV групп патогенности» [СП 1.2.036-95. «Порядок учета, хранения, передачи и транспортирования микроорганизмов I-IV групп патогенности». Санитарные правила. М.,1995. 81 с.].

Экспериментальная модель устройства для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы была апробирована нами в полевых условиях с исследованием 3-х проб грунта полученных на различных заданных глубинах. На глубине 20 см 1-я проба: грунт 1, по составу приближенный к тундровому; на глубине 40 см 2-я проба: грунт 1 с добавлением 5% мела в качестве имитатора кальция и на глубие 60 см 3-я проба: грунт 1 с добавлением 5% костных останков СХЖ). Зольные остатки этих проб исследовались на химанализаторе в лабораторных условиях. В результате были получены данные о наличии Са₅(PO₄)₃(ОН) в пробе 3 на порядок отличающиеся от проб 1 и 2, что являлось достоверным признаком наличия в пробе грунта костных останков (признак скотомогильника).

Таким образом, заявленная полезная модель в экспериментальном выполнении показала полную применимость и работоспособность:

1. безопасность, так как выброс опасной фракции предотвращается за счет высокой температуры сгорания керна,

2. устройство позволяет с высокой точностью и безопасностью для окружающей среды выявлять скрытые источники токсической и биологической опасности, в том числе, такие как скотомогильники,

3. универсальность (для отбора почвенных проб в широком диапазоне условий среды - от экстремальных условий высокоширотных регионов до объектов городской среды);

4. возможность получения проб не только для микробиологического исследования, но и для анализа состава материалов, загрязнений и других целей.

К преимуществам заявленной полезной модели можно отнести: Своевременное выявление на территории предполагаемых технических работ, в том числе в многолетних мерзлых породах, органических, бактериологических или токсических веществ, которые могут представлять опасность для людей и окружающей среды, что позволит аргументировано обосновать прекращение проектирование и строительство технических объектов на данной территории.

Заявляемая полезная модель позволяет производить послойный отбор равновеликих проб почвы, механизировать процесс отбора проб почвы и сократить физические затраты, упростить и удешевить отбора проб почвы, повысить достоверности результатов анализов проб почв за счет их равновеликости по различным слоям горизонтов.

Получена возможность оценки уровня потенциальной техногенной и биологической опасности выявленных органических, бактериологических или токсических веществ, в том числе реликтовой микробиоты многолетних мерзлых пород в районе проведения технических работ, за счет лабораторного исследования кернов, полученных на заданной глубине в результате безопасного бурения скважин и безопасного получения кернов.

Возможность получения проб не только для микробиологического исследования, но и для анализа состава материалов, загрязнений и других целей.

Получено сокращение времени пробоотбора, т.к. все процедуры выполняются с учетом максимальной оптимизации операций (от момента стерилизации до взятия и помещения пробы в колбу).

Компактные габариты и масса; простота и удобство в эксплуатации.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для безопасного отбора с заданных глубин проб грунта, включая многолетнемерзлые породы для оценки территории при проектировании и строительства объектов, в том числе в криолитозоне, обусловлена действенной профилактикой возникновения чрезвычайных ситуаций технического и биологического характера в районе строительства, позволяющей предотвратить многомиллионные расходы на их ликвидацию.

Реферат

Полезная модель относится к устройствам для безопасного бурения почвы, включая многолетнемерзлые породы, и может быть использована для безопасного отбора различных почвенных образцов в полевых условиях для проведения лабораторных исследований, как для научных целей, так и для оценки земель технологического назначения. Техническим результатом заявляемой полезной модели является высокая безопасность извлечения и исследования пробы грунта, а также повышение качества конечных результатов исследования отобранной пробы, снижение трудоемкости отбора пробы, универсальность и оперативность за счет компактности и мобильности заявляемой полезной модели. Устройство включает цилиндрическую трубу бура, которая содержит по всей длине с двух противоположных сторон направляющих стенок несколько сквозных отверстий, центры которых расположены на заданном расстоянии друг от друга и совпадают с центрами отверстий на противоположной направляющей стенке, на верхнем торце трубы установлена технологическая заглушка, а на нижнем торце - расположен резец, труба бура погружается и вынимается из грунта через термоблок с газовой горелкой, тепловым экраном и сборником зольного остатка.

Формула