Способ перескладирования зернистых отходов из гидроотвала в котлован с крутыми бортами

 

Изобретение относится к гидротехнике. Сущность: при перескладировании зернистых отходов из гидроствола в котлован с крутыми бортами и горизонтальным дном, образованный в водопроницаемых скальных породах и расположенный выше уровня подземных вод, сначала дно котлована выравнивают и покрывают слоем водонепроницаемого материала, на котором устраивают горизонтальный дренаж в виде дренажного слоя и дренажной трубы. После этого отходы в гидроотвале разрабатывают и механическим транспортом доставляют в котлован, где их складируют путем отсыпки у бортов отходов, взятых из прудковой зоны гидроотвала, а в средней части котлована - отходов, взятых из зоны надводного откоса намыва гидроотвала. Отсыпку отходов осуществляют с уплотнением и с опережением по высоте над отходами. Отходы обсыпают слоями с образованием ярусов, между которыми вдоль бортов располагают противофильтрационное устройство в виде ленты из пленочного полимерного материала, примыкающей к борту и с уклоном от него. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при перескладировании зернистых, например, золошлаковых отходов из оперативного (промежуточного) гидроотвала в основной насыпной отвал, расположенный в углублении с крутонаклонными бортами типа котлована отработанного скального карьера.

Известен способ перескладирования зернистых отходов из гидроотвала в котлован с крутыми бортами, включающий подготовку дна котлована, транспортировку отходов из гидроотвала и отсыпку отходов в котловане. При таком способе перескладирования отходов возможно существенное загрязнение окружающей котлован среды инфильтрующей с поверхности отсыпаемых отходов водой атмосферных осадков как в период отсыпки отходов в котловане, так и после консервации отвала. Предотвращение же такого загрязнения путем экранирования всей поверхности котлована с крутыми неровными и потенциально неустойчивыми бортами связано с выполнением сложных и высокозатратных работ.

Технический результат использования изобретения заключается в предотвращении загрязнения окружающей среды через дно и борта котлована при устройстве в нем насыпного отвала простыми и низкозаратными работами.

Этот результат достигается тем, что в способе перескладирования зернистых отходов из гидроотвала в котлован с крутыми бортами, включающем подготовку дна котлована, транспортировку отходов из гидроотвала и отсыпку отходов в котловане, согласно изобретению дно котлована покрывают слоем водонепроницаемого материала, на котором устраивают дренаж, после чего непосредственно у бортов котлована отсыпают отходы, взятые из прудковой зоны гидроотвала, а в среднюю часть котлована отсыпают отходы, взятые из зоны надводного откоса намыва гидроотвала, причем у бортов котлована отсыпают отходы с уплотнением и с опережением по высоте над отходами, отсыпаемыми в среднюю часть котлована. Отходы из прудковой зоны гидроотвала у бортов котлована отсыпают послойной и по высоте ярусами, а между ярусами вдоль бортов располагают противофильтрационные устройства в виде ленты из пленочного полимерного материала, примыкающей к борту с уклоном от него и шириной, превышающей величину горизонтального заложения части борта, расположенной в пределах яруса, на котором расположена лента.

Сущность технического решения заключается в том, что при таком перескладировании отходов у бортов котлована образуют зоны из слабопроницаемых отходов, а в средней части котлована над дренажом образуют зоны высокопроницаемых отходов, в результате чего вода атмосферных осадков при инфильтрации в отсыпанные отходы большей частью, а при расположении у бортов водонепроницаемых лент из пленочного полимерного материала полностью скатывается в среднюю часть котлована без взаимодействия с неэкранированными бортами котлована. Затем эта вода у экранированного дна котлована перехватывается дренажем и отводится за пределы котлована в систему технического водоснабжения на очистные сооружения.

На фиг. 1 изображен схематично гидроотвал, план; на фиг.2 схема отсыпки в котловане с крутыми бортами зернистых отходов, взятых из гидроотвала, поперечный разрез котлована.

Промежуточный (оперативный) гидроотвал косогорного типа образован ограждающей дамбой 1 (фиг.1), внутренней дамбой 2 разделен на две карты 3 и 4, каждая из которых посредством водосборного колодца 5 сообщена с прудком 6 осветленной воды. Заполнение карт 3 и 4 зернистыми отходами осуществляют последовательно путем выпуска пульпы из трубопровода 7 со стороны открытой части периметра карты (верхняя часть склона косогора), а после окончания заполнения карты 3 и обезвоживания в ней отходов (система обезвоживания отходов на чертеже не показана) начинают осуществлять перескладирование отходов из карты 3 в котлован 8 (фиг.2) с крутыми бортами 9 и горизонтальным дном 10, образованный отработкой карьера в водонепроницаемых скальных породах 11 и расположенных выше уровня 12 подземных вод, следующим образом.

Сначала дно 10 котлована 8 выравнивают и покрывают (экранируют) слоем 13 водонепроницаемого материала (суглинком), на котором устраивают горизонтальный дренаж в виде дренажного слоя 14 из песчано-гравийного грунта и дренажной трубы 15. Поверхности слоя 13 придают уклон в сторону дренажной трубы 15, которую располагают в углублении 16. После чего в карте гидроотвала с образованием заходки 17 экскаватором разрабатывают отходы и во влажном состоянии механическим транспортом доставляют в котлован 8, где их складируют путем отсыпки. При этом непосредственно у бортов 9 отсыпают мелкие отходы 18, взятые из прудковой зоны 19 гидроотвала, а в среднюю часть котлована 8 отсыпают более крупные средне- и крупнозернистые отходы 20, взятые из зоны надводного откоса намыва гидроотвала 21, причем отсыпку отходов 18 у бортов 9 осуществляют по высоте над отходами 20 средней части котлована 8 и с уплотнением отходов 18 преимущественно до выполнения условия.

K^б_ф ≅ 0,1·K^c_ф, где K^,_ф и K^c_ф -коэффициенты фильтрации отходов соответственно у бортов котлована и в его средней части.

В результате такого складирования образуют в котловане 8 насыпной отвал, в котором водонепроницаемость отходов 18 у бортов по меньшей мере на порядок ниже, чем водонепроницаемость отходов 20 в его средней части.

Отходы 18 и 20 отсыпают слоями 21 с образованием ярусов высотой h₁, h₂, и h₃, между которыми при необходимости вдоль бортов 9 располагают противофильтрационное устройство в виде ленты 22 из пленочного полимерного материала, примыкающей к борту 9 с уклоном от него и шириною a, превышающей величину горизонтального заложения b части борта, расположенной в пределах яруса, на котором расположена лента 22 на чертеже лента показана только у правого борта.

Перескладирование отходов из карт 3 и 4 гидроотвала осуществляют поочередно. Так, после завершения перескладирования отходов карты 3 приступают к ее повторному (последующему) заполнению, а отходы из карты 4 аналогичным образом перескладируют в котлован 8.

Вода продолжительных атмосферных осадков по поверхности отходов 18 скатывается от бортов 9 в среднюю часть котлована 8 на отходы 20, скорость инфильтрации воды в которых многократно превышает скорость инфильтрации воды у бортов 9 в отходы 18. В результате чего грунтовая вода в отходы 20 средней части котлована движется вниз слоем 23 быстрее, чем в отходы 18 у бортов котлована слоем 24, при этом слой 23 грунтовой воды на границе отходов 18 и 20 оставляет след в виде крутонаклонного тонкого слоя грунтовой воды непрерывного 25 у левого борта и прерывного 26 у правого борта. Практически вся вода крутонаклонных слоев 25 и 26 при своем движении вниз скатывается в отходы 20 и только часть воды тонкого горизонтального слоя 24 через борта 9 проникает в водонепроницаемые породы 11, причем в случае расположения у бортов 9 пленки 22 (правый борт) количество воды, проникающей из слоя 24 в породы 11, сводится на нет. У дна 10 вся вода перехватывается дренажными слоем 14 и отводится дренажной трубой 15 за пределы котлована и подается в систему технического водоснабжения или на очистные сооружения.

Качественное уплотнение отходов 18 существенно снижает их водонепроницаемость, в результате чего уменьшается толщина слоев горизонтального 24 и крутонаклонных 25 и 26, так и водовместимость единицы их объема, причем в случае виброуплотнения проникновение воды в окружающую среду через борта дополнительно уменьшается за счет как более качественного уплотнения отходов, так и за счет более качественной закупорки отходами входов в трещины пород.

Заполнение котлована отходами осуществляют одновременно по всей его длине или последовательными участками, после чего поверхность отходов последовательно покрывают слоями суглинка 27 и растительного грунта 28 с последующим посевом многолетних трав и организацией отвода поверхностных вод с отвала.

Формула изобретения

1. Способ перескладирования зернистых отходов из гидроотвала в котлован с крутыми бортами, включающий подготовку дна котлована, транспортировку отходов из гидроотвала и отсыпку отходов в котловане, отличающийся тем, что дно котлована покрывают слоем водонепроницаемого материала, на котором устраивают дренаж, после чего непосредственно у бортов котлована отсыпают отходы, взятые из прудковой зоны гидроотвала, а в среднюю часть котлована отсыпают отходы, взятые из зоны надводного откоса намыва гидроотвала, причем у бортов котлована отсыпают отходы с уплотнением и с опережением по высоте над отходами, отсыпаемыми в среднюю часть котлована.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отходы из прудковой зоны гидроотвала у бортов котлована отсыпают послойно и по высоте ярусами, а между ярусами вдоль бортов располагают противофильтрационное устройство в виде ленты из пленочного полимерного материала, примыкающей к борту с уклоном от него и шириною, превышающей величину горизонтального заложения части борта, расположенной в пределах яруса, на котором расположена лента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2