Файл: 2. Хвостохранилище Айхальского горнообогатительного комбината 3 Природноклиматические характеристики района 3 Инженерногеологическая характеристика 4.docx

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