Спосіб створення екрану ложа шламосховища

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Наиболее близким по сущности и дости гаемому результату 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 метакриламидом и естественную сушку [1]. Недостатком указанного способа по сравнению с предлагаемым является более высокая стоимость применяемого состава для придания экрану эластичности. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа создания экрана ложа хвостохранилища путем снижения фильтрации воды через толщу ложа хвосто хранилища, что обеспечивает уменьшение затрат на создание экрана ложа хвосто хранилища, а также снижение капитальных затрат на хвостовое хозяйство. Поставленная задача решается тем, что в способе создания экрана ложа хвостохранилища, включающем намыв водонепроницаемого слоя из хвостов обогащения, устройство в дамбах водосливных сооружений, удаление осветленной воды, естественную сушку до 40-60% влажности, согласно изобретению, для придания водонепроницаемому слою эластичности распыляется раствор сополимера акрилата, акриламида и акрилонитрила при следующем соотношении компонентов, мас.% Акрилат 1,5-2,5 Акриламид натрия 1,0-1,5 Акрилонитрил 0,5-1,0 Вода Остальное. Существенным признаком заявляемого решения является то, что экран из Каолиновых отходов обогащения дополнительно покрывается гидролизированным полиакрилонитрилом, являющимся сополимером акрилата, акриламида натрия и акрилонитрила. Сополимер с процентным соотношением указанных выше составных компонентов обладает хорошей способностью к структурообразованию и приданию экрану эластичности, что в конечном итоге снижает фильтрацию воды через экран. Гидролизованный полиакрилонитрил в сочетании с каолиновыми отходами обогащения для предотвращения фильтрации воды из ложа хвосто хранилища ранее не применялся. Пример конкретного осуществления. Экранирование ложа хвостохранилища с использованием предлагаемого способа рассмотрено на примере строительства хвосто хранилища равнинного типа Верхнеднепровского горно-металлургического (ВДГМК) Днепропетровской области. В основании ложа находятся пески, имеющие коэффициент фильтрации 2.10-1 см/с, что не удовлетворяет требованиям СНиП, согласно которым коэффициент фильтрации (Кф) должен быть не более 1.10-4 см/с. Для осуществления предлагаемого способа на приемоплощадке комбината в металлической емкости объемом 5000 л предварительно готовится раствор в следующей последовательности. Первоначально емкость заполняется водой до объема 4800 л, затем в этот объем добавляется гидролизованный полиакрилонитрил, являющийся сополимером акрилата, акриламида натрия и акрилонитрила (акрилата - 100 кг,акриламида натрия 62 кг, акрилонигрила - 38), который в промышленности выпускается под техническим названием "Гипан", Сополимер акрилата, акриламида натрия и акрилонитрила обладает хорошим структурообразующим свойством в соотношении компонентов 50:30.20. После перемешивания в течение 5 минут, 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 4% (акрилат 2%, акриламид натрия 1,25%, акрилонитрил 0,75% и воды 95%) производится на ранее сформированный водонепроницаемый слой, состоящий из отходов обогащения ильменитовой руды - каолиновых глин, имеющих коэффициент фильтрации при влажности 40-60% КФ=10-4 – 10-5 см/с. Глины поступают по пульповоду из старого хвостохранилища ВДГМК, находящегося па 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 хвосто хранилища производится следующим образом. В процессе строительства дамб хпостохраннлища в их теле устраивают водосливные сооружения, представляющие собой металлические трубы, диаметр которых при объеме осветленной воды 1,28 млн.м 3, времени слива осветленной воды из карты хвостохранилища 259200 сек (3 суток) и скорости истечения осветленной воды через водосливное окно 1,0 м/с составляет 1,25 м. Объем осветленной воды определялся при среднем соотношении твердого компонента к жидкому 1:4, в общем объеме пульпы - 1,6 млн.м 3, определяемой исходя из площади хвосто хранилища - 1 млн.м 3 средней толщины водонепроницаемого слоя, равной 0,4 м. Высота укладки труб при максимальной отметке ложа хвосто хранилища - 250,8 м минимальной - 250,3 м и минимальной высоте водонепроницаемого слоя, обеспечивающей необходимые фильтрационные 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 и системы пульповодов до достижения средней высоты слоя 0,4 м. После заполнения хвостохранилища объемом пульпы, равным 1,20 млн.м 3 в течение 2 суток происходит осветление воды. Затем с помощью заслонок, которые имеют водосливные сооружения в течение 3 суток производится слив воды. Далее начинается непосредственное покрытие экрана путем напыления раствора при движении вышеописанной установки на базе БелАЗ-540 по периметру карт хвосто хранилища, Нанесение сополимера за счет его структуры придает экрану эластичность при сушке, что позволяет избежать его растрескивания и нарушения герметичности. Для определения оптимального состава раствора построен график изменения фильтрационных свойств экрана (Кф) и стоимости раствора (Ц) от процентного содержания сополимера в воде (С). На графике видно, что нижний предел оптимальной области содержания сополимера в каолиновых глинах равен 3%, поскольку 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 филы рации снижается незначительно, а стоимость раствора резко увеличивается. Таким образом, оптимальное количество сополимера, введенное в отличительную часть формулы, составляет 35%. Коэффициент фильтрации определялся в приборе Ф-1М (водонепроницаемость определялась в кольце объемом 150 см 3); а расход профильтровавшейся воды устанавливался по повышению уровня воды водном 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 акрилонитрила производится естественная сушка слоя до влажности 45%. После сушки на поверхности образуется твердый структурный каркас каолиновых глин толщиной от 5 до 10 см, водонепроницаемый слой приобретает оптимальные параметры (Кф =10-4-10-5 см/с) и способен работать как экран, исключающий фильтрацию воды из хвостохранилища. По окончании сушки намывается защитный слой из песка мощностью 0,2 м. По сравнению с прототипом предлагаемый способ создания экрана позволяет снизить капитальные затраты на хвостовое хозяйство.