Гидроотвал отходов промышленных предприятий

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при создании гидроотвалов отходов промышленных предприятий. Гидроотвал содержит размещенные в секции складирования водосбросной колодец, отводящий коллектор и дренажную систему глубинного перехвата фильтрующей из секции складирования сточной воды. Дренажная система размещена в грунтовом основании секции складирования, ее водоприемные элементы выполнены в виде дренажных лучей, сходящихся в пределах ее водоприемной камеры и снабженных в ней отдельными запорными устройствами. Водоприемная камера выполнена под водосбросным колодцем, имеет с его фундаментной частью общий корпус и посредством насоса и водовода гидравлически сообщена с отводящим коллектором, внутри которого выполнен обслуживающий водоприемную камеру проход. Дренажные лучи могут быть выполнены трубчатыми и размещены в траншее и/или вдавлены в грунтовое основание из водоприемной камеры. Расходящиеся концы двух дренажных лучей, размещенных в траншее, могут соединятся трубчатым дренажем. Изобретение позволяет уменьшить объем строительных работ, повысить надежность сооружения и его ремонтопригодность. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при создании гидроотвала отходов промышленных предприятий, например золошлаков тепловых электростанций, хвостов рудообогащения и др.

Известен гидроотвал отходов промышленных предприятий, содержащий размещенные в секции складирования водосбросной колодец, отводящий коллектор и самотечную дренажную систему, перехватывающую фильтрующие по телу секции складирования сточные воды. Такая дренажная система гидравлически сообщена с отводящим коллектором непосредственно через водоприемную часть водосбросного колодца, выведенного из эксплуатации и замытого отходами [1], или посредством дополнительного колодца, размещенного в плане над отводящим коллектором и сообщенного с ним непосредственным сопряжением при действующем водосбросном колодце [2].

Недостатком такого гидроотвала является то, что его самотечная дренажная система перехватывает только часть сточных вод, фильтрующих из секции складирования. Большая их часть проникает в грунтовое основание секции и загрязняет природные грунтовые воды, причем чем ниже бытовой (до начала складирования отходов) уровень природных грунтовых вод, тем выше степень загрязнения.

Известен гидроотвал, в котором водоприемные элементы дренажной системы выполнены в виде траншейного дренажа и размещены в грунтовом основании секции складирования по ее наружному контуру, причем ниже бытового уровня природных грунтовых вод [3]. В таком гидроотвале при не глубоком залегании водоупора и своевременном отводе воды из дренажной системы возможен качественный перехват сточных вод. Однако при этом происходит захват траншейным дренажем большого количества чистой грунтовой воды, что снижает эффективность работы такого гидроотвала.

Известен гидроотвал, аналогичный описанному, в котором захват траншейным дренажем чистой природной воды предотвращается выполнением противофильтрационной завесы с внешней стороны от траншейного дренажа [4]. Недостатком такого гидроотвала являются высокие затраты на устройство противофильтрационной завесы.

Известен гидроотвал, содержащий размещенную в грунтовом основании секции складирования дренажную систему глубинного перехвата фильтрующей из секции сточной воды, водоприемные элементы которой выполнены в виде дренажных лучей, сходящихся в пределах ее водоприемной камеры, гидравлически сообщенной с системой водоснабжения предприятия посредством насоса и водовода, расположенного в обслуживающем водоприемную камеру проходе, выполненным в виде горизонтальной галереи или вертикального ствола [5, 6].

Недостатком этого гидроотвала являются высокие затраты на устройство водоприемной камеры и обслуживающего ее прохода, а также недостаточная его надежность из-за сложности эксплуатации дренажной системы и низкой ремонтопригодности ее дренажных лучей.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения затрат за счет уменьшения объема строительных работ и повышения их технологичности, а также повышения надежности за счет упрощения эксплуатации дренажной системы и повышения ее ремонтопригодности.

Согласно настоящему изобретению, предложен гидроотвал отходов промышленных предприятий, содержащий размещенные в секции складирования водосбросной колодец, отводящий коллектор и дренажную система глубинного перехвата фильтрующей из секции складирования сточной воды. Дренажная система размещена в грунтовом основании секции складирования, ее водоприемные элементы выполнены в виде дренажных лучей, сходящихся в пределах ее водоприемной камеры и снабженных в ней отдельными запорными устройствами. Водоприемная камера выполнена под водосбросным колодцем, имеет с его фундаментной частью общий корпус и посредством насоса и водовода гидравлически сообщена с отводящим коллектором, внутри которого выполнен обслуживающий водоприемную камеру проход.

Дренажные лучи выполнены трубчатыми и размещены в траншее и/или вдавлены из водоприемной камеры. Целесообразно расходящиеся концы двух дренажных лучей, расположенных в траншее, гидравлически соединить трубчатым дренажем.

Сущность технического решения заключается прежде всего в том, что водосборная камера выполнена под водосбросным колодцем и имеет с ним общий корпус. Это в свою очередь позволило проход в водосбросную камеру совместить с отводящим коллектором. Все это уменьшило объемы работ по устройству гидроотвала и повысило их технологичность, а также повысило эксплуатационную надежность гидроотвала.

На фиг.1 показан план гидроотвала; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Гидроотвал включает заполненную отходами 1 и выведенную из цикла складирования секцию 2 и примкнутую к ней секцию складирования 3, земляная емкость которой образована дамбой 4. В секции складирования 3 размещены два водосбросных колодца 5, каждый из которых сообщен с оборотной системой водоснабжения (не показана) посредством самотечного отводящий коллектор 6, и самотечная дренажная система глубинного перехвата фильтрующей из секции складирования 3 сточной воды 7, размещенная в грунтовом основании 8 ниже бытового уровня 9 природных грунтовых вод.

Водоприемные элементы дренажной системы выполнены в виде дренажных лучей 10, сходящихся в пределах двух водоприемных камер 11, каждая из которых выполнена под водосбросным колодцем 5, имеет с его фундаментной частью 12 общий корпус 13 и посредством насоса 14 и водовода 15 с обратным клапаном 16 гидравлически сообщена с отводящим коллектором 6.

Дренажный луч 10 содержит размещенную в траншее 17 (фиг.3) перфорированную трубу 18, окруженную обратным фильтром 19, который сверху покрыт слоем 20 слабофильтрующего материала. Сходящийся конец каждого дренажного луча 10 в пределах водоприемной камеры 11 снабжен запорным устройством 21, а каждый расходящийся конец выполнен свободным или соединительным трубчатым дренажем 22 соединен с расходящимся концом другого дренажного луча 10 этой же водоприемной камеры 11 или пристыкован к расходящемуся концу дренажного луча 10 другой водоприемной камеры 11.

Отводящий коллектор 6 выполнен в виде железобетонной галереи 23, в нижней части которой размещен отводящий канал 24, а в отделенной от него перегородкой 25 верхней части - проход 26, обслуживающий отводящий канал 24 и водоприемную камеру 11. В пределах общего корпуса 13 (фиг.2) проход 26 посредством полости 27 сообщен с водоприемной камерой 11, которая на случай затопления снабжена аварийным вертикальным стволом в виде металлической трубы 28 (фиг.1), размещенной вдоль глухой стенки 29 водосливной (шандорной) части 30 водосбросного колодца 5, имеющей диаметр не менее 80 сантиметров и используемой при эксплуатации в качестве вентиляционного канала.

При низком бытовом уровне природных грунтовых вод 9, а также при недостаточной при эксплуатации секции складирования 3 производительности размещенных в траншеях 17 дренажных лучей 10 устраивают дренажные лучи 31 (фиг.2) путем вдавливания их звеньев в грунтовое основание 8 из водосборной каморы 11 известными способами [7 и 8]. По периметру секции складирования 3 и внутри отводящего коллектора 6 устраивают скважины 32 режимной сети.

Создание гидроотвала и его работа осуществляются следующим образом.

Одновременно с возведением дамбы 4 внутри создаваемой секции складирования 3 устраивают водосбросные колодцы 5, отводящие коллекторы 6 и элементы дренажной системы: водоприемные камеры 11 и дренажные лучи 10 и/или 31 (последние при необходимости). После этого при закрытых в водосборных камерах запорных устройствах 21 в секцию складирования 3 по пульпопроводам (не показаны) подают отходы 1, складирование которых осуществляют с образованием вокруг водосбросных колодцев отстойного пруда 33 сточной воды 7 общего для обеих водосбросных колодцев 5 или отдельного для каждого из них (фиг.2).

После покрытия при необходимости грунтового основания 8 слоем отходов 1 заданной толщины "а" (фиг.3) открытием запорных устройств 21 на дренажных лучах 10 и/или 31, и включением насосов 14 задействуют дренажную систему.

Степенью открытия запорных устройств 21 и поддержанием посредством насосов 14 заданного уровня 34 сточной воды 7 в водоприемных камерах 11 осуществляют отвод забранной сточной воды 7 интенсивностью, обеспечивающей образование в грунтовом основании 8 депрессионной воронки 35 с поверхностью 36, вмещающей в плане всю секцию складирования 3. Это предотвращает образование под секцией складирования 3 купола растекания сточной воды 7, профильтровавшейся из этой секции в виде потока капель и обеспечивает возврат из грунтового основания сточных вод, профильтровавших в начальный период складирования отходов.

Отводимая дренажной системой из грунтового основания 8 за пределы секции складирования 3 в бассейн (не показан) вода состоит в большей части из сточной воды и в меньшей - из природной грунтовой, поступившей в дренажную систему из окружающей секцию складирования местности под действием гидравлических уклонов в сторону секции складирования. При возникновении дисбаланса в системе водоснабжения предприятия поступление природной грунтовой воды в дренажную систему ограничивают или полностью исключают путем повышения поверхности воды в депрессионной воронке и создания за счет этого околонулевых уклонов поверхности воды по периметру секции складирования, а при необходимости и на большей ее площади. Это достигается путем прикрытия запорных устройств 21 и/или путем поднятия уровня 34 сточной воды в водоприемных камерах. 11.

Полноту предотвращения загрязнения природных грунтовых вод промышленными отходами контролируют по скважинам 32 режимной сети.

Гидравлическое соединение двух дренажных лучей 10 соединительным дренажем 22 или их пристыковкой друг к другу повышает ремонтопригодность таких дренажных лучей 10, которые промываются с использованием насосов и компрессоров.

Доступ в верхнюю часть водоприемной камеры 11 при необходимости может быть осуществлен через металлическую трубу 28.

Использованные источники

1. Патент Российской Федерации №2164574, кл. Е 02 В 7/06, опубл. 10.04.2001.

2. Патент Российской Федерации №2163950, кл. Е 02 В 7/06, опубл.10.03.2001.

3. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. /Под общ. ред. Недриги В.П. - М.: Стройиздат, 1983, с.509-510, рис.21.1, с.520-523, рис.21.8.

4. Недрига В.П. Противофильтрационные и дренажные устройства шламохранилищ насыпного типа//Труды института "ВОДГЕО" - Научные исследования в области гидротехнических сооружений систем водного хозяйства промышленности. М.: ВНИИ "ВОДГЕО", 1979 г., с.59, рис.2.

5. Ягин В.П., Вайкум В.А., Поваренкин В.А. и др. К вопросу размещения твердых водосодержащих отходов ТЭЦ и других производств. //Гидротехническое строительство. - 1998. - №6, с.11-14, рис.2.

6. Заявка Российской Федерации №96108314/13, кл. Е 02 В 3/16, опубл. 20.07.1998.

7. Из опыта зарубежной техники. Лучевые водозаборы. //Гидротехническое строительство. - 1966. №11, с.52-53.

8. Климентов М.Н., федоренко И.Н., Экдышман А.С. и Вопилова А.С. Опыт сооружения лучевых дренажных систем с шахтными колодцами и оценка эффективности их действия//Горный журнал. - 2000. - №9, с.13-15.

1. Гидроотвал отходов промышленных предприятий, содержащий размещенные в секции складирования водосбросной колодец, отводящий коллектор и дренажную систему глубинного перехвата фильтрующей из секции складирования сточной воды, при этом дренажная система размещена в грунтовом основании секции складирования, ее водоприемные элементы выполнены в виде дренажных лучей, сходящихся в пределах ее водоприемной камеры и снабженных в ней отдельными запорными устройствами, причем водоприемная камера выполнена под водосбросным колодцем, имеет с его фундаментной частью общий корпус и посредством насоса и водовода гидравлически сообщена с отводящим коллектором, внутри которого выполнен обслуживающий водоприемную камеру проход.

2. Гидроотвал по п. 1, в котором дренажные лучи выполнены трубчатыми и размещены в траншее и/или вдавлены в грунтовое основание из водоприемной камеры.

3. Гидроотвал по п. 2, в котором расходящиеся концы двух дренажных лучей, размещенных в траншее, соединены трубчатым дренажем.