Способ совместного строительства и рекультивации хвостохранилищ

Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве при складировании отходов различных производств. Техническим результатом являются снижение гидродинамического давления на ограждающие дамбы и потерь земли, рекультивация хвостохранилища в процессе его заполнения. Способ включает возведение обвалочных дамб на земельном отводе под хвостохранилище. При этом земельный отвод под хвостохранилище делят на участки со сроком эксплуатации от одного до двух лет и вводят их в эксплуатацию последовательно один за другим. Причем на третьем участке ведут обваловку, второй эксплуатируется, на первом участке проводят рекультивацию через 2-4 года после начала эксплуатации хвостохранилища и заполнения путем нанесения и утрамбовки глиняного слоя мощностью 0,7-1 м, а также плодородного слоя на откосы дамб для биологической рекультивации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве при складировании отходов различных производств.

Известна одноярусная дамба [1], насыпь которой, несмотря на неоднородность грунтового материала, составит целостную конструкцию вместе с основанием и исключает риск возникновения гидродинамических аварий при складировании отходов с заполнением хвостохранилища до расчетного уровня. Одноярусная дамба хвостохранилища содержит насыпь из горизонтальных слоев грунтового материала трапециевидного поперечного сечения, ограниченную сверху гребнем, снизу - грунтами основания, а с боков - наклонными плоскостями верхового и низового откосов, образующую совместно с грунтами основания искусственный накопитель с емкостью для складирования отходов обогатительных фабрик, транспортируемых в виде пульпы. Горизонтальные слои грунтового материала уложены в насыпь с уплотнением до коэффициента фильтрации, равного или меньшего 1·10^-3 м/сут. Сопротивление сдвижению насыпи по грунтам основания под действием гидростатических и гидродинамических сил, создаваемых напором складируемых до уровня открытой поверхности прудка-отстойника отходов, определяется по формуле авторов. При этом уровень гребня насыпи выполнен выше уровня открытой поверхности прудка-отстойника отходов на высоту, по меньшей мере на 1 м превышающую максимальную высоту паводковой волны по прудковой воде, а параметры поперечного сечения насыпи определены в соответствии с рельефом основания и его уклоном.

Недостатками гидротехнического сооружения являются: необходимость его заполнения до заданного уровня, чтобы избежать прорыва ограждающих дамб; большие потери площади земельных ресурсов; невозможность рекультивации хвостохранилища до его полного заполнения.

Известен способ наращивания хвостохранилища [2], включающего возведение по периметру сооружения оградительных дамб из насыпных гунтов и устройство защитных экранов на внутренней стороне и в основании наращиваемых дамб из складируемых материалов, в качестве защитных экранов, возводимых на внутренней стороне и в основании наращиваемых дамб, используют тонкодисперсные золошлаковые отходы тепловых электростанций и углеобогатительных фабрик, транспортируемые гидравлическим способом, которые после отложения имеют следующие характеристики: удельный вес γs 2,5-2,8 г/см³, объемный вес γ 1,2-1,3 г/см³, влажность ω 22,4-40,1%, коэффициент сцепления С 0,06 - 0,09 МПа, модуль деформации Е 11,1-23,4 МПа, коэффициент фильтрации Кф 0,001-0,008 м/сут. Использование отходов с данными характеристиками позволяет снизить затраты по возведению хвостохранилищ.

Недостатками гидротехнического сооружения являются: необходимость заполнения хвостохрнилища до заданного уровня, чтобы избежать прорыва ограждающих дамб; большие потери земель; невозможность рекультивации земель хвостохранилища до полного заполнения.

Известен способ сооружения хвостохранилища [3] для снижения затрат на его сооружение путем их компенсации за счет комплексного использования месторождения. Сначала формируют ложе из глинистого материала и возводят ограждающие дамбы и поперечные дамбы, для которых используют некондиционную золотосодержащую руду. В теле ограждающих дамб размещают противофильтрационные экраны с полиэтиленовой пленкой. В процессе эксплуатации в хвостохранилище подают цианидсодержащую пульпу, которая контактирует с дамбами, просачивается через них и ложе и поступает в скважину перехвата, откуда пульпу направляют на извлечение золота.

Недостатками гидротехнического сооружения являются: большие потери земель; невозможность рекультивации до его полного заполнения.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ возведения хвостохранилища [4], техническим результатом которого является повышение надежности ограждающих дамб, увеличение вместимости сооружения-хвостохранилища и выполнение стадии его рекультивации в процессе эксплуатации, в котором формируется разделительная дамба, на гребень которой укладывают пульпопровод с торцевым выпуском пульпы, зенитным намывом разделительную дамбу отстраивают по продольной оси сооружения-хвостохранилища до противоположной оградительной дамбы, после чего переходят на двусторонний рассредоточенный выпуск пульпы, вследствие чего к моменту заполнения накопителя его поверхность приобретает выпуклый профиль, вследствие чего в процессе складирования хвостов выполняется техническая стадия рекультивации, при этом вместимость сооружения-хвостохранилища увеличивается.

Недостатками гидротехнического сооружения являются: большие потери земель; невозможность рекультивации до его полного заполнения.

Задачами предлагаемого изобретения являются снижение гидродинамического давления на ограждающие дамбы и потерь земли, рекультивация хвостохранилища в процессе его заполнения.

Решение достигается тем, что земельный отвод под хвостохранилище делят на участки со сроком эксплуатации от одного до двух лет и вводят их в эксплуатацию последовательно один за другим, при этом на третьем участке ведут обваловку, второй эксплуатируется, на первом участке проводят рекультивацию через 2-4 года после начала эксплуатации хвостохранилища, заполнения путем нанесения, утрамбовки глиняного слоя мощностью 0,7-1 м, а также плодородного слоя на откосы дамб для биологической рекультивации.

Возведение дамб ведут последовательно от центральной дамбы-дороги по нечетной и четной стороне, при этом постоянно наращивают центральную дамбу, по которой подвозят обваловочный материал, проводят и наращивают пульповод.

Рекультивируемые участки служат площадкой для возведения следующего яруса хвостохранилища с учетом бермы безопасности по ее краям.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид хвостохранилища сбоку, фиг.2 - вид хвостохранилища сверху, фиг.3 - то же, в разрезе.

Способ совместного строительства и рекультивации хвостохранилища реализуется следующим образом.

На первом этапе строительства земельный отвод под хвостохранилище делится на участки со сроком эксплуатации от одного до двух лет, отсыпается подъездная дорога 1 и центральная дамба 2, ширина которой рассчитывается из условия количества этажей 4 в хвостохранилище, на длину участка или земельного отвода, по которым прокладывается пульповод 3. От центральной дамбы формируется участок А хвостохранилища путем нанесения изоляционного слоя ложа, отсыпки ограждающей дамбы 5 и организации водосброса, который сдается в эксплуатацию сроком на 1-2 года. За это время подготавливают участок Б и наращивается центральная дамба и пульповод, если она проложена только на длину участка. По истечении срока эксплуатации участка А в работу включается участок Б и начинает готовиться участок В, Г и т.д., а участок А рекультивируется путем нанесения и утрамбовки глинистого слоя мощностью 0,7-1 м, а также плодородного слоя для биологической рекультивации на откосы дамбы А. На период заполнения участка 3 в той же последовательности с учетом бермы безопасности сползания ограждающих дамб формируются участки хвостохранилища второго яруса.

Литература

1. Патент РФ №2198258. Одноярусная дамба хвостохранилища. / Макеев А.Ю. Зотеев В.Г. МПК Е02В 3/10, Е02В 7/06, Е21С 41/00. Подано 2001.01.30. Опубл. 2003.02.10. Бюл. №7.

2. Патент РФ №2105840. Способ наращивания хвостохранилища. / Филатов А.В., Гиммельфарб В.Я., Чабан В.Ф., Салдаев В.Н. МПК Е02В 7/06, Е02В 1/00. Подано 1996.04.05. Опубл. 1998.02.27. Бюл. №6.

3. Патент РФ №1656926. Способ сооружения хвостохранилища. / Дементьев В.Е. Татаринов А.П., Чернов В.К. и др. МПК Е02В 7/06. Подано 1989.01.12. Опубл. 1995.02.09. Бюл. 6.

4. Патент РФ №2162151. Способ возведения хвостохранилища. / Велим B.C., Зеленский Б.А., Яценко В.Н. и др. МПК Е02В 7/06, Е21С 41/26. Подано 2000.04.26. Опубл. 2001.01.20. Бюл. №7.

1. Способ совместного строительства и рекультивации хвостохранилищ, включающий возведение обвалочных дамб на земельном отводе под хвостохранилище, отличающийся тем, что земельный отвод под хвостохранилище делят на участки со сроком эксплуатации от одного до двух лет и вводят их в эксплуатацию последовательно один за другим, при этом на третьем участке ведут обваловку, второй - эксплуатируется, на первом участке проводят рекультивацию через 2-4 года после начала эксплуатации хвостохранилища и заполнения путем нанесения и утрамбовки глиняного слоя мощностью 0,7-1 м, а также плодородного слоя на откосы дамб для биологической рекультивации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что возведение дамб ведут последовательно от центральной дамбы-дороги по нечетной и четной стороне, при этом постоянно наращивают центральную дамбу, по которой подвозят обваловочный материал, проводят и наращивают пульповод.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что рекультивируемые участки служат площадкой для возведения следующего яруса хвостохранилища с учетом бермы безопасности по ее краям.