Способ защиты плоских отвалов от самовозгорания

Изобретение относится к решению экологических задач в горной промышленности и предназначено для предотвращения самовозгорания отвалов, содержащих самовозгорающиеся отходы производства. Техническим результатом является надежная защита отвала от самовозгорания, низкие затраты и защита окружающей среды. Способ включает подготовку основания отвала, доставку породы к месту ее складирования автомобильным транспортом, отсыпку породы, склонной к самовозгоранию на подготовленное основание с последующим уплотнением, закрытием внешних откосов негорючими материалами, обработку породы смесью воды с высокозольными илами. При этом породу, склонную к самовозгоранию, предварительно смешивают с высокозольными влажными илами, получают не склонную к самовозгоранию породную массу, из которой формируют отвал. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к решению экологических задач в горной промышленности и предназначено для предотвращения самовозгорания отвалов, содержащих самовозгорающиеся отходы производства.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты отвалов от самовозгорания путем предотвращения поступления кислорода в отвал при его формировании, а также со стороны внешних откосов.

Поставленная цель достигается тем, что породу, склонную к самовозгоранию, смешивают с высокозольными влажными илами и полученную породную массу, не склонную к самовозгоранию, складируют в отвал, внешние откосы которого предварительно защищены от воздухопроницаемости.

Известен способ защиты отвалов от самовозгорания (а.с. СССР №1712628, кл Е21F 5/00, Е21С 41/00, 1990 г.).

Способ осуществляется следующим образом.

На спланированной площадке укладывают антифильтрационный слой. Затем формируют массив отвала из пород, склонных к самовозгоранию. В массив по поверхности отвала прокладывают перфорированный трубопровод, в который подаются растворы, содержащие культуру аэробных бактерий, связывающих кислород и цементирующих поры и трещины минералов, и вещества, обеспечивающие жизнедеятельность бактерий. При этом продукты жизнедеятельности бактерий цементируют каналы прохождения кислорода в массив отвала. В результате обеспечивается защита отвалов от самовозгорания.

Основным недостатком способа является низкая эффективность, обусловленная необходимостью постоянной подачи в отвал технологических растворов с большими финансовыми затратами.

Известен способ предотвращения горения отвалов (а.с СССР №973842 Е21C 41/02, А62 3/10, 1981 г.), включающий послойное формирование отвалов ярусами из склонных к самовозгоранию пород с последующим уплотнением, переслаиванием и закрытием внешних откосов негорючими материалами. Недостатком такого способа является то, что при послойном складировании пород, склонных к самовозгоранию, из-за длительного контакта породы с кислородом начинается окисление горючих веществ отвальной массы, в связи с чем ее температура может повышаться до 70-80°С, и независимо от температуры воздуха в отдельных местах отвала на глубине 2-3 метров от поверхности, куда поступает достаточное количество воздуха, образуются очаги самовозгорания, которые перемещаются в сторону откоса, откуда за счет ветрового напора и конвекции поступает воздух.

Наиболее близок к изобретению способ предотвращения горения отвалов (а.с. СССР №973842, кл. Е21С 41/02, А62С 3/10, 1981 г.). Способ заключается в том, что предотвращается перемещение отдельных очагов горения в сторону откосов и уменьшается воздухопроницаемость к центру отвала.

Поставленная цель достигается тем, что отвал формируют послойно ярусами из пород, склонных к самовозгоранию, затем слой уплотняют, переслаивают, после чего закрывают внешние откосы негорючими материалами. В процессе отсыпки слоев по периметру отвала на высоту яруса формируют вертикальный изолирующий слой из инертных материалов.

Способ осуществляется следующим образом.

После снятия почвенного слоя в пределах земельного отвода плоского отвала производят доставку пород, склонных к самовозгоранию, к месту послойного складирования с уплотнением катками и у основания каждого, вновь формируемого яруса вертикально по периметру первого и последующего слоев завозят и укладывают изолирующий слой из инертных материалов по мере формирования отвала до проектной высоты.

Недостатком является низкая эффективность защиты от возникновения очагов горения. И ввиду того, что внешние откосы отвала закрывают после формирования яруса, не исключается контакт отвальной массы с кислородом воздуха.

Известен способ складирования породы, вытекающий из описания изобретения SU-1542620, «Способ переработки угля». Описанный способ заключается в следующем: складирование породы производится в отсыпаемый отстойник послойно. По мере формирования слоя определенной толщины сооружается дамба с глиняным замком вокруг отсыпаемого отстойника и слив осветления (вода с микронными фракциями пустых пород) поступает в действующий отстойник. После окончания отсыпки очередного слоя отсыпаемого отстойника слив осветления переключается на него. Из отстойника часть воды с высокозольными илами дренируется, закупоривая поры в отвальной породе.

Недостатком является то, что, поскольку целью изобретения является не защита отвалов от самовозгорания, а очистка воды путем ее дренирования через отвальную породу, в отсыпаемый отстойник поступает вода, содержащая микронные фракции пустых пород. При прохождении слива через слой породы твердые частицы (илы) скапливаются в верхних слоях отсыпаемого отстойника, а в нижние слои поступает вода с небольшим содержанием твердого, что не обеспечивает защиту породы от самовозгорания из-за неравномерности ее смешивания с илами. Кроме того, в предложенном способе требуется большой расход воды и сооружения для ее сброса.

Предложенный способ защиты плоских отвалов от самовозгорания заключается в следующем: после снятия почвенного слоя формируют котлован с выемкой глины, достаточной для формирования воздухонепроницаемого вала до проектной высоты. До начала отсыпки породной массы по всему периметру участка формируют воздухонепроницаемый вал шириной не менее 2 м, для чего используют глину, выбранную при формировании котлована с добавлением семян трав.

После формирования вала в котлован автотранспортом доставляют на складирование породу совместно с высокозольными илами - отходами продуктов обогащения с содержанием твердого порядка 700 г/л. При этом высокозольные влажные илы равномерно заполняют трещины и поры породной массы, вытесняя кислород, воздух. Образуется не склонная к самовозгоранию плотная однородная породная масса, исключающая поступление кислорода воздуха в процессе отсыпки породы в отвал, в результате чего не происходит реакция окисления породной массы, способствующая возникновению очагов самовозгорания.

Воздухонепроницаемый вал защищает отвал от поступления кислорода воздуха со стороны внешних откосов. Наращивание вала производят с незначительным опережением фронта отвалообразования по мере его заполнения и так до проектной высоты с последующей рекультивацией и засыпкой плодородным слоем с добавлением семян трав. В процессе отсыпки породы в отвал происходит уплотнение породной массы автотранспортом, доставляющим на складирование породу с илами, и бульдозером в процессе разравнивания отвала.

На чертеже изображен предложенный породный отвал со схемой его формирования. С целью предотвращения размывания изолирующего слоя природными осадками по периметру отвала, по достижении проектной высоты, верхний слой отвала отсыпают вогнутым фронтом.

На фабрике проведен опыт.

В форму поместили смесь породы с высокозольными илами. После высыхания смеси ее удалили из формы. Образовалась твердая монолитная породная масса без раковин и трещин.

Техническим результатом изобретения является надежная защита отвала от самовозгорания, низкие затраты и защита окружающей среды.

1. Способ защиты плоских отвалов от самовозгорания, включающий подготовку основания отвала, доставку породы к месту ее складирования автомобильным транспортом, отсыпку породы, склонной к самовозгоранию, на подготовленное основание с последующим уплотнением, закрытием внешних откосов негорючими материалами, обработку породы смесью воды с высокозольными илами, отличающийся тем, что породу, склонную к самовозгоранию, предварительно смешивают с высокозольными влажными илами, получают не склонную к самовозгоранию породную массу, из которой формируют отвал.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью защиты внешних откосов от воздухопроницаемости краевых (внешних) частей отвала, до начала отсыпки породной массы по всему периметру отвала формируют воздухонепроницаемый вал с его последующим опережающим наращиванием до проектной высоты.