Способ укладки хвостов обогащения Российский патент 2023 года по МПК E02B7/06 

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений и может быть использовано при формировании хвостохранилищ на горно-обогатительных предприятиях.

В настоящее время в связи с увеличением добычи и переработки полезных ископаемых существенно растут количество и объемы хвостохранилищ, используемых для складирования хвостов обогащения. При этом доля их заполнения хвостами часто остается невысокой, что влечет увеличение площади нарушенных земель и усложняет их рекультивацию. Особенно низкий коэффициент заполнения хвостохранилищ характерен для предприятий, разрабатывающих россыпные месторождения. При разработке россыпи ежегодно сооружается в среднем 2-3 хвостохранилища (илоотстойника), с заполнением их хвостами обогащения на 30-50%. Вместе с тем, в связи с усложнением технологических схем обогащения полезных ископаемых и, как следствие, конструкции промывочных приборов их перенос от одного хвостохранилища к другому приводит к большим потерям времени и простоям оборудования. Поэтому повышение коэффициента заполнения хвостохранилищ, в первую очередь на россыпных месторождениях, является актуальной задачей.

Для повышения коэффициента заполнения хвостохранилищ и ускорения начала рекультивационных работ его разбивают на секции (SU №1052614 МПК Е02В 7/06, SU №1656926 МПК Е02В 7/06, SU №1783045 МПК Е02В 7/06). Однако рекомендуемые схемы расположения секций и порядок их заполнения не всегда приемлемы для условий разработки россыпных месторождений в связи с небольшими параметрами хвостохранилищ, отсутствием организованного (в т.ч. по трубопроводам) и рассредоточенного сброса хвостов, а также невозможностью управления составом последних (в т.ч. отношением Ж:Т).

Известен способ намыва хвостохранилища (SU №1573079, МПК Е02В 7/06, опубл. 23.06.1990, Бюл. №23), включающий образование секций посредством дамб, ограждений, заполнение их хвостами из выпусков распределительного пульпопровода, сброс осветленной воды через водосборный колодец и последующую рекультивацию. При этом образование секций начинают с самой дальней от водосбросного колодца и образование последующей секции осуществляют после заполнения предыдущей. Данный способ принят за прототип.

Общими признаками прототипа с заявленным техническим решением являются образование в хвостохранилище секций посредством дамб, ограждений, поочередное заполнение секций хвостами, начиная от самой дальней от водосбросного (водозаборного) устройства, сброс (забор) осветленной воды и последующая рекультивация поверхности.

При формировании небольших хвостохранилищ с неуправляемым сбросом хвостов с промприборов на россыпных месторождениях данный способ трудноосуществим и приведет к большим дополнительным затратам.

Задача заявляемого изобретения заключается в разработке способа укладки хвостов обогащения.

Технический результат заявляемого изобретения: упрощение порядка складирования хвостов, повышение коэффициента заполнения хвостохранилищ и степени осветления оборотной воды, а также создание благоприятных условий для формирования водотока на рекультивируемой поверхности.

Указанный технический результат достигается тем, что способ укладки хвостов обогащения, включает образование секций посредством дамб, ограждений, поочередное заполнение их хвостами, начиная с самой дальней от водозаборного устройства секции, забор осветленной воды и последующую рекультивацию, согласно изобретению, формирование секций начинают от нижней ограждающей дамбы путем отсыпки поперечных дамб, не смыкающихся с противоположным от места выпуска хвостов берегом, и после заполнения большей части секций хвостами переносят водозаборное устройство к нижней ограждающей дамбе. Поперечные дамбы отсыпаются из хвостов обогащения крупной фракции. Поперечные дамбы отсыпают и наращивают в длину одновременно со складированием хвостов обогащения в данную секцию.

Хвостохранилище, начиная от нижней ограждающей дамбы, делится на секции, которые формируются поочередно поперечными дамбами, не смыкающимися с противоположным от места выпуска хвостов берегом, и после заполнения хвостами большей части секций водозаборное устройство переносят к нижней ограждающей дамбе. При этом поперечные дамбы отсыпают хвостами обогащения крупной фракции одновременно с укладкой хвостов мелких фракций в данную секцию.

Создание первой секции у нижней ограждающей дамбы позволяет в начале эксплуатации хвостохранилища усилить кольматацию хвостами (эфелями) тела ограждающей дамбы с уменьшением фильтрационных утечек через нее и упрощением заполнения хвостохранилища до проектных отметок. При этом вместимость первой секции за счет ее глубины максимальная, что позволит упростить ввод в эксплуатацию обогатительного оборудования.

За счет расположения водозаборного устройства в самой удаленной от нижней ограждающей дамбы верхней части хвостохранилища обеспечивается максимальная длина транзитного потока с наиболее высокой степенью осветления оборотной воды.

Отсыпка поперечных дамб не на всю ширину хвостохранилища позволяет сформировать протяженный пруд отстойник у противоположного месту выпуска хвостов берега.

Перенос водозаборного устройства к нижней ограждающей дамбе после заполнения большей части секций хвостами обеспечивает удлинение транзитного потока и увеличение коэффициента использования пруда-отстойника и, как следствие, повышение степени осветления оборотной воды.

Использование для отсыпки поперечных дамб крупной фракции хвостов обогащения позволяет уменьшить площадь нарушенных земель и улучшить условия рекультивации.

Отсыпка поперечных дамб одновременно со складированием хвостов обогащения в данную секцию на откос эфельного отвала позволяет уменьшить поперечные параметры дамб и сократить потери вместимости хвостохранилища за счет уменьшения объема подводной части их тела.

Отличия от прототипа доказывают новизну изобретения.

Из уровня техники известны признаки, сходные с отличительными признаками заявленного способа, однако они не являются идентичными и не позволяют в отдельности достичь технический результат.

Известны способы подачи хвостов к нижней ограждающей дамбе с размещением водосбросного (водозаборного) устройства в удаленной верхней части хвостохранилища (Нурок Г. А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. - М.: Недра - 1995. С. 88). Однако в этих случаях не предусматривается деление хвостохранилища на секции и поочередное их заполнение. При этом перенос водосбросного (водозаборного) устройства по мере заполнения хвостохранилища осуществляется в одном направлении - с удалением от ограждающей дамбы. В заявленном техническом решении водозаборное устройство переносится ближе к ограждающей дамбе.

Известен способ создания хвостохранилища (SU №1030266 МПК В65 63/00), однако целью таких способов является либо дополнительное извлечение полезных компонентов, либо наращивание ограждающей дамбы с подъемом распределительного пульповода.

Использование хвостов крупных фракций в заявленном техническом решении позволяет уменьшить площадь нарушенных земель, упростить рекультивацию хвостохранилища за счет перемешивания при планировке поверхности крупных и мелких фракций с сокращением тем самым ее водной и ветровой эрозии, а также снизить потери вместимости хвостохранилища за счет заполнения пор в дамбах хвостами мелких фракций.

Таким образом, из уровня техники неизвестно влияние сходных с отличительными признаков на достигаемый технический результат, заключающийся в повышении степени осветления оборотной воды за счет максимального удаления мест сброса хвостов от водозаборного устройства и в формировании продольной выемки вдоль хвостохранилища для последующего восстановления естественного водотока.

Следовательно, заявленный способ соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен план хвостохранилища на момент заполнения хвостами первой секции, где:

1 - контур хвостохранилища;

2 - нижняя ограждающая дамба;

3 - отвал мелкой фракции хвостов обогащения (эфеля);

4 - водозаборная насосная станция;

5 - трубопровод оборотной воды;

6 - промывочный прибор;

7 - струенаправляющая дамба;

8 - отвал хвостов крупной фракции (галя);

9 - поперечная дамба;

10 - секции хвостохранилища.

На фиг. 2 представлен план хвостохранилища после переноса водозаборного устройства к нижней ограждающей дамбе, где позиции 1-9 те же, что и на фиг 1.

11 - рекультивированный участок хвостохранилища.

Способ укладки хвостов обогащения осуществляется следующим образом.

При разработке россыпей хвостохранилище 1 чаще всего размещают либо в продольных выработках, либо в долинах небольших водотоков (распадках) с использование для подпора воды ограждающей дамбы 2 (фиг. 1). Хвостохранилище используется для складирования хвостов обогащения мелких фракций (эфелей) - 3, а также осветления оборотной воды, которая с помощью водозаборного устройства (насосной станции) - 4 по трубопроводу 5 подается на промывочный прибор 6. С целью сокращения фильтрационных утечек из хвостохранилища 1 через ограждающую дамбу 2 первоначально хвосты обогащения (эфеля) - 3 подаются к мокрому откосу дамбы с помощью струенаправляющих дамб 7 самотеком либо с использованием пульпопровода. После формирования пляжной зоны у места выпуска хвостов в хвостохранилище с использованием хвостов крупной фракции (гали) 8 начинается отсыпка первой поперечной дамбы 9, которая наращивается в длину по мере заполнения секции - 10 (пространство между дамбами 2 и 9). Поперечная дамба наращивается до момента прекращения самотечного поступления хвостов из-за уменьшения угла наклона пляжной зоны (при самотечной подаче хвостов), либо при достижении расчетной ширины пруда-отстойника (между торцом дамбы и бортом хвостохранилища). Водозаборное устройство располагается в наиболее удаленной от места сброса хвостов верхней части хвостохранилища, куда, как правило, поступает и свежая (подпиточная) вода.

После заполнения первой секции струенаправляющая дамба переносится, хвосты обогащения направляются во вторую секцию и процесс заполнения хвостохранилища с созданием второй поперечной дамбы продолжается.

После заполнения большей части поперечных секций водозаборное устройство 4 переносится к нижней ограждающей дамбе - 2 (фиг. 2). К этому моменту могут начинаться рекультивационные работы на заполненной части хвостохранилища 11. Рекультивационные работы будут заключаться в планировке пляжной зоны гидроотвала и гребней поперечных дамб с перемешиванием крупно и мелкозернистых фракций хвостов.

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений и может быть использовано при формировании хвостохранилищ на горно-обогатительных предприятиях. Способ укладки хвостов обогащения включает образование секций 10 посредством дамб, ограждений, поочередное заполнение их хвостами, начиная с самой дальней от водозаборного устройства 4 секции, забор осветленной воды и последующую рекультивацию, причем формирование секций 10 начинают от нижней ограждающей дамбы 2 путем отсыпки поперечных дамб 9, не смыкающихся с противоположным от места выпуска хвостов берегом, и после заполнения большей части секций 10 хвостами переносят водозаборное устройство 4 к нижней ограждающей дамбе 2. Поперечные дамбы 9 отсыпают из хвостов обогащения крупной фракции. Поперечные дамбы 9 отсыпают и наращивают в длину одновременно со складированием хвостов обогащения в данную секцию. Технический результат: упрощение порядка складирования хвостов, повышение коэффициента заполнения хвостохранилищ и степени осветления оборотной воды, а также создание благоприятных условий для формирования водотока на рекультивируемой поверхности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ укладки хвостов обогащения, включающий образование секций посредством дамб, ограждений, поочередное заполнение их хвостами, начиная с самой дальней от водозаборного устройства секции, забор осветлённой воды и последующую рекультивацию, отличающийся тем, что формирование секций начинают от нижней ограждающей дамбы путём отсыпки поперечных дамб, не смыкающихся с противоположным от места выпуска хвостов берегом, и после заполнения большей части секций хвостами переносят водозаборное устройство к нижней ограждающей дамбе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поперечные дамбы отсыпаются из хвостов обогащения крупной фракции.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что поперечные дамбы отсыпают и наращивают в длину одновременно со складированием хвостов обогащения в данную секцию.