(хвостохр). 2. Хвостохранилище Айхальского горнообогатительного комбината 3 Природноклиматические характеристики района 3 Инженерногеологическая характеристика 4

• Название: 2. Хвостохранилище Айхальского горнообогатительного комбината 3 Природноклиматические характеристики района 3 Инженерногеологическая характеристика 4
• Дата: 11.04.2023
• Размер: 183.79 Kb.
• Имя файла: (хвостохр).docx
• Тип: Документы; #1052777

Оглавлени


1.Исходные данные 2

2. Хвостохранилище Айхальского горно-обогатительного комбината 3

2.1. Природно-климатические характеристики района 3

2.2. Инженерно-геологическая характеристика 4

2.3. Гидрологическая сеть рассматриваемого района 5

3. Состав сооружений хвостового хозяйства накопителей промышленных отходов 6

4. Проектирование параметров накопителя 7

4.1. Определение ёмкости, необходимой для складирования отходов в течение заданного срока эксплуатации 7

4.2. Определение скорости движения воды в прудке и длины прудка 9

5. Проектирование первичной ограждающей дамбы 11

5.1. Отметка гребня ограждающей дамбы 11

5.2. Фильтрационные расчеты ограждающей дамбы 12

6. Проектирование системы гидротранспорта 12

6.1. Определение критической скорости транспортирования 12

7. Система оборотного водоснабжения 12

8. Требования к качеству оборотной воды 12

9. Природоохранные мероприятия 12

10. Список литературы 12

Приложения 12

Исходные данные

• 
  Хвостохранилище первой очереди обогатительной фабрики №14 Айхальского ГОК.
  
• 
  Выход хвостов
  
• 
  Отметка дна
  
• 
  Отметка уровня воды в прудке
  
• 
  Срок эксплуатации
  
• 
  Отношение пульпы твердая/жидкая =
  

1. Введение

Хвостохранилище – комплекс специальных сооружений и оборудования, предназначенный для хранения или захоронения радиоактивных, токсичных и других отвальных отходов обогащения полезных ископаемых, именуемых хвостами. На горно-обогатительных комбинатах из поступающей добытой руды получают концентрат, а отходы переработки помещают в хвостохранилище.

Хвостохранилища сооружают на некотором расстоянии от горно-обогатительной фабрики, в понижениях рельефа: котловинах, ущельях, распадках. Из хвостов намывается дамба, которой огораживается хвостохранилище. При отстаивании идет разделение на осадочную твердую фазу хвостов и воду. Вода вторично используется горно-обогатительной фабрикой или очищается и сбрасывается в стоки. Для улучшения процесса разделения фаз могут применяться реагенты – коагулянты и флокулянты.

Хвостохранилища могут классифицироваться:

1. 
   По способу возведения:
   

• 
  бесплотинное;
  
• 
  плотинное, где ограждающее сооружение возводится на полную высоту;
  
• 
  хвостохранилище постепенного возведения, в котором сначала возводят первичную дамбу небольшой высоты, а затем наращивают хвостохранилища дамбами вторичного обвалования.
  

2. 
   По рельефу:
   

• 
  овражные – располагаются в оврагах, перегороженных дамбой;
  
• 
  равнинные – устраиваемые на местности и ограждаемые по всему периметру;
  
• 
  овражно-равнинные – устраиваются на равнинах, пересеченных оврагами, которые перекрываются дамбами, на равнине – обваловываются;
  
• 
  пойменные – располагаются на поймах рек с обвалованием с 2-3-х сторон в зависимости от рельефа;
  
• 
  косогорные – устраиваются на участках, ограждаемых с 3-х сторон дамбами, с 4-ой стороны – косогором;
  
• 
  котлованные – располагаются в котлованах отработанных карьеров;
  
• 
  котловинные – располагаются в котловинах.
  

По типу Хвостохранилище ОФ№14 Айхальского Гока относится к овражному, намывному, постепенного возведения.

2. Хвостохранилище Айхальского горно-обогатительного комбината

В курсовом проекте рассматривается проектирование хвостохранилища первой очереди обогатительной фабрики №14 Айхальского ГОК.

Район строительства хвостохранилища расположен в Северо-Восточной части Среднесибирского плоскогорья, в Республике Саха (Якутия) в 485 км к северу от города Мирный

2.1. Природно-климатические характеристики района

Климат в районе расположения ГТС резко-континентальный, с суровой

продолжительной зимой и коротким, сравнительно теплым летом. Переходные сезоны короткие. Многолетняя среднегодовая температура воздуха составляет -10,9°С. Абсолютный минимум температур -58 °С наблюдается в январе, абсо­лютный максимум +32,6 °С в июле.

Средняя продолжительность морозного периода 254 суток в году. Пере­ход среднесуточной температуры через 0°С летом происходит в начале июня, осенью в конце сентября.

Осадки в районе хвостохранилища распределены в течение года неравно­мерно. Среднегодовая сумма осадков составляет 346 мм. За короткий теплый период года выпадает около 65% осадков. Снежный покров держится 240-270 дней в году. К началу снеготаяния высота снежного покрова на закрытых уча­стках достигает 60 - 70 см.

Среднемноголетнее испарение с водной поверхности составляет 283 мм. Максимальная толщина ледяного покрова до 1,5 м. Сезонно-талый слой 0,2-5 м. В холодный период года преобладают ветры юго-западного, западного и се­веро-западного направлений, а в теплый период юго-западного и северо-­западного направлений.

Средняя скорость ветра в зимний период составляет 2,5-4,4 м/с. Наиболее ветреная погода наблюдается в весенне-летний период. В это время отдельные порывы ветра достигают 28 м/с.

Для данной климатической зоны характерно повсеместное распростране­ние многолетнемерзлых грунтов на глубину до 600 м и более.

2.2. Инженерно-геологическая характеристика

Местность в районе строительства хвостохранилища имеет холмисто-грядовый рельеф, с абсолютными отметками 400,0–650,0 м. Район строительства расположен в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, мощность слоя которого превышает 300–400 м. Мощность сезонно-талого слоя изменяется от 0,2 до 4–5 м в зависимости от наличия растительности, характера пород, экспозиции склонов и заболоченности участков.

Подмерзлотные воды находятся на глубине 520–650 м и являются напорными (до 270 м), высокоминерализованными.

В инженерно-геологическом отношении район строительства хвостохранилища характеризуется распространением с поверхности рыхлых четвертичных отложений, которые представлены толщей пестроцветных карбонатно-глинистых пород, сложенных мергелями, глинистыми известняками и доломитами. Известняки доломитизированные, по прочностным характеристикам относятся к полускальным породам. В кровле подвергнуты процессам выветривания, сильнотрещиноватые, разрушенные до состояния щебня. Трещины открытые, шириной до 2–3 см, заполнены льдом. Содержание льда достигает 30%. Зона сильной трещиноватости прослеживается в кровле скального массива на глубину от 0,5 до 6 м.

2.3. Гидрологические условия

Ручей Окаменелостей, в долине которого расположены ГТС, входит в гидрографическую сеть р.Сохсоолох, которая в свою очередь входит в сеть р. Марха, бассейна р. Вилюй. По типу ручей является горно-равнинным и имеет преимущественно снеговой тип питания. Его гидравлический режим сущест­венно зависит от количества осадков и динамики сезонного оттаивания.

Среднегодовой сток составляет 0,09 млн. м³ . Средняя скорость течения в межень ≈ 0,1 м/с, в период паводка до 1,61 м/с. Расход воды в межень 0,026 м³/с, в паводок до 0,36 м³/с. В зимний период сток прекращается, ручей полно­стью промерзает. Постоянный подрусловый талик в пределах русла ручья от­сутствует. Площадка ограждающей дамбы хвостохранилища на правом и левом борту долины ручья занимает частично плоские водораздельные пространства, частично коренные пологие склоны, первую надпойменную террасу, а также пойму ручья.


2.4 Сейсмические условия
Район расположения хвостохранилища ОФ № 14 в соответствии с «Изме­нением № 5» к СНиПа 11-7-81* «Строительство в сейсмических районах» отно­сится к зоне с сейсмичностью 5 баллов; район не сейсмичен.

3. Состав сооружений хвостового хозяйства накопителей промышленных отходов

В состав данного сооружения входят следующие гидротехнические сооружения:

1. Хвостохранилище I очереди:

• 
  дамба ограждающая;
  
• 
  дамба руслоотвода;
  
• 
  дамбы ограждающие западная и восточная;
  
• 
  разделительная дамба.
  

2. Хвостохранилище II очереди (маневровая емкость):

• 
  дамба маневровой емкости;
  
• 
  дамба сопрягающей емкости.
  

3. Система водоотвода (стока р. Сохсолоох и поверхностного):

• 
  руслоотводной канал р. Сохсолоох 1 и 2 очереди;
  
• 
  сопрягающая емкость;
  
• 
  нагорная канава I и II очереди.
  

4. Система гидротранспорта:

• 
  самотечный магистральный и распределительный пульповоды.
  

5. Система оборотного водоснабжения:

• 
  система оборотного водоснабжения на участке хвостохранилища I очереди, включающая плавучую насосную станцию в северном отсеке и водовод на ОФ-14;
  
• 
  система оборотного водоснабжения на участке маневровой емкости, включающая сифонный водозабор, насосную станцию и водовод в хвостохранилище I очереди.
  

6. Система водосбросных сооружений:

• 
  сифонный водосброс из 2-х ниток для сброса избыточной воды из маневровой емкости в нижний бьеф в русло р. Сохсолоох.
  

7. Система контрольно-измерительной аппаратуры (КИА).

Хвостохранилище предназначено для складирования отходов обогащения (хвостов) кимберлитовых руд и оборотного водоснабжения ОФ-14 (первая очередь). На первом этапе эксплуатации комплекса ГТС вторая очередь хвостохранилища используется в качестве маневровой емкости и накопителя очищенных бытовых стоков п. Айхал.

В рамках курсового проекта рассматривается проектирование сооружений хвостохранилища I очереди.

4. Проектирование параметров накопителя

4.1. Определение ёмкости, необходимой для складирования отходов в течение заданного срока эксплуатации

Ёмкость хвостохранилища слагается из объемов складируемых хвостов и осветлительного прудка-отстойника. Объем хвостохранилища должен быть достаточным для складирования хвостов в течение срока, заданного проектом.

Объем определяется по формуле:



где М – выход хвостов за год, M = 1401600 т/год;

n_э – число лет эксплуатации предприятия;

К_зап – коэффициент заполнения хвостохранилища, принимаемый равным от 0,7 до 0,85;

ρ_с – объемный вес хвостов в отвале, т/м³, который определяется по формуле:



где ρ_пр.п. – плотность грунта в предельно-плотном состоянии, которая определяется по графику В. Л. Налетова [3], в зависимости от ρ_пр.р.;

D – коэффициент относительной плотности, D = 0,25-0,35;

ρ_пр.р. – плотность грунта в предельно-рыхлом состоянии:



Где ;

D – наибольший и наименьший диаметр частиц в данном грунте в мм;

P_i – весовое содержание отдельных фракций в %;

d₁ и d₂ – диаметр граничных фракций в мм.

Кривая гранулометрического состава хвостов представлена в приложении 1.

Расчёт:

D₂=0,45 мм;

D₁=0,0006 мм;

P₁=45%; d₁=0,0006 мм; d₂=0,005 мм;

P₂=20%; d₁=0,005 мм; d₂=0,07 мм.

P₃=20%; d₁=0,07 мм; d₂=0,15 мм.

P₄=15%; d₁=0,15 мм; d₂=0,45 мм.
;

т/м³;

ρ_п.п. = 1,97 т/м³;

т/м³;

млн м³.

4.2. Определение скорости движения воды в прудке и длины прудка

В прудке должны выпасть хвосты с расчетным диаметром d₁₀. Это условие определяет длину прудка отстойника, удовлетворяющую требованиям необходимого осветления воды.

В соответствии с этим требованием, скорость движения воды в прудке устанавливается по формуле:



где V – наибольшая допустимая скорость в прудке отстойнике, м/с;

c’ – половина ширины активной зоны прудка, м;

h_пр – глубина прудка, h_пр = 1,5 м;

ω₁₀ – гидравлическая крупность частиц хвостов с диаметром d₁₀, см/с.

Расчет:

= 0,000165 м/с.

Время t потребное для обмена воды в прудке:



где ω₆₀ – гидравлическая крупность частиц хвостов с диаметром d₆₀.

Расчет:

= 209с = 35мин=0,583 ч.

Расход пульпы:



где Q_т и Q_в – расход твердой и жидкой фаз пульпы, Q_т = 340,3 м^3/ч, Q_в = 3403 м^3/ч.

Ориентировочная длина прудка определяется из уравнения, выражающего равенство геометрического объема прудка и объема воды в нем. Полученное значение соответствует минимальной длине прудка, необходимой для обмена воды в прудке за потребное время:



где К_об – объемная консистенция пульпы:



f – коэффициент, который зависит от крупности хвостов, из которых формируется пляж, f = 1,25.

Расход воды в прудке зависит от состава и крупности хвостов и определяется по формуле:



Расчет:

= 2722.4 м^3/ч;

= 0,1;

= 0,77м (минимально допустимая длина)

5. Проектирование первичной ограждающей дамбы

Ограждающая дамба предназначена для создания чаши хвостохранилища 1-ой очереди путем перекрытия долины р. Сохсолоох, относится ко II классу [5], по типу каменно-земляная, неоднородная с экраном.

Основание дамбы сложено насыпными грунтами техногенного происхождения и призмами ранее намытых хвостов. Льдистость крупнообломочных насыпных грунтов изменяется от 20 до 40%. Естественным основанием техногенных насыпей являются элювиально-делювиальные суглинки мощностью 1,5–2,0 м и крупнообломочный элювий известняков мощностью 0,5–2,0 м, находящийся в мерзлом состоянии.

Первичная дамба отсыпана из песчано-гравийной смеси. В теле дамбы предусматривается устройство дренажа, выводящего фильтрационные воды к дренажной насосной станции. Дренаж выполняется из долеритового камня, и переходными слоями из песчано-гравийной смеси. Заложение откосов m1=2.5, m2=1.5, m3=1.5, ширина гребня-6м, толщина экрана поверху 2м, понизу 5м, толщина защитного слоя 3,7м.

5.1. Отметка гребня ограждающей дамбы

Отметка гребня определяется в соответствии с правилами безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов [1], которые гласят, что превышение отметки гребня дамбы наливных накопителей или отметки надводного пляжа у верхового откоса дамбы обвалования намывных накопителей над уровнем воды должно соответствовать проекту в течение всего срока эксплуатации и должно быть: не менее 1,5 м - для накопителей I и II класса; 1,0 м - для накопителей III и IV класса. Принимаем отметку гребня дамбы 442,5 мБС (превышение 1,5 м + защитный слой 3м). Максимальная высота дамбы – 42,5м

Длина надводного пляжа в течение всего срока эксплуатации намывного накопителя должна соответствовать заданной проектом для каждого яруса намыва. При отсутствии в проекте контролируемой длины надводного пляжа она должна быть: не менее 50 м - для накопителей I класса; 40 м - для накопителей II класса; 30 м - для накопителей III класса и 20 м - для накопителей IV класса. Принимаем длину пляжа 40 м. Превышение отметки дамбы над пляжем составляет 0,5 м.

В нашей стране разработана специальная технология летнего и зимнего намыва, суть которой заключается в следующем. Летний намыв производится по схеме заполнения хвостохранилища от дамбы. Пульпа подается на гребень ограждающей дамбы по распределительному пульповоду, а затем через короткие выпуски (100-150 штук), поступает на пляж намыва. Обычно одновременно работают 20 выпусков, которые в течение суток поочередно переключаются для предотвращения нежелательного продольного фракционирования складируемого материала. Зимний намыв производится сосредоточенно под лед по специальному пульповоду.

Дописать

5.2. Фильтрационные расчеты ограждающей дамбы

Расчет фильтрации ведем по методу Павловского Н. Н.

Фильтрационный расход, влияющий на характер фильтрационного режима, устанавливающийся в теле дамбы, q, м²/с, и глубина фильтрационного потока за экраном h_э, определяются:





где К_т и К_э – коэффициенты фильтрации тела плотины и грунта экрана, м/с; К_т=10^-5; К_э=10^-7

h₁ = H₂ – h’;

H₁ = ∇НПУ - ∇дна;

H₂ = ∇УНБ - ∇дна;

;

;

;

;

m_э – коэффициент заложения откосов экрана;

– средняя толщина экрана, м.

Минимальная толщина экрана понизу принимается достаточной, чтобы градиент напора фильтрационного потока для грунта экрана удовлетворял критерию фильтрационной прочности:



где H_max – наибольший напор на экране, м;

I_cr,m – критический средний градиент фильтрационного напора;

γ_n – коэффициент надежности по ответственности сооружения.

Минимальная толщина экрана поверху назначается из условия производства работ = 3-4 м, но не менее 0,8 м. Принимаю ;

Длина пути фильтрации S, м, определяется графически.

Определение фильтрационного расхода тела дамбы и экрана выполняем подбором. Задаемся значениями h_э и для каждого из заданных значения определяем q_д и q_э. Величина фильтрационного расхода, проходящего через тело дамбы q и глубина фильтрационного потока за экраном h_э, определяются при получении равных значений q_д и q_э.

Уравнение кривой депрессии:



Для построения кривой депрессии следует задать несколько значений x.
Расчет:

H₁ = 38 м;

H₂ = 3 м;

= 1,83 м;

;

;

= 2 м;

м;

= 3,5 м.

Дальнейший расчет представлен в таблице 1.

Таблица 1. Определение фильтрационного расхода, проходящего через тело плотины

	1 вариант	2 вариант	3 вариант	4 вариант
hэ	1	5,5	22,16	13
S	72,86	62,43	23,83	45,05
h'	0,0017	0,20	8,37	1,70
h1	0,50	0,70	8,87	2,20
qпл	0,00005	0,002	0,087	0,018
qэ	0,026	0,025	0,004	0,018

Принимаем h_э = 13 м, q = 0,018 м²/с.

Расчет координат кривой депрессии представлен в таблице 2.
Таблица 2. Определение координат кривой депрессии

x1	5	y1	12,29
x2	10	y2	11,53
x3	15	y3	10,72
x4	20	y4	9,85
x5	25	y5	8,89
x6	30	y6	7,81
x7	35	y7	6,56
x8	40	y8	5,00

Схема к фильтрационному расчету представлена в Приложении 2.

6. Проектирование системы гидротранспорта

На первом этапе эксплуатации накопителя промышленных отходов предполагается использовать безнапорную систему гидротранспорта.

При самотечном гидротранспорте движение пульпы осуществляется за счет силы тяжести, которая существенно зависит от перепада высот между начальной и конечной точками трассы.

Безнапорный гидравлический транспорт обладает рядом преимуществ, которые имеют значение на начальном этапе работы фабрики. Затраты энергии на работу гидротранспорта незначительны. При одинаковой длине транспортирования, капитальные затраты на 1 п.м. длины самотечного гидротранспорта меньше, чем у напорного пульповода. Монтаж и демонтаж самотечных лотков проще и дешевле, чем напорных трубопроводов.

Основным ограничением при использовании безнапорного гидротранспорта являются условия рельефа местности, так как для эффективности работы требуются значительные перепады высот.

При расчете безнапорного гидротранспорта определяются следующие параметры:

• 
  уклон лотка, канала или трубопровода;
  
• 
  поперечное сечение;
  
• 
  расчетная скорость движения пульпы, необходимая для транспортирования заданного объема пульпы.
  

Расчеты выполняются на основе следующих данных:

• 
  расход транспортируемого материала Q_п, м³/ч;
  
• 
  расход водной составляющей пульпы Q_в, м³/ч;
  
• 
  плотность материала хвостов ρ_с, т/м³;
  
• 
  средневзвешенный диаметр транспортируемых частиц d_ср, мм;
  
• 
  материал лотка или трубопровода;
  
• 
  уклон.
  

Расчет выполняется в соответствии с [2].

Обогатительная фабрика располагается на площадке с отметкой 560 мБС (Приложение 3). Предусмотрен зумпф для пульпы, которая подается от обогатительной фабрики по безнапорному трубопроводу. Из зумпфа пульпа поступает в безнапорный трубопровод длиной L = 4,2 км. Отметка гребня дамбы 442,5 мБС. Уклон по рельефу составляет:



Принимаем рекомендуемое значение уклона i = 0,07.

Определяем объемную консистенцию пульпы:



Расчетная плотность пульпы:



где Т и Ж – твердая и жидкая составляющие, т.

Средневзвешенный диаметр частиц:



где d₁,…, d_n – средняя крупность стандартных фракций, мм;

P₁,…, P_n – содержание стандартных фракций, %.

Для безнапорного гидротранспорта предполагается использовать металлические трубы. Принимаем диаметр согласно сортаменту D = 720 мм, толщина стенок δ = 7 мм.

Выполняем расчет скорости транспортирования потока.

При неполном заполнении трубы существуют специальная методика расчета [8].

Сначала вычисляем расходную характеристику K и скоростную характеристику W для трубы:



Где ω – площадь живого сечения, м²;

С – коэффициент Шези, который определяется по формуле:



где n – коэффициент шероховатости, n = 0,025 – для металлических труб;

R– гидравлический радиус, определяемый по формуле:



где χ – длина смоченного периметра, м;

y – показатель степени, y = 1/6.

С помощью графика [8] находим отношение расходных характеристик при полном и неполном наполнении.

Искомые Q и Vбудут равны:





Расчет:

м;

м^0,5/с;

м³/с;

м/с.

;

;

м³/с;

м/с;

м³/с;

м/с.

6.1. Определение критической скорости транспортирования

Скорость движения пульпы, обеспечивающая транспортирование, должна быть в 1,1 раз больше, чем критическая скорость V_кр.

Определяется среднее значение коэффициента транспортабельности Y_ср для материала в целом по формуле:



Где Y_i – коэффициенты транспортабельности отдельных фракций, которые принимаются по таблице 2 [2];

x_i – содержание данной фракции, %.

По найденному значению Y_ср - определяется величина С_φ (коэффициент сопротивления частиц разнородного грунта при свободном падении в воде) по таблице 3 [2].

Критическая скорость:



Расчет:

;

С_φ = 21,7;

м/с;

м/с = V=2,45 м/с < V=3.33

Условие выполняется, для безнапорной системы гидротранспорта принимаются пульповоды D=720мм, проложенные с уклоном – 0,07, длиной -4200м

7. Система оборотного водоснабжения

В основу схемы хвостового хозяйства и оборотного водоснабжения закладывается бессточная система производственного водоснабжения фабрики.

По данным исследований, производственные стоки фабрики пригодны для перевода на полное оборотное водоснабжение при незначительных мероприятиях по кондиционированию воды.

Бессточная система оборотного водоснабжения организуется по схеме: обогатительная фабрика-хвостохранилище-обогатительная фабрика.

Насосная станция оборотной воды с сифонным водозабором (НСОБ), расчетной производительностью 1700 м3/ч, предназначена для перекачки оборотной воды по водоводу из пруда-отстойника проектируемого хвостохранилища в район водозабора действующей насосной станции, качающей воду из пруда-отстойника существующего хвостохранилища.

Здание насосной станции полузаглубленного типа с подземной частью из монолитного железобетона и наземной частью из металлокаркаса, обшитого панелями. Насосная станция оборудована четырьмя насосами из которых два рабочих, один резервный, один в ремонте. Работа насосной станции предусмотрена в автоматическом режиме. Опорожнение напорных и всасывающих линий насосной станции осуществляется выпусками диаметром 100 мм с отводом воды к дренажному приямку. Из дренажного приямка вода по самотечной трубе диаметром 300 мм поступает в дренажную насосную станцию.

Сифонный водозабор с плавучим водоприемником имеет две рабочие линии; диаметр труб 500 мм.

8. Требования к качеству оборотной воды

Требования к качеству оборотной воды определяются характером технологического процесса и ролью воды в его осуществлении. Внутри каждой категории водопотребления эти требования могут быть очень разнообразны. Вода используется в производстве для различных целей, таких как: охлаждение оборудование, получение технологических растворов, гидротранспорт, парообразование и т.д.

Требования к качеству воды в оборотных системах в целом сводятся к следующему: вода не должна оказывать отрицательного влияния на качество получаемого продукта, не должна вызывать образования солевых отложений, биологических обрастаний и коррозии аппаратуры трубопроводов и сооружений. Должна обеспечивать требуемое санитарно-гигиеническое состояние рабочих мест.

Учитывая отмеченное многообразие требований к качеству воды, при проектировании систем оборотного водоснабжения предприятия, следует руководствоваться требования, выдвинутыми технологами основного производства.

В процессе потребления вода может нагреваться и насыщаться различными примесями. Использование воды на технологические нужды можно систематизировать в ряд категорий, имеющих общие признаки и общие подходы к разработке систем водоснабжения. Всего выделяют шесть категорий:

1. Первая категория – применяется в качестве теплоносителя для охлаждения оборудования. В процессе потребления вода нагревается и практически не загрязняется. К этой категории использования относятся охлаждение конденсаторов турбин в теплоэнергетике, металлургических печей, компрессоров и т.д.

2. Вторая категория – осуществляет поглощение и транспортирование примесей в производственных процессах без тепловыделения. При потреблении вода насыщается примесями, но не нагревается.

3. Третья категория – вода участвует в поглощении примесей и в охлаждении оборудования.

Наибольшее распространение получили первые три категории, для которых и следует создавать оборотные и замкнутые системы водоснабжения.

Для воды первой категории, движущейся по каналам теплообменного оборудования, требования зависят от размеров каналов, скорости движения воды в них и температуры стенок охлаждаемого оборудования. Примеси не должны отлагаться на стенках каналов. Частицы крупностью до 0,05 мм при скорости движения воды в канале не менее 0,5 м/с, должно быть не более 50 г/м3. При скорости 1 м/с может быть 80 г/м3 и даже кратковременно до 200 г/м3. В то же время следует учитывать, что в оборотных системах водоснабжения содержание взвешенных частиц влияет на эффективность работы охлаждающего оборудование. Величина жесткости охлаждающей воды во избежание образования карбонатных отложений зависит от температуры стенок оборудования. При температуре стенок до 80 градусов, жёсткость воды может быть не более 3 г-экв/м3.

Существенное влияние имеет температура охлаждающей воды. Тем меньше температура, тем меньше воды требуется для отведения одного и того же количества тепла.

Требования к качеству воды второй категории еще более разнообразны. Содержание взвешенных веществ для систем гидротранспорта практически не ограничивается.

Качества и технологические свойства воды третьей категории должны отвечать требованиям, указанным для первой и второй категории.

Требования к качеству используемой в технологии обогащения приняты в соответствии с рекомендациями «Укрупненных норм водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР 1978 г.» и «Гигиеническими критериями качества технической воды МУ 2.1.5.1183-03».

9. Природоохранные мероприятия

Вредное влияние хвостохранилищ на окружающую среду выражается в загрязнении воздуха пылью хвостов, почвы (за счет подтопления водами, фильтрующимися из пруда хвостохранилища). Кроме того, хвостохранилища занимают значительные площади земельных угодий.

В настоящие время доля использования отходов обогащения сравнительно невелика. В связи с этим пока основное количество отходов обогащения остается на хвостохранилищах, проблема охраны окружающей среды при их эксплуатации весьма актуальна.

Для решения этой проблемы ведутся работы по нескольким направлениям. Во-первых, исследуются химический и фракционный составы хвостов и изучаются процессы взметывания песчаных частиц с поверхности хвостохранилищ с целью обоснования и разработки комплекса мероприятий по предотвращению пылевыделения. Пылеобразование на пляжах начинается со скорости ветра 3,4 м/с. При 8 м/с весь пляж охвачен пылеобразованием. По исследованиям, при среднегодовой скорости ветра 3,4 м/с с пляжа сдувает - 46,8 кг/ч с 1 га. Для предотвращения пылевыделения применяют частичное затопление пляжей; орошение поверхности водой; полив поверхности специальными растворами, покрытие (замыв) суглинками; посев трав и кустарников; внесение коагулянтов в исходную пульпу.

Во-вторых, работы ведутся по изучению состава вод, поступающих в прудковую зону хвостохранилищ, и определению баланса вод, сбрасываемых и фильтрующихся через дамбу хвостохранилища. При этом рассматриваются вопросы как самоочищения технических вод хвостохранилищ, так и экранирования днищ дамб с целью уменьшения дренажа этих вод и их попадания в почву и грунтовые воды.

В-третьих, ведутся исследования по утилизации отходов обогащения в промышленности. Размещение отходов ГОКов в подземных выработках создают безотходную технологию при разработке рудных месторождений. Изготовление закладочных смесей с использованием хвостов обогащения позволяет существенно сократить территории для устройства хвостохранилищ. Впервые смесь классифицированных отходов обогащения с цементом использовалась у нас в стране в 1969 г. Так же отходы рудообогащения используются в качестве первого этапа рекультивации карьера. Для приготовления закладочных смесей используются «лежалые» хвосты и «текущие» с предварительным выделением песковой фракции путём классификации в гидроциклонах.

10. Список литературы

1. Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов (ПБ 03-438-02). Серия 03. Выпуск 14 / Колл. авт. - М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003.

2. Пособие по проектированию гидравлического транспорта (к СНиП 2.05.07-85) / Промтрансниипроект. – М.: Стройиздат, 1988.

3. Д.Л. Меломут, Гидромеханизация в мелиоративном и водохозяйственном строительстве, М.: Стройиздат. – 1981. – 303 с.

4. СП 39.13330.2012: Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84*: взамен СНиП 2.06.05-84*: введ. в действ. 2013-01-01/ Минрегион России. М: 2013.

5. Постановление Правительства РФ от 02.11.2013 N 986 "О классификации гидротехнических сооружений"

6. Бересневич П.В., Кузьменко П.К., Неженцева Н.Г., Охрана окружающей среды при эксплуатации хвостохранилищ. – М.: Недра, 1993. – 128 с.

7. Справочник по гидравлике /В. А. Большаков, Ю. М. Константинов, В. Н. Попов, В. Ю. Даденков/ Киев, «Вища школа» — 1977, — 280 с.

8. Справочник по гидравлическим расчетам. Под редакцией П. Г. Киселева. Изд. 4-е, переработ, и доп. М., «Энергия», 1972. 312 с.

9. Справочник проектировщика. Г. Железняков, Ю. Ибадзаде, П. Иванов, и др. под общ. ред. В. П. Недриги. Москва, Стройиздат, 1983

10. СП 14.13330.2011: Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*. Москва, 2011

Приложения