Способ механизированного формирования изоляционного покрытия основания техногенной емкости с применением ресайклера
METHOD FOR THE MECHANIZED FORMATION OF AN INSULATING COATING FOR THE BASE OF A MAN-CAUSED TANK USING A RECYCLER

Изобретение относится к горной промышленности в части мероприятий по формированию техногенных емкостей. Цель изобретения - создание изоляционного покрытия с использованием ресайклера для экранирования основания техногенной емкости и предотвращения миграции загрязняющих веществ при складировании отходов переработки твердых полезных ископаемых, а также повышение экологической эффективности горнодобывающих предприятий.
Известен способ защиты грунтового основания шламоотстойника от утечек загрязненных вод (RU Патент №2288318 С2, от 27.11.2006), включающий подготовку подстилающего слоя грунта, установку трубчатой дренажной системы, укладку противофильтрационных полиэтиленовых листов с анкерными ребрами и отсыпку верхнего защитного малопроницаемого слоя грунта. При этом места возможных утечек загрязненных вод создают искусственно, изначально, в определенных точках, с равномерным их размещением по всему основанию шламоотстойника. Недостатком данного способа является необходимость проведения подготовительных работ перед созданием гидроизоляционного покрытия из полиэтиленового листа, что приведет к росту эксплуатационных затрат и увеличению срока строительства шламоотстойника.
Известным прототипом является способ создания водонепроницаемого экрана (RU Патент №2692635 С2, от 25.06.2019), включающий создание водонепроницаемого экрана с раскладкой на грунтовое основание геомембранного полотна путем его вытягивания из рулонов в процессе движения тележки. Вытягиваемый край полотна удерживается опорой, закрепленной на грунтовом основании. Поддон тележки установлен под уклоном в сторону размотки полотна, в результате чего рулоны полотна в процессе их замены скатываются по наклонной поверхности и устанавливаются в подвеске.
Недостатками данного способа являются:
1) применение дополнительных механизмов, а именно тележки оборудованной поддоном и подвеской рулонов;
2) увеличение эксплуатационных затрат на подготовку пород основания хвостохранилища;
3) увеличенный срок сооружения водонепроницаемого экрана;
4) применение дорогостоящего материала (геомембранного полотна) для формирования экрана;
5) Низкая надежность и степень механизации производства работ, необходимость сваривания торцевой и продольной сторон рулонов.
Техническая задача заключается в предотвращении миграции загрязняющих веществ в слои литосферы и гидросферы через основание техногенной емкости, улучшении гидроизоляционных свойств инженерной системы защиты при увеличении надежности и скорости ее создания.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшенных гидроизоляционных свойств инженерной системы защиты техногенной емкости, предотвращение загрязнения окружающей среды, снижение материалоемкости за счет создания изоляционного покрытия из пород, слагающих основания техногенной емкости при использовании ресайклера, за счет перемешивания срезанного грунта и вяжущего компонента (на основе битума, цемента или иного вяжущего), что позволит повысить надежность инженерной системы защиты, обеспечить экологические требования и сократить эксплуатационные затраты горнодобывающих предприятий на размещение отходов переработки твердых полезных ископаемых.
Технический результат достигается порядком и последовательностью выполняемых действий при осуществлении работ по формированию изоляционного покрытия основания техногенной емкости.
Сущность предлагаемого способа поясняется фиг. 1 и фиг. 2, где:
Фиг. 1 - Технологическая схема создания изоляционного покрытия основания техногенной емкости: 1 - техногенная емкость; 2 - ресайклер; 3 - вибрационный каток; 4 - участок работ; 5 - изоляционный слой; 6 - основание техногенной емкости; 7 - фреза ресайклера; 8 - разрушенный (срезанный) грунт; 9 - пространство фрезерного барабана; 10 - щиты фрезерного барабана; 11 - вяжущее с водой; 12 - распределительные сопла.
Фиг. 2 - Область создания изоляционного покрытия: 7 - фреза ресайклера; 8 - разрушенный (срезанный) грунт; 9 - пространство фрезерного барабана; 10 - щиты фрезерного барабана; 11 - вяжущее с водой; 12 - распределительные сопла.
Способ осуществляется следующим образом.
Способ включает механизированное формирование изоляционного покрытия основания техногенной емкости (1) с помощью ресайклера (2) и вибрационного катка (3) в пределах участка работ (4) в прямом и обратном направлениях движения ресайклера, являющимися параллельными и проходящими по контакту друг с другом для обеспечения создания бесшовного изоляционного покрытия при работе ресайклера и уплотнения вибрационным катком. Направления движения рабочего органа ресайклера (ротор) встречное. Для этого на этапе ведения работ по формированию изоляционного слоя (5) основания техногенной емкости (6), ресайклер (2) устанавливается на участок работ (4) и осуществляет разрушение фрезой (7) подстилающих пород (8) основания, мощностью слоя 0,15 м, шириной до 4,5 м. Срезанный грунт попадает в пространство фрезерного барабана (9), оснащенное щитами (10), предназначенными для регулирования крупности измельченного материала, где, при помощи микропроцессорной системы ресайклера происходит подача соответствующего вяжущего (11) с помощью распределительных сопел (12) для смешивание с породой. Приготовление эмульсии на основе вспененного вяжущего с водой осуществляется в расширительных камерах, а требуемое соотношение компонентов согласно применяемой технологии обеспечивается управляемым микропроцессором. Затем полученная смесь грунта с эмульсией вяжущего и воды под действием гравитационных сил образует изоляционный слой (5) на месте срезанного грунта (7). Для повышения изоляционных свойств и обеспечения прочности к физических нагрузкам, данный слой уплотняется виброкатком (3) движущимся вслед за ресайклером. Количество вибрационных катков соответствует целому значению, округленному в большую сторону, отношения ширины фрезы ресайклера к ширине вальца катка.
Предложенный способ отличается от прототипа отсутствием необходимости применения дополнительных механизмов и транспортировки изоляционных материалов на участок работ. Формирование изоляционного покрытия осуществляется в момент среза подстилающих грунтов основания техногенной емкости и их перемешивания с вяжущим в пространстве фрезерного барабана что позволяет сократить затраты на создание системы инженерной защиты на основе бесшовного изоляционного покрытия по всей площади подготавливаемого основания.