Спосіб спільного складання кускових вуглевідходів та відходів флотації (варіанти)

Изобретение относится к способам укладки в плоские или гидравлические породные отвалы кусковых углеотходов и отходов флотации и предназначено для применения при возведении отвалов из отходов, перемещаемых к месту складирования как автомобильным так и гидравлическим способом. Известен способ гидравлической укладки горных пород в отвалы и хвостохранилища (Авт.св. СССР № 926288, кл. Ε 21 С 41 /00, кл. Ε 02 3/10), в котором внутри отвала проводят дополнительную центральную дренажную систему, а карты намыва отделяют друг от друга дополнительными водонепроницаемыми дамбами без экрана, при этом намыв пород проводят тонкими слоями до расчетной отметки, а последовательность заполнения карт устанавливают в зависимости от скорости консолидации намытых слоем горных пород. Принцип осуществления способа состоит в том, что после устройства дополнительной центральной дренажной канавы сооружают карты намыва, но не на всей территории будущего гидроотвала, а сначала то их количество, которое в данных условиях и для данного состава пород достаточно, чтобы обеспечить бесперебойный и ритмичный режим гидроукладки и создать условия интенсивной водоотдачи, осушения и консолидации пород на каждой карте. Ввиду того, что намыв происходит значительно быстрее, чем осушение и консолидация намытой породы, способ основан на варьировании картами намыва и выборе оптимальных их площадей, толщины намываемых породных слоев, очередности намыва по картам и методов раскладки на них пульпы с учетом фильтрационных свойств пород. Вследствие того, что осаждение происходит в неподвижной воде, а начальная концентрация взвеси и, соответственно, вязкость относительно высоки, эффективность осаждения илистых и пылеватых частиц (0,005-0,5 мм) будет меньше, чем, например, в тонкослойном потоке жидкости, по мере продвижения которого концентрация частиц взвеси падает. В неподвижной воде в результате схода верхнего осветленного слоя воды и опускании из него "облака" частиц в нижние слои концентрация взвеси будет увеличиваться и превышать начальную, что не происходит в движущемся потоке. Это приведет к необходимости производить намыв излишне тонкими слоями или длительно выдерживать карту в режиме осаждения частиц. В известном способе каждый последующий намыв осуществляют на консолидировавшийся плотный слой ранее намытых мелких частиц взвеси, пористость которого после консолидации незначительна. Вследствие этого эффект кольматации будет незначителен по сравнению с тем, который имел бы место, например, при намыве мелкозернистых пород на крупнокусковой материал. Известен способ размещения отходов обогатительных фабрик калийных предприятий, согласно которому в процессе отсыпки солеотвала формируют емкости, разделенные дамбами из солеотходов, в емкости подают шлам, а оставшуюся поверхность солеотходов покрывают слоем отстоя шламов из емкостей (Авт.св. СССР Ns 994727, 1980). Известен также способ отвалообразования при разработке месторождений полезных ископаемых, являющийся прототипом, в котором каждый горизонтальный слой отсыпают поочередно с двух боковых сторон площадки засыпки до середины площадки и при отсыпке слоев отвала на каждом слое последнего создают предохранительную площадку и устойчивый угол откоса и формируют с торцовых сторон отвала наклонные съезды и траншеи (Авт.св. СССР № 693010, 1978). При применении этого способы имеют место низкие объемы складирования, понижается вместимость отвала при увеличении площади основания. Достижения технического результата невозможно, так как на действующем или вновь вводимом в эксплуатацию отвале не совмещается во времени и пространстве складирование кусковых отходов и отходов флотации, возможное при условиях сначала заполнения пустот (пор) массива кусковых углеотходов мелкими частицами отходов флотации и затем осаждения последних плотным слоем на всей поверхности карты или в каналах. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ складирования кусковых углеотходов и отходов флотации, в котором обеспечивается возможность в максимальной степени заполнить мелкими отходами флотации пустоты между крупными кусками породы путем достижения большой площади контакта жидких отходов флотации с рыхлым, всухую отсыпанным массивом, заполнения пустот (пор) указанного массива с последующим осаждением плотным слоем на всей поверхности карты или в каналах. При этом используется эффективное осаждение мелких частиц в потоке либо тонкослойном - I вариант, либо относительно длинном для данной площади карты - II вариант. За счет этого повышения эффективность укладки отходов в отвалы и осуществляется рациональное использование земельных площадей. Поставленная задача решается тем, что в способе совместного складирования кусковых углеотходов и отходов флотации, включающим складирование пород горизонтальными слоями в восходящем порядке с их последовательной отсыпкой и планировкой с уклоном каждого слоя согласно изобретению (по варианту I) сначала отсыпают и планируют с уклоном к центральному пруду кусковые углеотходы с созданием по периметру дамбы пруда-канала, а затем осуществляют намыв отходов флотации по всей отсыпанной площади с отводом транспортной воды по каналу к самому удаленному боковому колодцу или (по варианту II) в каждом слое в процессе отсыпки пород параллельными насыпями формируют между ни ми извилистый канал, в который затем подают отходы флотации с противоположной колодцу стороны. Объединение вариантов решения одной и той же задачи основано на одном принципе достижения большой площади контакта жидких отходов флотации с рыхлым, всухую отсыпанным, массивом заполнения пустот указанного массива с последующим осаждением плотным слоем на всей площади карты или в каналах. При этом отсыпку и намыв отходов флотации осуществляют таким образом, что при этом участвуют фильтрационные жидкие потоки, препятствующие заливанию поверхностей в этот момент. Отличия состоят в способах увеличения площадей контакта кускового массива с потоками отходов флотации и организации режимов осаждения мелких частиц до образования плотного осадка. Именно это различие и обусловило создание двух вариантов. Хотя в обоих вариантах по мере движения потока из него выпадают в осадок частицы в результате чего концентрация падает и это способствует осаждению частиц. Кроме того, при движении потока действуют силы, способствующие образованию плотного осадка. Особенности осаждения следующие: I - вариант - в тонкослойном потоке, где глубина осаждения мала, успевают осесть самые тонкие частицы; II вариант - в потоке большой длины, что обеспечивается сооружением искусственного извилистого канала, ложе которого образовано смыкающимися отсыпанными породными насыпями. При этом площадь контакта потока отходов флотации с рыхлым массивом достигается достаточной для эффективного заполнения пустот в массиве кусковой породы мелкозернистым материалом отходов флотации: по I варианту контакт происходит практически по всей площади слоя спланированных отходов; по II варианту - по боковой поверхности извилистого канала. Таким образом, в начале процесса интенсивно проявляется кольматация, за которой поступает эффективное осаждение мелких частиц до образования плотного слоя. Технология складирования отвала крупнокусковыми отходами может быть как гидравлическая (гидроотвалы), так и сухая, когда породу доставляют и укладывают в отвал при помощи автотранспорта. Предлагаемый способ совместного складирования кусковых углеотходов и отходов флотации можно осуществить следующим образом. Сначала в центре площади отвала устраивают пруд и делят площадь дамбами на три части, на которых осуществляют отсыпку породы автосамосвалами, планировку бульдозером с уклоном к центру и намыв на спланированную площадь хвостов флотации. Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 и 2 схематично показан отвал в плане при разных стадиях складирования по I варианту; на фиг. 3 -разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - схема площадки складирования по II варианту; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг, 7 - разрез Г-Г на фиг. 1. Способ совместного складирования по варианту осуществляют на эксплуатируемой площади отвала (фиг. 1, 2, 3), оконтуренной дамбами 1, имеющей в центре пруд 2 и разделенной дамбами 3, 4 и откосом 5 на три зоны, производят одновременно складирование и планировку кусковых углеотходов, а также намыв отходов флотации. В 1 зоне (фиг. 1) производят доставку и отсыпку кусковых углеотходов породными конусами 6 по принципу "машина ." Способ по II варианту основан на свойстве мелких частиц взвеси, содержащихся в гидросмеси, выпадать в осадок при движении потока на разных расстояниях от выпуска, который зависит прежде всего от гидравлической крупности частиц. Таким образом, вследствие искусственного увеличения длины пути потока достигается эффект более полного осаждения твердой фазы прежде всего за счет выпадения в осадок мелких фракций крупностью до 0,02 мм и менее. Кроме того, при движении потока по искусственно сооруженному каналу, ложе которого образовано боковыми поверхностями смыкающихся породных конусов, увеличивается площадь контакта потока с пористой породной поверхностью канала, вследствие чего поры этой поверхности кольматируются флотохвостами. Удаление осветленной воды с карты осуществляется через колодец 23. После намыва флотохвостов данную карту оставляют на "отдых", продолжительность которого зависит от свойств углеотходов, и переходят на ранее подготовленную смежную карту.