Способ создания экрана ложа хвостохранилища

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - снижение эксплуатациу//г////лт ш .-. ш ////// /////////////// ///I/// А У//У/// /////////////// /// /л тиади ий. , тоом № 3, оиL онных затрат на хвостовое хозяйство путем улучшения противофильтрацион нык свойств экрана. При осуществлении способа создания экрана ложа хвое тохранилища производят строительство дамб 4. В теле дамб 4 устраивают водосливные сооружения (ВС) 5. Между дамбами 4 формируют водонепроницаемый слой 2 путем намыва глиносодержащего раствора с массовым соотношением 1:3-1:5. Над ВС возводят защитный слой 3. После осаждения хвостов обогащения удаляют осветленную воду. Придают ВС эластичность посредством распыления 0,2- i1,0%-Horo раствора сополимера метакриловой кислоты с метакриламидом. Затем производят естественную сушку до 40-60% влажности. При такой влажности на поверхности водонепроницаемого слоя образуется твердый структурньш каркас, который и является основной частью водонепроницаемого слоя экрана. 2 ил. / (g (Л 00 со СП оо со т ш У//У

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su4 E02В3 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4077811/29-15 (22) 13.06.86 (4Р) 15.05,88. Бюл. У- 18 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) И.Л.Гуменик, A.Ñ.Ìàòâååâ, В.А.Сиротюк, Р.A.Ковалев, 3.N.Фрад" лин и Н.В.Милевский (53) 627.88(088.8) (56) Хмерик Ю.Л. Проектирование и расчет гидротехнических сооружений.

Киев. Киевский университет, 196 1, с. 76 °

Мельник А.Г., Бородавко Ф.Ф., Абашкина Т.С. Экранирование хвостохранилища Лебединского ГОКа намывом хвостов. — Горный журнал, 1985, N - 3, с. 38-40 (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЭКРАНА ЛОЖА

ХВОСТОХРАНИЛИЩА (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения — снижение эксплуатаци„„SU„„1395739 А 1 онных затрат на хвостовое хозяйство путем улучшения противофильтрационных свойств экрана. При осуществлении способа создания экрана ложа хвос тохранилища производят строительст— во дамб 4, В теле дамб 4 устраивают водосливные сооружения (ВС) 5, Между дамбами 4 формируют водонепроницаемый слой 2 путем намыва глино— содержащего раствора с массовым соотношением 1:3-1:5. Над ВС возводят защитный слой 3. После осаж— дения хвостов обогащения удаляют осветленную воду. Придают ВС эластичность посредством распыления 0,2— 1,07-ного раствора сополимера метакриловой кислоты с метакриламидом.

Затем производят естественную сушку до 40-60Х влажности. При такой влажности на поверхности водонепроницаемого слоя образуется твердый струк. турный каркас, который и является основной частью водонепроницаемого слоя экрана. 2 ил.

13957 39

<} = — "— —, м (1) 40 в t V где t — время слива осветленной воды из карты хвостохранилища, V — скорость истечения осветленной воды через водосливное окно, м/с.

Высота укладки труб, служащих в качестве водосливных сооружений в« (h „) и имеющих заслонку со стороны низового откоса дамбы, должна быть равной высоте намытого водонепроницаемого слоя после осаждения твердьм в« частиц (h ), который определяется из выражения

hò (h„ ñ } мин ) }с у

Изобретение относится к гидротехническому строительству.

Целью изобретения является снижение эксплуатационных затрат на хвостовое хозяйство путем улучшения противофильтрационных свойств экрана.

На фиг. 1 изображен экран, поперечный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху. 10

В основании ложа 1 находятся пески. Экран состоит из водонепроницаемого 2 и защитного 3 слоев. В каче<".тве водонепроницаемого слоя при создании экрана ложа хвостохранилища 15 используются отходы обогащения — каолиновые глины, представленные в виде пульпы. После осаждения твердых частиц, образовавшийся слой каолина имеет коэффициент фильтрации 1 ° 10 — 1-10 см/с, который обуславливается незначительной плотностью слоя. Коэффициент фильтрации каолиновых глин в целике составляет

1 10 — 1 .10 см/с. 25

Последовательность формирования экрана следующая: сначала, при строительстве дамб 4 хвостохранилища ,(фиг. 1) в их теле устраиваются водосливные сооружения 5 (фиг., 1). В качестве водосливньм сооружений применяют трубы, диаметр которых зависит от объема осветленной воды (W)

:после отстоя пульпы и времени слива (Т).

Таким образом, диаметр водосливных сооружений (d) определяется из выражения где h „- максимальная отно< ительная отметка ложа хвостохрани— лища, м, h ÄÄ вЂ” минимальная относительная отметка ложа хвостохранилища, м; — минимальная высота водонепроницаемого слоя, обеспечивающая необходимые фильтрационные свойства экрана.

Формирование экрана ложа хвостохранилища выполняется следующим образом.

После завершения строительства дамб производится намыв водонепроницаемого слоя посредством землеснаряда 6 (фиг. 2), находящегося на действующем хвостохранилище 7 (фиг, 2), и системы пульпопроводов 8, которые в последующем будут использоваться цля транспортирования отходов обогащения обогатительной фабрики 9 (фиг. 2) при эксплуатации хвостохра.— нилищ.

Для достижения высоты водонепроницаемого слоя требуемого значения h вн т при объемном соотношении в пульпе твердого к жидкому 1:3-1:5 общий объем пульпы составляет

5) h,ñ S„ мз . (3) где h — средняя высота водонепрот. ср ницаемого слоя, м;

S — площадь ложа хвостохранилища, м .

После заполнения хвостохранилища необходимым объемом пульпы, который позволяет создать заданную величину

h,, в течение нескольких суток производят осветление воды. Затем открывают водосливные сооружения и производят слив воды, после чего на образовавшуюся поверхность путем напыления наносят сополимер метакриловой кислоты с метакриламидом, Необходимость использования сополимера вызвана тем, что глиносодержащие растворы при сушке приобретают некоторую хрупкость. Использование в качеств е пластификатора сополимера придает им эластичность, что позволяет в конечном итоге сохранить монолитность создаваемого экрана. и избежать его растрескивания.

После нанесения <ополимера производят естественную сушку до 40-б07

1395739 влажности, При такой влажности на поверхности водонепроницаемого слоя образуется твердый структурный каркас который и является основной

У

5 частью водонепроницаемого слоя экрана и обладает всеми необходимыми качествами, предъявляемыми СНиП к экранам гидротехнических сооружений.

Таким образом, только в процессе 1р сушки водонепроницаемого экрана, сложенного из каолиновых отходов обогащения, происходит самоуплотнение до величины, при которой коэффициент фильтрации удовлетворяет требованиям

СНиП. Исходя из этого, создание экрана ложа при непосредственном заполнении хвостохранилища отходами обогащения представляется не эффективным.

По достижении влажности 40-60Х и 20 образования твердого водонепроницаемого слоя для его предохранения от разрушения намывают защитный слой из песка, мощность которого находится из выражения 25

Ь = (О 6 08)k.

Слив осветленной воды после намы а защитного слоя производить неце- 30 лесообразно в связи с последующим заполнением хвостохранилища отходами обогащения и использованием осветленной воды в цикле оборотного водоснабжения.

Пример. Создание экрана ложа хвостохранилища рассмотрено на примере строительства хвостохранилища равнинного типа.

В основании ложа находятся пески, 40 имеющие коэффициент фильтрации

2 10 см/с, что не удовлетворяет требованиям СНиП, согласно которых коэф-.. фициент фильтрации (КФ) должен быть не более 1.10 см/с. 45

В качестве водонепроницаемого слоя при создании ложа хвостохранилища использованы отходы обогащения ильменитовой руды — каолиновые глины, 5О имеющие коэффициент фильтрации при влажности 40-607. К = 10 -10 см/с

О Т В которые поступают по пульпопроводу из старого хвостохранилища, находящегося на расстоянии 500 м от создаваемого. При э roy для перекачки пульпы используется землеснаряд.

В последующем пульпопровод будет использован для транспортирования отходов обогащения с обогатительной фабрикч.

Формирование экрана ложа хвостохранилища производится следующим образом.

В процессе строительства дамб хвостохранилища в их теле устраивают водосливные сооружения, представляющие собой металлические трубы, диаметр которых определяется из выражения (1) и при W = 1,28 млн м, — 259200 с, V = 1, 0 м/с, d составляет 1,25 м, I

Объем осветленной воды определяется при среднем соотношении твердого компонента к жидкому 1:4 и общем объеме пульпы (Q ), определяемом из выражения (3) ° Исходя из параметров хвостохранилища (площади 1 млн м ) и средней толщины водонепроницаемого слоя (Ь,, = 0,40 м) Qjj = 1,6 млн м .

Время слива осветленной воды (t) принималось равным 3 суток, скорость истечения V = 1 м/с.

Высота укладки труб определяется из выражения (2) и при h„, 250,8 м, Ь„,„„ = 250,3 м, К = 0,3 м равна

0,80 м.

Намыв водонепроницаемого слоя производится после завершения строительства дамб с помощью землеснаряда, находящегося на действующем хвостохранилище, и системы пульпопроводов по достижении средней высоты слоя

h = 0 40 м.

После заполнения в хвостохранилиша:объемом пульпы (1„ = 1,28 млн м в течение 2 суток производится осветление воды. Затем с помощью заслонок, которые имеют водосливные сооружения в течение 3 суток производят слив воды.

Далее на образовавшуюся поверхность с помощью установки, оборудованной на базе автомобиля БелАЗ-540 и состоящее из резервуара, компрессора, гидромонитора — оросителя, путем напыления при движении по периметру карт хвостохранилища наносят раствор, состоящий из сополимера метакриловой кислоты с метакриламидом 0,2-1,0Х (метакриловая кислота 0,08-0,4Х, метакрил» амид 0,12-0,67) и воды — 99,8-99,0Х.

Раствор готовят следующим образом, На промплощадке горнообогатительного комбината,в металлической емкости объемом 3000 л предварительно готовится раствор смеси в следующей по1395739 следовательности. Сначала емкость за" полняется технической водой (29942970 л), а затем в этот объем добавляют 6-30 кг сополимера метакриловой

5 кислоты с метакриламидом (метакриловой кислоты 2,4-12 кг, метакриламида

3,6-18 кг). В промышленности сополимер выпускается под техническим наз— ванием Метас". Сополимер метакриловой кислоты обладает хорошим структурообразующим свойством в процентном соотношении компонентов 50-60 к 50-40. !

Введение сополимера за счет его структуры, придает крану эластичность при сушке, что позволяет избе— жать его растрескивания и нарушения герметичности ° ,, После перемешивания в течение 20

3-5 мин осуществляют отбор 2-4 проб ! и Производят химический контроль приготовленного состава, который должен соответствовать указанному соотношению ингредиентов. 25

Коэффициент фильтрации определялся в приборе Ф-1М, водопраницаемость определялась в кольце объемом 150 см

1 а расход профильтровавшейся воды находился по повышению уровня воды в 30 одном пьезометре или по понижению в другом. Размеры колец и пьезометричес . ких трубок были выбрайы в соответствий с исследуемым материалом (каолиновые отходы обогащения), обладающим

15 слабопроницаемыми свойствами.

Для определения коэффициента фильт. рации (К ) с участков I-IV отбирались

Т

5 Контрольных проб с линейными размерами 10х10х10 см, по которым определялось его значение, Как показывают результаты эксперимента наилучшими фильтрационными свойствами обладает экран, обработан,ный составом метакриловой кислоты с метакриламидом †1,0% (метакриловая ки лота 0,4%, метакриламид 0,6%), вода — 99%. Расход пластификатора

Lîñòàâëÿåò 1,0-1, 2 л/м .

Затем производится естественная

< ушка слоя до влажности 40 — 60%(После просушки на поверхности образуется твердый структурный каркас каолиновых глин толщиной 5 — 10 см, водонепр оницаемый слой при обр ета ет оптимальные параметры (К = 10 — 10 см/с)

-5

IP и способен работать как экран, исключающий фильтрацию вод из хвостохранилища.

По окончании сушки намывается защитный слой из песка высотой (h ), мощность которого составляет 0,7К и равен 0,2 м.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет уменьшить фильтрацию воды через экран ложа хвостохранилище 4 снизить эксплуатационные затраты на хвостовое хозяйство.

Формула изобретения

Способ создания экрана ложа хвостохранилища, включающий намыв водонепроницаемого слоя из хвостов обогащения до создания требуемой толщины с последующей естественной сушкой, отличающийся тем, что, с пелью снижения эксплуатацибнных затрат на хвостовое хозяйство путем улучшения противофильтрационных свойств экрана, в дамбах предваритель. но устраивают водосливные сооруже— ния, а водонепроницаемый слой намывают из глиносодержащего раствора с массовым соотношением 1:3-1:5, затем после осаждения хвостов обогащения удаляют осветленную воду, придают слою эластичность посредством распыления 0,2-1,0%-ного раствора сополимера метакриловой кислоты с метакриламидом, при этом естественную сушку производят до 40-60%-ной влажности, 1395739

Составитель И.Клибанская

Редактор Т,Парфенова Техред М.Ходанич Корректор М,Пожо

Заказ 2474/30 Тираж 637 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ПроизволеTE:åíío-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4