Способ создания экрана ложа хвостохранилища Советский патент 1992 года по МПК A01B79/02 C09K17/00 

Изобретение относится к гидротехническому строительству.

Известны способы создания экранов ложа хвостохранилищ, состоящие из традиционных экранирующих материалов - суглинков, глин.

Недостатками этих способов являются необходимость послойной укатки строительного материала катками при формировании тела экрана хвостохранилища; значительная трудоемкость работ при создании экрана.

Наиболее близким к изобретению является способ создания экрана, включающий намыв водонепроницаемого слоя из хвостов обогащения, устройство в дамбах водосливных сооружений, удаление осветленной воды, распыление раствора сополимера метакриловой кислоты с мета- криламидом и естественную сушку.

Недостатком способа являетйя более высокая стоимость применяемого состава для придания экрану эластичности.

Цель изобретения - снижение трудозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что экран ложа хвостохранилища, включающий каолиновые отходы обогащения, вместо сополимера метас содержит сополимер акрилата, акриламида и акрилонитрила при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Акрилат1,5-2,5

Акриламид натрия1,0-1,5

Акрилонитрил0,5-1,0

ВодаОстальное.

Отличительным признаком предлагаемого решения является то, что экран из каолиновых отходов обогащения дополнительно покрывается гидролизированным полиакрилонитрилом, являющимся сополимером акрилита, акриламида натрия и акрилонитрила. Сополимер с процентным соотношением указанных выше составных компонентов обладает хорошей способностью к структурообразованию и приданию экрану эластичности, что снижает фильтрацию воды через экран.

Экранирование ложа хвостохранилища с использованием предлагаемого способа

ЈЛ

С

ч

00

Јь «

ю

00

рассмотрено на примере строительства хво- стохранилища равнинного типа Верхнеднепровского горнометаллургического (ВДГМК) Днепропетровской области.

В основании ложа находятся пески, имеющие коэффициент фильтрации 2х см/с, что не удовлетворяет требованиям СНиП, согласно которым коэффициент фильтрации (Кф) должен быть не более 1 КГсм/с. Для осуществления предлагаемого способа на промплощадке комбината в металлической емкости объемом 5000 л предварительно готовится раствор в следующей последовательности. Первоначально емкость заполняется водой до объема 4850- 4750 л, затем в этот объем добавляется гид- рол изированны и полиакрилонитрил, являющийся сополимером акрилата, акри- ламида натрия и акрилонитрила (акрилата - 75-125 кг, акриламида натрия - 50-75 кг, акрилонитрила - 25-50), который в промышленности выпускается под техническим названием Типам. Сополимер акрилата, акриламида натрия и акрилонитрила обладает хорошим структурообразующим свойством в соотношении компонентов 50:30:20.

После перемешивания в течении 3-5 мин, раствор перекачивается в бак автомобиля, оборудованного на базе БелАЗ-540 и состоящего из резервуара, компрессора, гидромонитора - оросителя.

Напыление раствора, состоящего из сополимера акрилата, акриламида натрия и акрилонитрила 3-5% (акрилат 1,5-2,5%, ак- риламид натрия 1-1,5%, акрилонитрил - 0,5-1,0% и воды - 97-95%) производится на ранее сформированный водонепроницаемый слой, состоящий из отходов обогащения ильменитовой руды - каолиновых глин, имеющих коэффициент фильтоации при влажности 40-60% Кф см/с. Глины поступают по пульпопроводу из старого хвостохранилища ВДГМК, находящегося на расстоянии 500 м от создаваемого. При этом для перекачки пульпы используется земснаряд. В последующем пульповод будет использован для транспортирования отходов обогащения с обогатительной фабрики.

Формирование экрана ложа хвостохранилища производится следующим образом. В процессе строительства дамб хвостохранилища в их теле устраивают водосливные сооружения, представляющие собой металлические трубы, диаметр которых при объеме осветленной воды 1,28 млн.м , времени слива осветленной воды из карты хвостохранилища 259200 сек (3 сут) и скорости ис

течения осветленной воды через водосливное окно 1,0 м/с составляет 1,25 м.

Объем осветленной воды определяется при среднем соотношении твердого компонента к жидкому 1:4, общем объеме пульпы 1,6 млн.м3, определяемой исходя из площади хвостохранилища 1 млн.м3 и средней толщины водонепроницаемого слоя, равной 0,4 м.

0 Высота укладки труб при максимальной отметке ложа хвостохранилища 250,8 м и минимальной 250,3 м и минимальной высоте водонепроницаемого слоя, обеспечивающей необходимые фильтрационные

5 свойства экрана - 0,3 м, равна 0,80 м.

Намыв водонепроницаемого слоя производится после завершения строительства дамб с помощью земснаряда, находящегося на действующем хвостохранилище ВДГМК

0 и системы пульповодов до достижения средней высоты слоя 0,4 м.

После заполнения хвостохранилища объемом пульпы, равным 1,28 млн.мав течении 2 сут происходит осветление воды, За5 тем с помощью заслонок, которые имеют водосливные сооружения в течении 3 суток производится слив воды.

Далее начинается непосредственное покрытие экрана путем напыления раствора

0 при движении вышеописанной установки на базе БелАЗ-540 по периметру карт хвостохранилища. Нанесение сополимера за счет его структуры придает экрану эластичность при сушке, что позволяет избежать

5 его растрескивание и нарушение герметичности.

Для определения оптимального состава раствора построен график изменения фильтрационных свойств экрана (Кф) и стоимости

0 раствора (Ц) от процентного содержания сополимера в воде (С).

На чертеже видно, что нижний предел оптимальной области содержания сополимера в каолиновых глинах равен 3%, по5 скольку при меньших его значениях коэффициент фильтрации резко возрастает. Верхний предел содержания сополимера в каолиновых глинах равен 5,0%, т.к. при дальнейшем его увеличении коэффициент

0 фильтрации снижается незначительно, а стоимость раствора резко увеличивается. Таким образом оптимальное количество сополимера, введенное в отличительную часть формулы, составляет 3-5%.

5 Коэффициент фильтрации определяется в приборе Ф-1М (водонепроницаемость определялась в кольце объемом 150 см3); а расход профильтровавшейся воды устанавливался по повышению уровня воды в одном пьезометре или по повышению в

другом. Размеры колец и пьезометрических трубок были выбраны в соответствии с исследуемым материалом (каолиновые отходы обогащения), обладающим слабопроницаемыми свойствами.

После завершения покрытия экрана сополимером акрилата, акриламида и акрило- нитрила производится естественная сушка слоя до влажности 40-50%. После сушки на поверхности образуется твердый структурный каркас каолиновых глин толщиной от 5 до 10 см, водонепроницаемый слой приобретает оптимальные параметры (Кф

v5

ю-410 см/с) и способен работать как экран, исключающий фильтрацию воды из хвостох- ранилища.

По окончании сушки намывается защитный слой из песка мощностью 0,2 м.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ создания экрана позволяет сни

зить капитальные затраты на хвостовое хозяйство.

Формула изобретения

Способ создания экрана ложа хвостох- 5 ранилища, включающий намыв водонепроницаемого слоя из каолиновых отходов обогащения, поделку в дамбах хвостохрани- лища водосливных сооружений, удаление осветленной воды, распыление водного рас- 10 твора сополимера и естественную сушку до 40-60% влажности, отличающийся тем, что, с целью снижения трудозатрат, в качестве водного раствора сополимера используют сополимер акрилата, акриламида 15 и акрилонитрила при следующем соотношении компонентов, мас.%:

акрилат1,5-2,5;

акриламид натрия1,0-1,5;

акрилонитрил0,5-1,0;

20 водаостальное.

Использование: гидротехническое строительство. Сущность изобретения: на ложе хвостохранилища намывают экран из каолиновых отходов обогащения. В процессе строительства дамб хвостохранилища в их теле устраивают водосливные сооружения. Удаляют осветленную воду. На поверхность экрана распыляют водный раствор сополимера акрилата, акриламида и акрило- нитрила при следующем соотношении компонентов, мас.%: акрилат 1,5-2,5, акри- ламид натрия 1,0-1,5, акрилонитрил 0,5-1,0, вода - остальное. Способ позволяет получить эластичный водонепроницаемый экран. 1 ил.

Ц,

1Ч.О

iO.O

Редактор А. Бер

-to 2.0 50

Составитель И. Гуляник Техред М.Моргентал

АО

С,% Корректор Л. Ливринц