Технология складирования твердых отходов.
В зависимости от состояния образующихся твердых отходов различают гидравлический и сухой способы складирования.
Гидравлический способ применяют для отходов, образующихся при мокром способе обогащения; пылей, золы ТЭС, улавливаемых мокрым способом; шламов и других промышленных отходов, находящихся в насыщенном водой состоянии. Этот способ заключается в транспортировании пульпы по трубопроводам (пульповодам) с помощью насосов и выпуске ее в хранилище.
Пульпой называется смесь твердых частиц и воды. Основной характеристикой ее является консистенция — соотношение массы твердых частиц и жидкости (Т:Ж). Т:Ж зависит от типа отходов, технологии образования и может колебаться в больших пределах, например, от 1:1 до 1:30 и более.
Хранилища отходов представляют собой гидроотвалы, хвостохранилища, шламохранилища, шламонакопители и т.д.
В зависимости от топографических условий местности различают следующие типы хранилищ:
- балочные,
- пойменные,
- косогорные,
- равнинные,
- котлованные.
Для образования емкости любого типа хранилища, кроме котлованного, требуется устройство ограждающих дамб или плотин. Балочные хранилища устраивают в балках или оврагах перегораживанием их дамбой или плотиной, пойменные и косогорные — ограждением дамбами с двух-трех сторон в зависимости от рельефа, равнинные хранилища ограждают по периметру.
Хранилище содержит в своем составе ограждающую дамбу, надводный пляж, пруд-отстойник, подводный пляж, пульповоды, водосбросные колодцы, водоспускные коллекторы, канаву, насосные станции (рисунок 8.7).
Рисунок 8.7. Типы хранилищ отходов:
а) балочное; б) равнинное; в) пойменное; г) косогорное
1 — дамба; 2 — надводный пляж; 3 — пруд-отстойник; 4 - водосбросной колодец; — водоспускной коллектор; 6 — канава; 7 — плавучая насосная станция
Рисунок 8.8. Схемы заполнения хранилища отходов:
а) односторонний замыв балочного хранилища; б) кольцевой замыв равнинного хранилища
1 — первичная дамба; 2 — вторичная дамба; 3 — распределительный пульповод; 4 — выпуск; 5 — надводный пляж; 6 — пруд-отстойник; 7 — водосбросной колодец; 8 — водоспускной коллектор; 9 — канава; 10 — плавучая насосная станция
Заполнение хвостохранилища может быть односторонним и кольцевым. При одностороннем замыве сброс пульпы происходит от дамбы к берегам, при кольцевом — по периметру дамбы (рисунок 8.8). Конструкция ограждающей дамбы зависит от рельефа местности, пород основания, объема хранилища. При ее устройстве максимально используют складируемые отходы. Ограждающая дамба состоит из первичной и вторичных дамб. Первичную дамбу устраивают высотой 5 — 10 м из местных материалов, вскрышных пород и др. Она предназначена для устройства хранилища первой очереди. Вторичные дамбы устраивают высотой до 3 м из отходов (хвостов) отсыпкой строительными механизмами из материала надводного пляжа. Пульповоды располагают по гребню ограждающих дамб, сброс пульпы в хранилище осуществляется с помощью рассеивающих выпусков или торцевым способом.
На надводном пляже происходит фракционирование складируемых отходов по плотности и крупности.
У места выпуска пульпы откладываются более крупные и тяжелые частицы, а в пруд попадают самые мелкие и легкие. В пруде происходит осветление сбросной воды, которая с помощью водосбросных колодцев и водоспускных коллекторов отводится из хвостохранилища, а затем с помощью насосной станции перекачивается в оборотную систему водоснабжения предприятия.
Хранилища отходов занимают большие территории нередко сельскохозяйственных земель, в них происходит пыление подсохших поверхностей надводных пляжей, наблюдается подтопление прилегающих территорий и загрязнение подземных вод.
Для борьбы с пылением поверхностей пляжей предусматривают их орошение и обводнение, намыв глинистых экранов, химическое закрепление пылящих отходов. Для защиты от подтопления устраивают канавы, продольные дренажи. Для защиты подземных вод от загрязнения предусматривают противофильтрационные мероприятия.
Сухой способ складирования отходов зависит от вида используемого транспорта.
Для промышленных предприятий наибольшее распространение получил автомобильный транспорт. В горнодобывающей промышленности при большом расстоянии транспортировки используют также железнодорожный транспорт. Отвалообразование отходов угледобычи производят также с помощью опрокидывающихся вагонеток (скипов) с канатной откаткой их по наклонным рельсовым путям, а также с помощью канатных подвесных дорог, конвейерного транспорта.
При использовании автомобильного и железнодорожного транспорта отвалы устраивают плоскими, платообразными, одноярусными, многоярусными, терассированными высотой 30 — 100 м. Отсыпка производится слоями толщиной 1,0 — 1,5 м с уплотнением самим автотранспортом за счет нескольких проходок или уплотняющими катками. Отходы могут отсыпаться из кузовов или перегрузкой конвейерными отвалообразователями, экскаваторами, бульдозерами, скреперами и другой техникой. Разгрузочные пути устраивают веерообразно с тупиками или по кольцу. По мере отсыпки породы их перекладывают.
Отсыпка отвалов с помощью опрокидывающихся вагонеток производится откаткой и по наклонным рельсовым путям.
Угол подъема вагонеток и соответственно крутизна откоса отвала составляет =20°. По мере отсыпки отвала наклонные пути наращивают. Такие отвалы называют коническими (терриконы). Отсыпка может производиться одновременно в несколько отвалов попеременно (групповые отвалы). Схемы откатки вагонеток могут быть однопутными и двухпутными. Конические отвалы ограничивают производительность складирования и применяются при небольшом расстоянии транспортировки (рисунок 8.9).
Рисунок 8.9. Схема террикона хранилищ отходов.
Отвалы с применением ленточных конвейеров обеспечивают большую производительность. Наибольшее распространение получили отвалы с постепенно удлиняемыми ленточными конвейерами и консольным секторным поворотом.
Отвалы с канатными подвесными дорогами устраивают с помощью возвратно-поступательного движения вагонеток.
Одна вагонетка находится на погрузке, другая — на разгрузке.
Отвалы могут быть:
- конусные, которые формируются при одной конечной мачте;
- штабельные — с помощью нескольких мачт;
- однолучевые и многолучевые.
Высота отвалов обычно 15 — 30 м. Отвальный метод складирования требует больших первоначальных капитальных затрат на сооружение мачт (рисунок 8.10).
При отсыпке отвалов на полную высоту без послойной укатки происходит сегрегация материала — разделение по крупности по высоте отвала. В верхней части откладываются более мелкие и легкие фракции материала, а вниз скатываются более крупные и тяжелые.
Рисунок 8.10. Схемы отвалов с канатными подвесными дорогами хранилищ отходов:
а) конусные; б) штабельные
1 — отвал; 2 — вагонетка; 3 — лебедка; 4 — канатная подвесная дорога; 5 — мачта
