СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТВАЛОВ ОТ САМОВОЗГОРАНИЯ
METHOD TO PROTECT DUMPS AGAINST SELF-IGNITION

Изобретение относится к области защиты отвалов горных пород и органических отходов от самовозгорания и может быть использовано при формировании отвалов из компоста, а также заскладированных запасов добавок, применяемых при компостировании (торфа, угля, древесно-стружечных отходов).
Известен способ защиты отвалов от самовозгорания, включающий подготовку основания отвала, укладку антифильтрационного слоя, складирование пород и руд, склонных к самовозгоранию, размещение внутри отвала и на его поверхности перфорированного трубопровода и подачу раствора внутрь отвала, содержащего культуру аэробных микроорганизмов и веществ, обеспечивающих жизнедеятельность этих микроорганизмов, связывающих кислород и кольматирующих поры и трещины пород и руд (см. описание к авторскому свидетельству на изобретение СССР №1712628, кл. E21F 5/00, 15.02.92).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе при подаче растворов в отвалы в них попадает дополнительная влага, которая способствует активизации окислительных процессов, а также осложнен процесс поддержания необходимых условий внутри отвала для обеспечения жизнедеятельности аэробных микроорганизмов в холодное время года, что снижает эффективность защиты отвалов от самовозгорания.
Известен также способ предотвращения эндогенных пожаров на складах ископаемых углей, уложенных в штабеля (отвалы) трапециевидного сечения, включающий подготовку основания отвала, устройство вокруг него стоков для отвода осадков, складирование на этом основании угля, склонного к самовозгоранию, расположение отвала своей длинной осью по направлению господствующих ветров, покрытие отвала воздухонепроницаемым слоем специально заготовленной угольной мелочи с последующим ее уплотнением (см. Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. - М.: Углетехиздат, 1954, с.103-104), принят за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе изоляцию воздухопроницаемых участков поверхности отвала от кислорода воздуха осуществляют покрытием их специально заготовленной мелочью, заранее отсеянной и доставленной к отвалу со стороны, что связано с повышенной трудоемкостью и удорожанием пожаропрофилактических работ.
Сущность изобретения заключается в использовании особенности распределения частиц складируемого материала по высоте отвала в зависимости от их крупности при формировании конусообразного отвала насыпью сверху и разделения материала на мелкие и крупные фракции с последующим использованием полученной в верхней части отвала мелочи для предотвращения окисления и самовозгорания складируемого материала.
В частности, при формировании конусообразного отвала насыпью сверху крупные фракции складируемого материала в процессе сегрегации распределяются в нижней части отвала и образуют пористую воздухопроницаемую легкоокисляемую зону в боковых откосах основания отвала, а мелкие плотные воздухонепроницаемые фракции распределяются в верхней (конической) части отвала, которые затем используют для изоляции нижней воздухопроницаемой зоны от кислорода воздуха путем покрытия ее воздухонепроницаемой мелочью, перемещенной из верхней части отвала, при этом конусовидный отвал трансформируется в отвал с трапециевидным сечением.
Технический результат - снижение трудоемкости и стоимости пожаропрофилактических работ путем получения мелких и пылевидных фракций, используемых для изоляции отвала от кислорода воздуха, непосредственно в процессе формирования конусообразного отвала насыпью сверху.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе защиты отвалов от самовозгорания, включающем подготовку основания отвала, устройство вокруг него стоков для отвода осадков, складирование на этом основании сыпучих материалов, склонных к самовозгоранию, расположение отвала своей длинной осью по направлению господствующих ветров, покрытие отвала воздухонепроницаемым слоем специально заготовленной мелочи с последующим ее уплотнением, мелочь для создания воздухонепроницаемого покрытия получают из складируемого материала непосредственно в процессе формировании конусообразного отвала насыпью сверху за счет сегрегации, когда крупные фракции распределяются в нижней части отвала и образуют воздухопроницаемую зону в боковых откосах основания отвала, а мелкие воздухонепроницаемые фракции распределяются в верхней конической части отвала, которые затем используют для изоляции нижней воздухопроницаемой зоны от кислорода воздуха путем покрытия ее воздухонепроницаемой мелочью, перемещенной из верхней конической части отвала.
Предлагаемый способ поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена схема распределения складируемого материала по крупности снаружи и внутри отвала (за счет сегрегации) при формировании конусообразного отвала насыпью сверху, на фиг.2 - схема трансформации отвала из конусообразного в отвал с усеченным конусом и образование изоляционной оболочки из мелких и пылевидных частиц, ограничивающих доступ воздуха внутрь отвала.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата
Первоначально производят планировку участка с учетом расположения отвала своей длинной осью по направлению господствующих ветров, покрытие основания отвала фильтрационным слоем (например, золой ТЭЦ или песком), осуществляют устройство вокруг основания отвала стоков для отвода осадков. На этом основании (фиг.1) формируют конусообразный отвал 1 насыпью сверху (например, отвалообразователем или одноковшовым экскаватором). В процессе отвалообразования, за счет сегрегации, происходит распределение частиц складируемого материала по высоте отвала в зависимости от их крупности. Мелкие частицы 2 распределяются в верхней конической части отвала, а крупные 3 в нижней части отвала, где образуют воздухопроницаемую и легкоокисляемую зону 4, куда свободно проникает наружный воздух, а теплорассеивание в этом месте оказывается недостаточным для отвода аккумулирующегося внутри отвала тепла и складируемый материал в зоне 4 нагревается.
Для изоляции воздухопроницаемой и опасной по самовозгоранию зоны 4 от кислорода воздуха ее покрывают слоем мелких и пылевидных частиц 5 (фиг.2), перемещенных (например, скрепером) из верхней части 2 отвала 1, с последующим уплотнением поверхности отвала, принявшего трапециевидное сечение (например, тяжелым катком).
Образованное предложенным способом защитное покрытие отвала, состоящее из мелких утрамбованных частиц, полученных за счет сегрегации непосредственно в процессе складирования материала, склонного к самовозгоранию, насыпью сверху, препятствует поступлению воздуха внутрь отвала и обеспечивает его защиту от самовозгорания. При этом не требуется заготовка и доставка к отвалу дополнительного количества мелочи со стороны.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области защиты отвалов горных пород и органических отходов от самовозгорания;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».
Источники информации
1. Описание к авторскому свидетельству на изобретение СССР №1712628, кл. E21P 5/00, 15.02.92.
2. Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. - М.: Углетехиздат, 1954, с.103-104 (прототип).