НАМЫВНОЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ Российский патент 1995 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к намывным сооружениям, а именно к намывным хвостохранилищам.

Известно намывное сооружение, содержащее дамбы первичного и вторичного обвалования, гидроотвал, прудок-отстойник, водосбросные сооружения и дренажные устройства ограждающих дамб и прилегающей к хвостохранилищу территории (ВНИИ ВОДГЕО, Рекомендации по проектированию хвостовых хозяйств предприятий металлургической промышленности. М. Стройиздат, 1975, с. 44-49, 54-60, 76-79, 124-126; Евдокимов П.Д. Сазонов Т.Г. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик. М. "Недра", 1978, с. 187-255; Госстрой УССР. Инструкция по строительству намывных хвостохранилищ горно-химических комбинатов (заводов) РСН 301-78. Киев, НИИСП, с. 20-25, 72-92).

Такие сооружения из-за низких прочностных характеристик хвостов возводят с пологими откосами на сравнительно небольшую высоту, что приводит к увеличению затрат на складирование отходов обогащения и требует отвода под гидроотвалы значительных площадей. Существенным их недостатком являются также большие площади надводных пляжей источник пыления хвостохранилищ.

Наиболее близким по технической сущности являются намывные гидротехнические сооружения, включающие карты намыва, водосбросные сооружения, гидроотвал, прудок-отстойник и дренажные устройства (Госстрой УССР. Инструкция по строительству намывных хвостохранилищ горно-химических комбинатов (заводов) РСН 301-78. Киев, 1978, НИИСП, с. 20-24, рис. 4, г, д).

Существенным недостатком таких сооружений являются большие затраты трудовых и материальных ресурсов на отсыпку внутренних дамб обвалования карт намыва, так как стесненные условия производства работ не позволяют использовать для отсыпки таких дамб более дешевый по сравнению с автомобильным железнодорожный транспорт. Кроме того основанием второго и всех последующих ярусов таких дамб служит гребень дамб обвалования предыдущего яруса карты и намытые в нее хвосты. Каскад таких дамб имеет уклон в сторону наружных дамб обвалования. При наращивании таких сооружений внутренние и наружные дамбы обвалования сдвигаются внутрь карты. Это существенно ограничивает возможную высоту карты намыва ее ширина резко сокращается с увеличением высоты. Создание же нового ряда внутренних дамб обвалования в хвостохранилище, заполненном мелкозернистым и пылеватыми хвостами, требует значительных затрат (отсыпка дамб производится пионерным способом с помощью автосамосвалов).

Цель изобретения снижение стоимости и трудоемкости строительства. Указанная цель достигается тем, что внутреннее обвалование карт намыва выполнено в виде поярусно сопряженных дамб, в котором дамбы последующего яруса наращивания карты намыва размещены на намытом в гидроотвал грунте вдоль верхового откоса дамб предыдущего яруса.

Размещение внутренного обвалования каждого последующего яруса вдоль верхового откоса дамб предыдущего яруса позволяет при наращивании сооружения на любую высоту сохранять неизменной ширину карты намыва, а при необходимости увеличивать или уменьшать ее ширину по высоте (это достигается изменением параметров дамб). Поэтому при наращивании сооружений предлагаемой конструкции отпадает необходимость периодически устраивать в гидроотвале новые ряды внутренних дамб обвалования (в сооружениях известной конструкции карты намыва имеют ограниченную высоту, так как их ширина существенно уменьшается на каждом ярусе наращивания карты).

Размещение дамб каждого последующего яруса вдоль верхового откоса ранее отсыпанного яруса дамб позволяет отсыпать дамбы с помощью железнодорожного транспорта и карьерного экскаватора, благодаря чему отсыпку таких дамб можно совместить с выполнением на карьерах полезных ископаемых вскрышных и отвальных работ (разрабатываемые в расположенном вблизи хвостохранилища карьере вскрышные породы можно завозить мощной горнотранспортной техникой сразу в дамбы обвалования, минуя перегрузочные площадки или временные отвалы).

Дамбы внутреннего обвалования карт намыва в сооружениях известных конструкций можно отсыпать лишь пионерным способом с помощью автотранспорта, что требует значительных затрат.

На фиг. 1 изображено предлагаемое намывное сооружение; на фиг. 2 схема возведения дамб внутреннего обвалования карт намыва.

Намывное гидротехническое сооружение включает карты намыва 1, водосбросные сооружения 2, гидроотвал 3, образованный намытыми за пределами карты грунтами, прудок-отстойник 4 и дренажные устройства 5. Карты намыва 4 образованы с помощью поярусно возводимых внутренних 6, разделительных 7 и наружных 8 дамб обвалования. Внутренние 6 и наружные 8 дамбы обвалования создают внутреннее и наружное обвалование карт намыва на всю высоту возводимого сооружения.

Внутреннее обвалование карт намыва, расположенное со стороны верхнего бьефа, выполнено в виде поярусно сопряженных дамб 6, а котором дамба каждого последующего яруса наращивания карты намыва размещена вдоль верхового откоса дамбы предыдущего яруса на намытом за пределами карты в гидроотвал 3 грунте (хвостах).

Сооружение возводят путем поярусной отсыпки внутренних 6, разделительных 7 и наружных 8 дамб обвалования карт намыва 1 с последующим замывом этих карт и образованной с их помощью емкости гидроотвала (хвостохранилища) 3.

Наружные 8 и разделительные 7 дамбы обвалования отсыпают из вскрышных пород или намытых в карту грунтов (хвостов) с помощью экскаваторов, железнодорожного транспорта, автосамосвалов и бульдозеров.

Внутренние дамбы обвалования первого яруса карты намыва отсыпают на ложе гидроотвала (хвостохранилища) из вскрышных пород с помощью карьерного экскаватора и железнодорожного транспорта по традиционной схеме отсыпки пионерной насыпи. Эта дамба может быть отсыпана и автотранспортом. Дальнейшую отсыпку дамб внутреннего обвалования производят карьерным экскаватором из вскрышных пород, доставляемых к экскаватору железнодорожным транспортом думпкарными поездами (вертушками).

Выгруженные из думпкаров вскрышные породы разрабатываются экскаватором и отсыпаются в дамбу двумя подуступами. Первоначально экскаватором, расположенным ниже железнодорожного пути на 1,5-3,0 м, отсыпают вперед по ходу движения участок дамбы до уровня установки экскаватора (нижний подуступ). Затем экскаватор возвращается по поверхности нижнего подуступа в первоначальное положение и верхним подуступом, назад по ходу движения, наращивают дамбу до проектной отметки. Аналогичным образом отсыпаются и последующие участки дамбы. Возможная высота верхнего и нижнего подуступов, а также разрыв во времени между их отсыпкой должны обосновываться расчетом устойчивости дамбы с учетом характеристик грунта в теле дамбы и ее основании, закономерности изменения характеристик последнего в процессе консолидации грунта и возникающего при его нагружении порового давления, а также с учетом обжатия верхового откоса дамбы намываемым в гидроотвал грунтом. При отсыпке нижнего и верхнего подуступов дополнительная нагрузка на основание дамбы не должна превышать нагрузку, вызывающую его предельно напряженное состояние.

Перед отсыпкой каждого нового яруса на гребень дамбы ранее возведенного яруса (вдоль фронта работ) укладывают разгрузочный железнодорожный путь. В случае использования электрической тяги вдоль этого пути со стороны нижнего бьефа устанавливают передвижную контактную сеть.

По мере возведения обвалования карт намыва осуществляют их замыв, а также заполнение образованной с помощью этих карт емкости гидроотвала (хвостохранилища).

Предлагаемая конструкция намывного сооружения позволяет отсыпать дамбы внутреннего обвалования карьерным экскаватором, работающим в комплекте с железнодорожным транспортом в процессе отвалообразования, а также наращивать обвалование карты намыва на любую высоту и эффективно использовать намываемый в гидротехническое сооружение материал за счет возможности сохранять неизменной ширину карт намыва по высоте, а в случае необходимости уменьшать или увеличивать ее ширину с учетом конкретных особенностей строительства и эксплуатации сооружения в различные годы.

Использование: в гидротехническом строительстве, а именно при строительстве намывных хвостохранилищ. Сущность: карты намыва 1 образованы внутренними 6, разделительными 7 и наружными 8 дамбами обвалования. Внутреннее обвалование выполнено в виде поярусно сопряженных дамб 6, в котором дамбы последующего яруса наращивания карты размещены на намытом в гидроотвал грунте вдоль верхового откоса дамб предыдущего яруса. Намывное сооружение включает также водосбросные сооружения 2, гидроотвал 3, образованный грунтами, намытыми за пределами карты намыва 1 с прудком отстойником 4 и дренажными устройствами 5. 2 ил.

НАМЫВНОЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ, включающее карты намыва, образованные внутренними, разделительными и наружными дамбами обвалования, водосборные сооружения, гидроотвал, образованный грунтами, намытыми за пределами карты намыва с прудком-отстойником, и дренажные устройства, отличающееся тем, что, с целью снижения стоимости и трудоемкости строительства, внутреннее отвалование карт намыва выполнено в виде поярусно сопряженных дамб, в котором дамбы последующего яруса наращивания карты намыва размещены на намытом в гидроотвал грунте вдоль верхового откоса дамб предыдущего яруса.