Способ гидравлического складирования зернистых отходов

 

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в способе гидравлического складирования зернистых отходов в узком углублении типа отработанного скального карьера. Сущность изобретения: способ предусматривает установление вдоль бортов карьера плавучего заграждения в виде бона с козырьком, прикрепленным к бону со стороны борта, наклоненным в его сторону и непроницаемым для отходов. Сброс пульпы ведут по ответвлениям рассредоточенно по периметру карьера в пространство между бортом и плавучим заграждением. При этом ответвления прикрепляют к борту и дну, а к ответвлениям крепят ремонтное заграждение. Под защитным заграждением ведут намыв защитного пляжа у борта с образованием отстойного пруда в средней части карьера вокруг сбросных колодцев. Одновременно в отложения, непосредственно примыкающие к борту и расположенные вдоль него, помещают небольшие заряды взрывчатого вещества. При взрыве отложения разжижаются и заполняют трещины и пустоты борта. За счет этого происходит дополнительное снижение водопроницаемости бортов, а заграждение подвергается встряске, чем предотвращается его дальнейший замыв. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при гидравлическом складировании зернистых отходов в узком углублении с крутонаклонными водопроницаемыми бортами типа отработанного скального карьера.

Известен способ гидравлического складирования зернистых отходов, согласно которому удаление осветленной воды из хранилища осуществляют посредством бортового водосброса [1].

Недостатком такого способа является то, что бортовой водосброс включается в работу только после наполнения хранилища до уровня, близкого к проектному (максимальному).

Известен способ гидравлического складирования зернистых отходов, включающий образование хранилища с грунтовыми бортами, выполнение работ по снижению водопроницаемости бортов, подачу отходов в виде пульпы по трубопроводу с расположением его по периметру хранилища выше уровня его заполнения, сброс пульпы через выпускные отверстия в хранилище рассредоточенно по его периметру и с образованием из отложений у бортов защитного пляжа, а в его средней части - отстойного пруда с размерами, достаточными для осветления воды и ее забора [2].

Недостатком известного способа является то, что не представляется возможным его использовать в случае устройства хранилища в узком (менее 100 м) углублении с крутонаклонными водопроницаемыми бортами типа вытянутого котлована отработанного скального карьера по следующим причинам: не обеспечивается намыв из отходов защитного надводного пляжа вдоль бортов хранилища при одновременном образовании отстойного пруда требуемых размеров, необходимых для качественного осветления воды и ее забора в определенном количестве; работы по гидроизоляции высоких крутонаклонных скальных откосов из-за их труднодоступности и неровности их поверхности сложны и дорогостоящи.

Цель изобретения - расширение области использования и упрощение работ в случае устройства хранилища в узком углублении с крутонаклонными водонепроницаемыми бортами типа отработанного скального карьера.

Это достигается тем, что в способе гидравлического складирования зернистых отходов, включающем образование хранилища с грунтовыми бортами, выполнение работ по снижению водопроницаемости бортов, подачу отходов в виде пульпы по трубопроводу с расположением его по периметру хранилища выше уровня его заполнения, сброс пульпы через выпускные отверстия в хранилище рассредоточенно по его периметру и с образованием из отложений у борта защитного пляжа, а в его средней части отстойного пруда с размерами, достаточными для осветления воды и ее забора, согласно изобретению между отстойным прудом и бортом хранилища и вдоль его устанавливают плавучее заграждение в виде бона с прикрепленным к нему со стороны борта и наклонным в его сторону козырьком, непроницаемым для отходов, и с водопропускными отверстиями в верхней части, после чего по трубчатым ответвлениям осуществляют подачу пульпы в пространство между бортом хранилища и плавучим заграждением, при этом трубчатые ответвления располагают по откосу борта хранилища и прикрепляют их к борту и/или к дну хранилища, а к ответвлениям посредством связующих элементов прикрепляют плавучее заграждение, причем по мере заполнения хранилища периодически в ответвлениях устраивают выпускные отверстия и осуществляют перестановку связующих элементов, а на отложения, расположенные между плавучим заграждением и бортом хранилища, воздействуют сотрясением. Дополнительно: бон выполняют бревенчатым, а козырек - в виде деревянного щита с продольными щелями, при этом щит со стороны борта хранилища покрывают слоем фильтрующей геосинтетики, укладываемым на проволочную сетку; бон выполняют из металлических труб с герметизированными полостями; сотрясения образуют взрыванием небольших зарядов взрывчатого вещества, помещаемых в отложения между плавучим заграждением и бортом хранилища на заранее установленные расстояния от борта и от поверхности намытых отложений; сотрясения образуют путем вибрирования отложений; пульпу по ответвлениям подают в безнапорном режиме, а выпускные отверстия в ответвлениях образуют обращенными вдоль борта или под острым углом к нему.

Сущность способа заключается в следующем.

Вследствие малых уклонов поверхности отложений, например зольного материала (надводный откос i<0,01, подводный - i<0,1) в хранилище, ширина которого менее 100-150 м, возникают трудности при осуществлении намыва защитного пляжа при одновре- менном образовании отстойного пруда с плановыми размерами и глубиною, необходимыми для качественного осветления воды и ее забора в достаточном количестве. Одновременно в узком хранилище с водопроницаемыми бортами типа отработанного скального карьера возникает необходимость выполнения сложных и дорогостоящих работ по гидроизоляции крутых бортов с затруднительным доступом к ним. В предлагаемом же решении посредством плавучего заграждения с продольным подводным козырьком удается в узком хранилище образовать глубоководный отстойный пруд требуемых размеров, а вдоль бортов - защитный пляж. При этом наличие плавающего заграждения у борта хранилища упрощает доступ персонала для периодического осмотра борта и проведения работ по снижению его водопроницаемости, причем дополнительное снижение водопроницаемости бортов (после заделки крупных трещин и карстовых полостей) осуществляют периодическим воздействием сотрясений на отложения, непосредственно прилегающие к борту, что одновременно, как и выполнение козырька наклонным, облегчает всплытие плавучего заграждения, а следовательно, и предотвращает его замыв отходами.

На фиг.1 изображено действующее хранилище зернистых отходов, вид в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг. 4 - бревенчатый бон, поперечный разрез; на фиг.5 - бон из металлических труб, поперечный разрез.

П р и м е р. Хранилище, например золоотвал, образуют в отработанном скальном карьере 1 путем возведения плотины 2 в пандусе 3. Дно 4 карьера 1 (фиг. 2) покрывают противофильтрационным слоем 5 из суглинка с сопряжением его с противофильтрационным элементом (не показан) плотины и посредством присыпки 6 с бортом 7 карьера 1. Одновременно в карьере устраивают сбросные колодцы 8 и отводящий коллектор 9, а вдоль бортов 7 на временных подставках (не показаны) - плавучее заграждение 10 в виде бона 11 с козырьком 12, прикрепленным к бону со стороны борта 7, наклоненным в его сторону и непроницаемым для отходов. При этом в заграждении 10 в верхней части устраивают водопропускные отверстия 13 (фиг.3). После этого по гидротранспортной системе, состоящей из трубопроводов - подводящего 14 (фиг.1), распределительного 15, расположенного по периметру карьера 1 выше уровня заполнения карьера, и ответвлениям 16 с временными выпускными отверстиями 17 (фиг.2) золовую пульпу подают к карьеру 1 и рассредоточенно по периметру карьера осуществляют ее сброс в пространство между бортом 7 и плавучим заграждением 10. При этом ответвления 16 располагают по откосу борта 7 и анкерами 18 прикрепляют их к борту 7 и дну 4 карьера, а посредством гибких связей 19 к ответвлениям 16 прикрепляют заграждение 10. Под защитой заграждения 10 из отложений 20 осуществляют намыв защитного пляжа 21 у борта 7 с образованием в средней части карьера вокруг сбросных колодцев 8 отстойного пруда 22 с размерами в плане и с глубинами воды в нем, достаточными для осветления воды и ее забора при подаче этой воды в систему гидротранспорта. При этом наклонный козырек 12 заграждения 10 воспринимает давление отложений 20 со стороны борта 7, чем обеспечивается резкое на величину Δ h (фиг.4 и 5) увеличение глубины воды в пруде 22. В результате непосредственно у заграждения 10 образуется глубоководная зона пруда 22. По мере заполнения карьера первоначально с гребня присыпки 6, а затем с использованием плавучего заграждения 10 и других средств (настила, лыж, лестниц и др.) периодически осуществляют осмотр борта 7, заделку открытых карстовых полостей и широких трещин твердеющим материалом, устройство выпускных отверстий 17 в ответвлениях 16 и перестановку связей 19. Одновременно в отложения 20, непосредственно примыкающие к борту 7 и расположенные вдоль него и на заранее установленные расстояния от борта и от поверхности отложений 20, помещают небольшие заряды взрывчатого вещества, например, в виде шлангового заряда 23. При взрыве заряда 23 отложения 20 разжимаются и "вбиваются" в трещины и пустоты борта 7, за счет чего происходит существенное дополнительное снижение водопроницаемости бортов 7. При этом отложения 20 частично проталкиваются под заграждением 10 в глубоководный пруд 22, а защитный пляж 21 уполаживается и оседает до уровня, близкого к уровню воды в пруде 22. Одновременно от взрыва заграждение 10 "вздрагивает" и в случае его частичного замыва всплывает, чем и предотвращается его дальнейший замыв. При этом от одностороннего воздействия отложений 20 на наклонный козырек 12 осуществляется дополнительное взвешивание заграждения 10, что также повышает его плавучесть.

Плавучее заграждение 10 выполняют, например, в виде бревенчатого бона 24 (фиг.4) с козырьком в виде деревянного щита 25 с продольными щелями 26, и покрытого со стороны борта 7 слоем 27 из фильтрующей геосинтетики, уложенного на проволочную сетку 28, обеспечивающую отвод воды, профильтровавшейся через слой 27, к щелям 26. При этом водопроницаемость щитов 25 ускоряет обезвоживание отложений 20 пляжа 21, что повышает несущую способность отложений 20 и облегчает, таким образом, доступ к борту 7 для ведения работ.

Плавучее заграждение также может быть выполнено в виде двух параллельных металлических труб 29 и 30 (фиг.5) с герметизированными полостями, связанных между собою элементами 31 и настилом 32. Причем труба 29, ближайшая к борту 7, имеет больший диаметр, и на ней закреплены два продольных козырька - надводный 33 и подводный 34.

Сотрясение намытых у борта 7 отложений 20 может осуществляться также посредством их вибрирования.

Пульпу по ответвлениям 16 сбрасывают в карьер 1 в безнапорном режиме при неполностью открытых задвижках 35 (фиг.1), что обеспечивает гашение энергии пульпы непосредственно внутри нижней части ответвления 16, а выпускные отверстия 17 в ответвлениях 16 устраивают обращенными вдоль борта 7 или под острым углом к нему, что предотвращает образование воронки размыва в защитном пляже 21.

Водопропускные отверстия 13 в заграждении 10 (фиг.1) устраивают на равноудаленном от двух ближайших ответвлений 16 расстоянии. При этом не допускают распространения на всю ширину пляжа 21 местного прудка 36 (фиг.1), образуемого у водопропускного отверстия 13 в защитном пляже 21 при отводе с него воды.

Плавучее заграждение 10 устраивают на части периметра карьера 1, при необходимости - по всему его периметру, а забор осветленной воды из пруда 22 может быть осуществлен посредством плавучего водоприемника.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СКЛАДИРОВАНИЯ ЗЕРНИСТЫХ ОТХОДОВ, включающий образование хранилища с грунтовыми бортами, выполнение работ по снижению водопроницаемости бортов, подачу отходов в виде пульпы по трубопроводу с расположением его по периметру хранилища выше уровня его заполнения, сброс пульпы через выпускные отверстия в хранилища рассредоточено по его периметру и с образованием из отложений у бортов защитного пляжа, а в его средней части - отстойного пруда с зонами осветления воды и ее забора, отличающийся тем, что между отстойным прудом и бортом хранилища и вдоль его устраивают плавучее заграждение в виде бона с прикрепленным к нему со стороны борта и наклоненным в его сторону козырьком, не проницаемым для отходов, и с водопропускными отверстиями в верхней части, после чего по трубчатым ответвлениям, которые предварительно выполняют по откосу борта хранилища и прикрепляют к борту и/или к дну хранилища, осуществляют подачу пульпы в пространство между бортом хранилища и плавучим заграждением, при этом к ответвлениям посредством связующих элементов прикрепляют плавучее заграждение, причем по меньшей мере заполнения хранилища периодически в ответвлениях устраивают выпускные отверстия и осуществляют перестановку связующих элементов, а на отложения, расположенные между плавучим заграждением и бортом хранилища, воздействуют сотрясениями.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что бон выполняют бревенчатым, а козырек в виде деревянного щита с продольными щелями, при этом щит со стороны борта хранилища покрывают слоем фильтрующей геосинтетики, укладываемым на проволочную сетку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что бон выполняют из металлических труб с герметизированными полостями.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сотрясение производят взрыванием зарядов взрывчатого вещества, которые помещают в отложения между плавучим заграждением и бортом хранилища.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сотрясения производят путем вибрирования отложений.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что пульпу по ответвлениям подают в безнапорном режиме, а выпускные отверстия в ответвлениях выполняют обращенными вдоль борта или под острым углом к нему.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5