Способ наращивания хвостохранилищ

Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве, в частности для создания дамб хвостохранилищ в районах со значительной техногенной нагрузкой на водные объекты. Способ включает подготовку основания под дамбу и укладку грунтового материала в тело дамбы. В качестве грунтового материала используют техногенные донные отложения загрязненных водных объектов, обладающие допустимой по водохозяйственным расчетам фильтрационной способностью и достаточной прочностью. Техногенные донные отложения предварительно подготавливают обезвоживанием в контейнерах из геотекстильного материала до влажности 40-50% и уплотнением под действием собственного веса на специально подготовленной площадке. После чего осуществляют доставку контейнеров с обезвоженным осадком к месту строительства автосамосвалами и укладку автокранами контейнеров послойно. Перспективным направлением является использования данного способа в районах крайнего севера, так как на этих территориях, как правило, отсутствуют в достаточном количестве грунтовые материалы, пригодные для создания противофильтрационных элементов. Местные материалы, используемые для отсыпки тела дамбы, находятся в многолетнемерзлом состоянии и их использование вызывает значительные трудности. Обеспечивается утилизация разнородных техногенных донных отложений, повышается экологичность и безаварийность эксплуатации дамб, устойчивость возводимых сооружений. Снижаются фильтрационные потери, сроки строительства, сведены к минимуму сложность и трудоемкость ведения работ.

 

Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве, в частности для создания дамб хвостохранилищ в районах со значительной техногенной нагрузкой на водные объекты.

Известен способ наращивания хвостохранилища (патент РФ №2105840, МПК Е02В 7/06, Е02В 1/00, 27.02.1998 г.), включающий возведение по периметру сооружения оградительных дамб из насыпных материалов и устройство защитных экранов на внутренней стороне и в основании наращиваемых дамб из складируемых отходов теплоэлектростанций. В качестве защитных экранов, возводимых на внутренней стороне и в основании наращиваемых дамб, используют тонкодисперсные золошлаковые отходы теплоэлектростанций и углеобогатительных фабрик, транспортируемые гидравлическим способом.

Недостатками способа являются использование отходов определенного производства и их ограниченное количество в непосредственной близости от места строительства гидротехнического сооружения, необходимость транспортировки привозных насыпных материалов и устройства карьера с соответствующим грунтом, выполнения большого объема автомобильных перевозок, что обусловливает длительные сроки строительства дамбы.

Известен способ создания намывных плотин из естественных минеральных грунтов (СНиП 2.06.05-84* «Плотины из грунтовых материалов», п. 3, 17.09.1990 г.), где в качестве конструктивных материалов используют суглинки, супеси, а также гравийные, галечниковые и лессовидные грунты при соответствующем технико-экономическом обосновании, при этом супеси и лессовидные суглинки следует использовать для намыва однородных плотин, а также для намыва центральной слабоводопроницаемой зоны неоднородных плотин, гравийно-галечниковые грунты - для намыва боковых зон этих плотин.

Недостатками изобретения являются необходимость устройства карьеров соответствующих грунтов, их частое отсутствие в районе строительства гидротехнических сооружений, а также необходимость последующей рекультивации нарушенных земель на территории изъятия грунтов.

Известен способ создания плотин (Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика / Под ред. В.П. Недриги. М.: Стройиздат, 1983. Стр. 515 и 516), где в качестве конструктивных материалов используют твердые фракции складируемых отходов (хвостов, шламов), физико-механические свойства которых позволяют обеспечить требуемую низкую проницаемость тела плотины и устойчивость ее откосов на протяжении всего срока службы накопителя.

Недостатками являются недостаточная защищенность от пыления внешних откосов дамб, сложность возведения устойчивых дамб при высоком содержании глинистых частиц и значительные фильтрационные потери.

Известен способ создания дамб и других насыпных сооружений (патент РФ №2275461, опубл. 27.04.2006 г.), принятый за прототип, включающий подготовку основания под дамбу, отсыпку грунтового материала в тело дамбы и его уплотнение, отличающийся тем, что в качестве грунтового материала используют шлам, взятый из шламохранилища отходов алюминиевого производства и состоящий из смеси пыли электрофильтров и хвостов газоочистки и флотации, который подготавливают путем обезвоживания до влажности 0,4-0,5, после чего названный материал при укладке уплотняют до пористости не более 0,6.

Недостатки способа заключаются в трудоемкости и сложности ведения работ, во временном выводе из эксплуатации отдельных участков хвостохранилища и в ограниченном количестве отходов алюминиевого производства.

Техническим результатом изобретения является утилизация разнородных техногенных донных отложений, повышение экологичности и безаварийности эксплуатации дамб, устойчивости возводимых сооружений, снижение фильтрационных потерь, сроков строительства, сведение к минимуму сложности и трудоемкости ведения работ.

Технический результат достигается тем, что в качестве грунтового материала используют техногенные донные отложения водных объектов, обладающие допустимой по водохозяйственным расчетам фильтрационной способностью и достаточной прочностью, которые предварительно обезвоживаются в контейнерах из геотекстильного материала до влажности 40-50% и уплотняются под действием собственного веса на специально подготовленной площадке, после чего осуществляют доставку контейнеров с обезвоженным осадком к месту строительства автосамосвалами и укладку автокранами контейнеров послойно.

Геотекстильный материал контейнеров состоит из пленочных нитей полипропилена достаточно высокой плотности, обладающих малым удлинением, высокой прочностью, уникальной удерживающей способностью и устойчивостью к биологическому и химическому воздействию, водной и ветровой эрозии, стойкостью к ползучести, воздействию низких температур, ультрафиолета.

Способ включает в себя подготовку материала для создания дамбы хвостохранилища, его доставку и укладку в сооружение.

1 этап. Подъем обводненной пульпы со дна водоема с использованием земснаряда и закачка насосной станцией в фильтрующий геотекстильный контейнер. В зависимости от плотности донных отложений производится расчет оптимального размера контейнера, который позволит обеспечить минимальные трудозатраты при погрузке, транспортировке и укладке. В среднем высота контейнера составляет 1-1,5 м, ширина 2-2,5 м, длина 2,5-5 м. Далее происходит первичное обезвоживание, состоящее в том, что через стенки контейнера отфильтровывается механически чистая вода и отводится в водоем, а твердые частицы удерживаются внутри. Затем следует стадия глубокого обезвоживания, заключающаяся в том, что осадок, закаченный в геотекстильные контейнеры, продолжает обезвоживаться благодаря хорошей светопоглощающей способности геотекстиля и испарению через большую площадь поверхности контейнера. Оптимальный результат глубокого обезвоживания достигается через год, так как при промораживании осадка меняется его структура и происходит отделение остаточной влаги. Кроме того, контейнер не впитывает атмосферные осадки, и осадок не подвергается повторному обводнению. Обезвоживание данным способом позволяет получить материал влажностью 0,4-0,5, который обеспечивает достаточную несущую способность для последующего использования.

2 этап. Консолидация донных отложений заключается в складировании контейнеров друг на друга послойно на специально подготовленной производственной площадке, выполняющей две основные функции: дренаж и централизованный водоотвод, на протяжении всех стадий подготовки, которая позволяет получить готовый материал.

3 этап. Транспортировка готового материала до места строительства дамбы хвостохранилища. Доставку контейнеров с обезвоженным осадком осуществляют путем их погрузки автокранами в автосамосвалы и транспортировкой к обозначенному месту.

4 этап. Укладка контейнеров в сооружение автокранами послойно.

Наиболее благоприятным периодом для проведения работ является сезон весеннего половодья. В это время расход воды увеличивается, тем самым снижая риск возникновения гидрохимического потока загрязнения взвешенными веществами, что в комплексе с использованием специализированного земснаряда, оснащенного специальной шнековой насадкой для избежания излишней взмучиваемости, сведет к минимуму загрязнение поверхностных вод при проведении работ.

Пример. Для очистки загрязненных водных объектов в зоне воздействия горно-добывающего и перерабатывающего комбината использовался специализированный земснаряд, оборудованный шламовым насосом с производительностью до 400 м3/час и оснащенный перемешивателем для взрыхления осевшего грунта шнековым рыхлителем. Работа выбранного земснаряда обеспечивала высокую скорость проведения работ, равномерную зачистку дна водоема, минимальную взмучиваемость ила, высокую точностью снятия слоя донных отложений. Площадь ведения работ составила 8000 м2. Толщина слоя, подлежащая разработке b=0,4 м. Плотность донных отложений 2,3 г/см3. Характеристика места ведения работ, необходимость дальнейшей транспортировки контейнеров и отсутствие больших территорий для их размещения обусловила выбор следующих размеров контейнеров: длина (1) 2,5 м, ширина (b) 2 м, высота (h) 1 м.

Технические характеристики контейнеров позволяют складывать их друг на друга, при этом площади занимаемых земель сокращаются в несколько раз. На выбранной площадке временного складирования контейнеров предполагалось формирование дренажной сети из пластиковых желобов. Для последующей погрузки и транспортировки контейнеров на дамбу хвостохранилища с целью ее наращивания использовались автокран грузоподъемностью 25 т и самосвалы грузоподъемностью 110 т, имеющиеся на базе предприятия, что предотвратило появление значительных капитальных затрат и упростило ведение работ. Выбранные параметры оборудования обеспечили перевозку автосамосвалом до 5 контейнеров одновременно. Количество автосамосвалов, необходимых для обслуживания автокрана, равно 6.

Перспективным направлением является использование данного способа в районах крайнего севера, так как на этих территориях, как правило, отсутствуют в достаточном количестве грунтовые материалы, пригодные для создания противофильтрационных элементов. Местные материалы, используемые для отсыпки тела дамбы, находятся в многолетнемерзлом состоянии и их использование вызывает значительную трудность.

Способ наращивания хвостохранилищ, включающий подготовку основания под дамбу и укладку грунтового материала в тело дамбы, отличающийся тем, что в качестве грунтового материала используют техногенные донные отложения водных объектов, обладающие допустимой по водохозяйственным расчетам фильтрационной способностью и достаточной прочностью, которые предварительно обезвоживаются в контейнерах из геотекстильного материала до влажности 40-50% и уплотняются под действием собственного веса на специально подготовленной площадке, после чего осуществляют доставку контейнеров с обезвоженным осадком к месту строительства автосамосвалами и укладку автокранами контейнеров послойно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности. Техническим результатом является повышение эффективности отработки маломощного пласта за счет повышения извлечения полезного ископаемого из недр регулярной прорезкой междукамерных целиков и обеспечения эффективного проветривания и удаления пыли из рабочей зоны машинистов выемочной машины и самоходного транспортного оборудования в отработанное пространство.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при открыто-подземной разработке угольных пластов. Способ включает формирование промплощадок, с которых проводят наклонные вскрывающие выработки по границам каждой панели на глубину контурной границы разреза.

Изобретение относится к горному делу, в частности к проведению вскрывающих наклонных горных выработок для отработки угольных пластов. Техническим результатом является совмещение проведения устья и части выработки - ствола по наносам с оснащением промплощадки и увеличение скорости проведения стволов по наносам с исключением трудоемкого ручного труда.

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом, и может быть использовано при отработке глубоких месторождений вытянутой формы в плане.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке руд и других твердых полезных ископаемых наклонных и крутопадающих месторождений.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открыто-подземным способом мощных крутопадающих ценных рудных тел. Техническим результатом является уменьшение потерь и разубоживание при отработке прибортовых запасов руды от налегающих пород.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам ведения горных работ. Техническим результатом является разделение укладываемых в отвал пород на различные типы, обеспечение сохранности полезных свойств складируемых пород, сокращение времени на подготовку отвала при его последующей разработке в качестве техногенного месторождения.

Изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению угольного месторождения. Техническим результатом является повышение эффективности комплексного освоения угольного месторождения.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности на открытых горных работах при разработке рудных и нерудных блоков месторождений полезных ископаемых, участки которых существенно различаются по горно-геологической структуре и качеству полезного компонента, а именно к селективной выемке полезного ископаемого крупномасштабным взрывным разрушением горных массивов сложной структуры.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для извлечения ценных элементов из руд и продуктов их переработки, в частности для извлечения сульфидов меди, никеля, железа и благородных металлов из лежалых хвостов законсервированного хвостохранилища, находящегося в криолитозоне Норильского промышленного района.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Устройство включает раму 1, антенные блоки 6, расположенные по периметру рамы 1, и датчик движения 5.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении плотин на термопросадочных вечномерзлых основаниях в условиях Крайнего Севера.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для повышения эффективности разработки вскрышных пород карьеров гидромониторно-землесосным способом.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к конструкциям плотин из местных материалов. Каменная плотина содержит противофильтрационный элемент в виде грунтоцементобетонного экрана, покрытого пленкой.

Изобретение относится к области мелиоративного и водохозяйственного строительства. Цель изобретения - очистка водных объектов от донных отложений с одновременным возведением защитных дамб.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве противофильтрационных диафрагм грунтовых плотин. Способ включает обустройство промежуточных швов противофильтрационной диафрагмы на гребне отсыпаемых слоев грунтовой плотины по заранее спланированным откосам в невысоких грунтовых плотинах высотой менее 30 м.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам ведения горных работ. Техническим результатом является разделение укладываемых в отвал пород на различные типы, обеспечение сохранности полезных свойств складируемых пород, сокращение времени на подготовку отвала при его последующей разработке в качестве техногенного месторождения.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к возведению гидроотвалов промышленных отходов. Гидроотвал включает ограждающую дамбу, утепляющую дренажную пригрузку на низовом откосе дамбы и расположенные под пригрузкой дренаж и дренажный выпуск.

Изобретение относится к области мелиоративного и водохозяйственного строительства. Способ возведения узкопрофильных дамб осуществляется подачей пульпы в намываемое сооружение одновременно из основного и двух распределительных пульпопроводов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при возведении гидроотвалов для складирования отходов, например золоотвалов, хвостохранилищ и шламонакопителей обогатительных фабрик.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при возведении каменно-набросных плотин на реках в труднодоступных районах с ограниченными ресурсами природных строительных материалов, пригодных для устройства противофильтрационного элемента. Диафрагма каменно-набросной плотины на скальном основании 1 выполнена в центральной зоне путем заполнения водоупорным материалом продольной полости, образованной между установленными одна на другую впритык сборными панелями 5. Продольная технологическая полость сформирована путем размещения сборных панелей 5, опирающихся на вертикально установленные металлические трубчатые стойки или металлические стойки 3 с продольными пазами, например двутавры, швеллера, рельсы, соединенные между собой стержнями 4 в единый каркас, обеспечивающий общую устойчивость диафрагмы в строительный период. Металлические трубчатые стойки 3 выполнены с отверстиями для инъектирования поярусно водоупорного и пластичного материала 6 диафрагмы, заполненной сначала скальным крупнообломочным материалом. Повышается безопасность каменно-набросной плотины, размещаемой между крутыми скальными берегами в узком створе, с характерно высокими паводковыми уровнями в реке, сокращаются сроки строительства. 1 ил.

Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве, в частности для создания дамб хвостохранилищ в районах со значительной техногенной нагрузкой на водные объекты. Способ включает подготовку основания под дамбу и укладку грунтового материала в тело дамбы. В качестве грунтового материала используют техногенные донные отложения загрязненных водных объектов, обладающие допустимой по водохозяйственным расчетам фильтрационной способностью и достаточной прочностью. Техногенные донные отложения предварительно подготавливают обезвоживанием в контейнерах из геотекстильного материала до влажности 40-50 и уплотнением под действием собственного веса на специально подготовленной площадке. После чего осуществляют доставку контейнеров с обезвоженным осадком к месту строительства автосамосвалами и укладку автокранами контейнеров послойно. Перспективным направлением является использования данного способа в районах крайнего севера, так как на этих территориях, как правило, отсутствуют в достаточном количестве грунтовые материалы, пригодные для создания противофильтрационных элементов. Местные материалы, используемые для отсыпки тела дамбы, находятся в многолетнемерзлом состоянии и их использование вызывает значительные трудности. Обеспечивается утилизация разнородных техногенных донных отложений, повышается экологичность и безаварийность эксплуатации дамб, устойчивость возводимых сооружений. Снижаются фильтрационные потери, сроки строительства, сведены к минимуму сложность и трудоемкость ведения работ.

Наверх