Способ захоронения токсичных промышленных отходов Советский патент 1992 года по МПК B09B1/00 

Изобретение относится к охране окружающей среды.

Цель изобретения - снижение загрязнения природной среды.

Пример. Для захоронения токсичных промышленных отходов производят бурение крупных вертикальных выработок с последующее порционной засыпкой отходов, причем бурение выработок производят на выположенных вершинах отвалов, образующихся при складировании отходов угледобычи при подземной разработке месторождений бурого угля, размещающихся в пластичных глинистых породах, на расстоянии не менее 2 м одна от другой, пробуренных с учетом сохранения толщи отходов угледобычи в нижней части отвалов не менее 5 м, а уплотнение захороняемых

бтходов после засыпки каждой порции производят трамбовками до нижней границы деятельного слоя с последующими порционной засыпкой и уплотнением выбуренной породой оставшейся устьевой части выработки.

Отвалы отходов угледобычи имеют форму гряд или конусов высотой до 35--40 м. По истечении 3-5 лет после отсыпки они приобретают в результате интенсивного выветривания отдельных элементов отвалов достаточно стабильный профиль с оыположенной вершиной, плавными линями склонов, обеспечивающими активность сброса талых и дождевых вод и устойчипое равно весие массива отвала.

Объем отвала 640 гыс.м; 1к1.)мя грлдп образования высотой 28 м.

Исходными материалами для образования отходов угледобычи служат залегающие в подошве угольного пласта черные, углистые, сухарные каолинитовые и сероватозеленые жирные, пластичные глины.

По фациальной принадлежности глины относятся к контитентальным озерно-болотным и пойменным образованиям. Основными породообразующими минералами являются гидрослюда и каолинит. Содержание глинистых фракций в гранулуметрическом составе изменяется до 28 до 77%, объемная масса - от 1,98 до 2,24 т/м . Потери при прокаливании за счет выгорания тонкорассеянных углефицированных частиц составляют 9,8-15,3%. По данным химических анализов глины являются основным, реже высокоосновным сырьем. Другим компонентом отходов угледобычи является бурый уголь, гумусовый и сапропеле-гумусовый с зольностью 30-40%.

Изучение температурно-влажностного режима в отвалах угледобычи позволяет установить, что на глубине 8,5-9,2 м фиксируется температура, равная среднегодовой для данной территории, и далее она сохраняется практически постоянной, изменяясь от 11,3 до 12°С, Изотермы в верхней части отвала располагаются в общем согласно профилю отвала. Максимальная температура в поверхностном слое составляет 23°С.

Естественная влажность глинистых отходов угледобычи изменяется в пределах 21-29%, обеспечивая их тугопластичную консистенцию, реже мягкопластичную. Гранулометрический состав характеризуется содержанием частиц менее 0,001 м от 21,3 ,до41,9%. Потери при прокаливании составляют 20,6-35,3% независимо от глубины отбора. Коэффициент фильтрации имеет значения от 0,001 до 0,0001 м/сут, т.е. породы оцениваются как практически водонепроницаемые.

Разбивку сетки скважин на вершине отвала на расстоянии 2 м одна от другой и ориентировочную оценку объемов токсичных отходов, подлежащих захоронению, рассчитывают по формуле

V (5 + hi)Sk, м где V - объем отходов для захоронения,

п - количество скважин, 492 шт;

Н - высота отвала, 28 м,5 - мощность нижней толщи отвала глинистых породе коэффициентом фильтрации менее 0,001 м/сут;

hi - мощность деятельного слоя, учитывающая нормативную глубину сезонного промерзания грунтов на открытой, оголенной от снега площадке, 2 м;

S - площадь сечения выработки, 0,2

k- коэффициент, учитывающий перемещение при трамбовании отсьшаемых отходов в околоскважинное пространство, сложенное пластичными породами, равный 2,5.

Ориентировочный объем захороняемых отходов составляет около 5,2 тыс.м .

Прокладку ведут по спирали подъездного пути протяженностью 0,8 км для транспортировки буровой установки и автомашин с токсичными промышленными отходами.

Бурение скважин осуществляют шнековым способом по глубину 2,3 м, засыпку отходов ведут порциями по 0,7 м и уплотнениями пирамидальными трамбовками массой 150 кг до отметки, обеспечивающей перемещение в околоскважинное пространство не менее 60% от общей массы каждой порции и уплотнение вмещающих пород.

0 Устьевую часть скважины засыпают выбуренной породой. Маркируют каждую скважину колышком с указанием ее номера и уровня поверхности.

Имеющаяся геологическая изученность

5 разрабатываемых месторождений в отличие от известного способа исключает необходимость значительных затрат времени и средств на выбор геологически пригодных участков.

0 Ожидаемый технический эффект заключается в повышении производительности работ по захоронению. Это преимущество обеспечивается за счет того, что при трамбовании отсыпаемых отходов происходят их

5 перемещение в околоскважинное пространство и уплотнение вмещающих пород. Ориентировочно этот прирост удельной емкости скважин может обеспечить увеличение объемов захороняемых отходов в 2-3 раза относительно известного способа.

Экологический эффект заключается в том, что средой захоронения служат практически воднепроницаемые анаэробные

5 грунты с повышенной сорбционной способностью за счет высокого содержания дисперсных углистых частиц в глинах, а само захоронение размещается выше уровня подземных вод и в условиях сравнительно

0 постоянного температурно-влажностного режима. Кроме того, размещение захоронений в отвалах угледобычи исключает необходимость отторжения земель как ранее уже отторгнутых и выведенных из естественных условий производственной деятельностью шахт.

Применение предлагаемых пирамидальных трамбовок обусловливает перемещение захороняемых отходов в околоскважинное пространство, а следовательно, приводит не только к увеличению объемов отходов, но и к формированию зоны уплотненных глинистых грунтов, более надежно изолируюидей участок захоронения (резко снижается коэффициент фильтрации, возрастает сорбция углистых глин и т.д.).

Формула изобретения 1. Способ захоронения токсичных промышленных отходов, включающий бурение вертикальных скважин и порционную засыпку в них отходов с уплотнением путем тромбования, отличающийся тем, что, с целью снижения загрязнения природной среды, бурение вертикальных скважин производят в отвалах глинистых отходов угледобычи с коэффициентом фильтрации не более 0,001 м/сум до глубины, обеспечивающей сохранность толщи грунта в нижней части отвала не менее 5 м.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что сКважины располагают на выположенных вершинах отвалов.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающий с я тем, что, с целью увеличения объема захоронения, тромбование осуществляют пирамидальной трамбовкой.

4.Способ по пп. 1-3, отличающийс я тем, что для засыпки устьевой части скважины используют выбуренную породу отвалов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. С целью снижениязагрязнения природной среды в способе, предусматривающем бурение вертикальных скважин и порционную засыпку в них отходов с уплотнением путем тромбования, скважины бурят в отвалах глинистых отходов угледобычи с коэффициентом фильтрации не более 0,001 м/сут до глубины, обеспечивающей сохранность толщи грунта в нижней части отвала не менее 5 м. Скважины располагают на выположенных вершинах отвалов, для засыпки устьевой части скважины используют выбуренную породу отвалов, а для увеличения обьема захоронения тромбование отходов при засыпке осуществляют пирамидальной тромбовкой.