СПОСОБ ПОЯРУСНОГО СКЛАДИРОВАНИЯ ЗЕРНИСТЫХ ОТХОДОВ В ГИДРООТВАЛ
METHOD FOR TIER STOCKING OF GRAIN WASTES INTO SLUDGE POND

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при поярусном складировании зернистых отходов в гидроотвалы, например золоотвалы, хвостохранилища и шламонакопители.
Большинство известных способов поярусного складирования зернистых отходов характеризуются тем, что емкость первого яруса гидроотвала создают путем послойного возведения первичной дамбы из различных природных грунтов или из твердых фракций складируемых отходов (золошлаков, хвостов, шламов), физико-механические свойства которых позволяют обеспечить требуемую низкую проницаемость тела первичной дамбы и устойчивость ее откосов на протяжении всего срока службы гидроотвала. После намыва отходов в емкость первого яруса с образованием перед первичной дамбой пляжной зоны с пляжем, а на расстоянии - прудковой зоны с отстойным прудком, создают емкости последующих ярусов гидроотвала путем возведения каждый раз дамбы наращивания на пляже намытого предыдущего яруса и намыва в эти емкости отходов [1, стр.510-516].
Способ возведения дамб наращивания (то же: вторичная дамба) зависит, прежде всего, от зернового состава материала, а также от технологических и других местных условий [2]. Дамбы наращивания возводят послойно из грунта, отходов [3, стр.10-11, п.1.7 и 1.8, рис.2], или могут быть композитными [3, стр.25, рис.6]. Дамбы наращивания из грунта обуславливают высокие затраты средств на осуществление способа, а дамбы наращивания из отходов из-за высоких требований к их зерновому составу (содержание частиц диаметром мельче 0,074 мм не более 60% по весу) ограничивают область применения способа.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ поярусного складирования зернистых отходов в гидроотвал, осуществленный на Кураховской ГРЭС [3, приложение 6, стр.113-115]. Согласно этому способу емкость первого яруса гидроотвала создают путем возведения первичной дамбы из суглинка, а емкости вышерасположенных ярусов создают путем возведения каждый раз на пляже намытого предыдущего яруса дамбы наращивания. При этом дамбы наращивания возводят из намытых отходов, которые доставляют автотранспортом с погрузкой из карьера экскаватором драглайн, отсыпают в тело дамбы наращивания, разравнивают бульдозером слоями и уплотняют автотранспортом, а в пределах пляжной зоны первого яруса выполняют трубчатую дрену.
Недостатки этого известного способа заключаются в следующем:
- доставка водонасыщенных отходов для возведения дамб наращивания автотранспортом из обводненного карьера связана со сложными работами и высокими затратами;
- карьерные дороги, выполненные для передвижения экскаватора драглайна и автотранспорта по слабопрочным отходам пляжной зоны, не выполняют иных полезных функций.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении затрат при складировании отходов, а достигаемый при этом технический результат заключается в упрощении работ при возведении дамб наращивания и в использовании дорог, предназначенных для передвижения экскаватора драглайна, в качестве дренажа.
Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе поярусного складирования зернистых отходов в гидроотвал сначала создают емкость первого яруса гидроотвала путем возведения первичной дамбы, затем намывают отходы в эту емкость первого яруса с образованием перед первичной дамбой пляжной зоны, а на расстоянии - отстойного пруда, после чего создают емкости вышерасположенных ярусов гидроотвала путем возведения каждый раз на пляже предыдущего яруса дамбы наращивания из отходов, разрабатываемых в карьере пляжной зоны, и намывают каждый раз отходы в емкость яруса с образованием пляжной зоны и сохранением отстойного пруда. Разработку отходов в карьере производят экскаватором драглайн, который передвигается на безопасном расстоянии от карьера по дороге, выполненной из фильтрующего материала под верховой призмой дамбы наращивания, намеченной к возведению, и укладывает разработанные отходы в тело этой дамбы наращивания. При этом на дорогу экскаватор драглайн укладывает отходы по схеме «после себя» и с обеспечением выпуска воды из отходов тела дамбы наращивания по фильтрующему материалу дороги в карьер, а после обезвоживания и уплотнения уложенных отходов дамбе наращивания придают заданную форму.
Дополнительно:
- воду из разрабатываемого карьера посредством насоса направляют в отстойный пруд;
- дамбу наращивания возводят слоями, при этом укладку отходов в каждый последующий слой осуществляют при повторном передвижении по дороге экскаватора драглайн, причем на дорогу укладывают отходы при завершающем передвижении экскаватора драглайн;
- ширина дороги обеспечивает смещение экскаватора драглайн в сторону карьера на заданную величину при каждом его новом перемещении по дороге.
Именно разработка отходов экскаватором драглайном с дороги, выполненной из фильтрующего материала под намеченной к выполнению дамбой наращивания, и укладка отходов с дороги сразу в тело дамбы наращивания упрощают работы по возведению дамбы наращивания за счет исключения перевозки отходов автотранспортом и за счет обезвоживания дренирующей дорогой отходов тела дамбы наращивания.
Осуществление изобретения поясняется чертежами, на которых степень уменьшения горизонтальных размеров примерно в два раза превышает уменьшение вертикальных размеров: на фиг.1 изображен план гидроотвала в период складирования отходов в шестой ярус; на фиг 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - возведение дамбы наращивания второго яруса из отходов пляжной зоны первого яруса посредством экскаватора драглайн, поперечный разрез по дамбе наращивания, дороге и карьеру.
Гидроотвал расположен, как и в прототипе (Кураховская ГРЭС), на качественных суглинках основания 1, из которых возводят первичную дамбу 2, образующую емкость первого яруса гидроотвала. Намыв отходов в емкость первого яруса осуществляют посредством пульповодов: магистрального 3 и распределительного 4, снабженного выпусками 5, и с образованием перед первичной дамбой 2 пляжной зоны 6, с пляжем (7), а и на расстоянии - прудковой зоны (8) с отстойным прудом 9. Воду из отстойного пруда 9 посредством двух водосбросных колодцев 10 и их коллекторов 11 сливают в водоотводящий канал 12 системы оборотного водоснабжения.
Емкости ярусов, второго и выше, создают путем возведения каждый раз на пляже 7 (фиг.2) предыдущего яруса дамбы наращивания 13 из отходов, разработанных в карьере 14 пляжной зоны 6. Возведение дамбы наращивания 13 осуществляют участками, обычно составляющими часть периметра яруса, после остановки намыва отходов на участке, а намыв отходов в емкости производят с противоположного участка дамбы наращивания 13 и аналогично намыву отходов в емкость первого яруса.
1
2
3
Разработку отходов в карьере 14 производят экскаватором драглайн 15 (фиг.3), который на каждом участке возведения дамбы наращивания 13 три раза передвигается на безопасном расстоянии от карьера 14 по дороге 16, выполненной из фильтрующего материала, например из гравийного грунта, под верховой призмой 17 намеченной к возведению дамбой наращивания 13. Экскаватор драглайн 15 при каждом передвижении по дороге 16 последовательно разрабатывает заданную часть ω, ω, ω карьера 14 и укладывает отходы в соответствующий слой 18, 19 и 20 дамбы наращивания 13. При завершающем (третьем) передвижении экскаватор драглайн 15 укладывает отходы на дорогу по схеме «под себя» и с обеспечением выпуска воды из отходов тела дамбы наращивания 13 по фильтрующему материалу дороги 16 в карьер 14. Ширина дороги 16 обеспечивает смещение экскаватора драглайн 15 в сторону карьера 14 на заданную величину при каждом его новом перемещении по дороге 16. Грунтовую воду 21 (фиг.3) из карьера 14 посредством насоса 22 (фиг.1) направляют в отстойный пруд 9, что обеспечивает понижение воды 21 в карьере 14, следовательно, и обезвоживание разрабатываемых отходов.
Каждый слой 18-20 после частичного обезвоживания отходов уплотняют виброкотками 23 и автотранспортом (не показан), а дамбе наращивания 13 придают заданную форму.
На фиг.3 дополнительно изображена дренажная система в основании первого яруса, состоящая из дренажной ленты 24, дренажной трубы 25 и отводящей трубы 26.
Основная особенность работы гидроотвала при складировании отходов заключается в том, что выполненная из фильтрующего материала дорога 16 обеспечивает выпуск воды в карьер 14 из высоковлажных отходов тела возводимой дамбы наращивания 13 яруса. Это обеспечивает обезвоживание отходов тела дамбы наращивания 13 и их послойное уплотнение.
Изобретение может быть использовано при гидравлическом складировании как различных по величине зерен отходов обогащения руды, так и золошлаков тепловой электрической станции.
Источники информации
1. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика / Под ред. В.П.Недриги. М.: Стройиздат, 1983.
2. Рекомендации по проектированию и строительству шламонакопителей и хвостохранилищ металлургической промышленности / ВНИИ ВОДГЕО. - М.: Стройиздат, 1986. С.69-72, п.8.12-8.33.
3. Рекомендации по проектированию золошлакоотвалов тепловых электрических станций: П 26-85 / ВНИИГ, Л., 1986.
Обозначение
1 - основание
2 - первичная дамба
3 - магистральный пульповод
4 - распределительный пульповод
5 - выпуска
6 - пляжная зона
7 - пляж (яруса)
8 - прудковая зона
9 - отстойный пруд
10 - водосбросной колодец
11 - коллектор
12 - отводящий канал
13 - дамба наращивания
14 - карьер
15 - экскаватор драглайн (экскаватор с рабочим органом драглайн)
16 - дорога
17 - верховая призма дамбы наращивания
18 - первый слой (отходы в дамбе наращивания)
19 - второй слой
20 - третий слой
21 - вода
22 - насос
23 - виброкаток
24 - дренажная лента (в основании первого яруса)
25 - дренажная труба
26 - отводящая труба.