BR102019024720A2

BR102019024720A2 - Método de escavação de uma lagoa de rejeitos

Info

Publication number: BR102019024720A2
Application number: BR102019024720-7A
Authority: BR
Inventors: Richard Stanley Goodwin; Andrew Chapman; Mithila Tharanath Wanasinghe; Garry Smallwood; Stephen O?Nien
Original assignee: Goodwin Plc
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-09-29
Also published as: GB2582041A; GB201914520D0; ZA201907670B; US20200270845A1; CA3062528A1; BR102019024720B1; GB2582041B

Abstract

método de escavação de uma lagoa de rejeitos. a presente invenção refere-se a um método para desidratar uma lagoa de rejeitos retida por uma barragem que compreende: escavar um buraco de escavação na lagoa de rejeitos; permitir que a água dos rejeitos circundantes entre no buraco da escavação; e bombear água no furo de escavação para fora do furo de escavação e descarregar além de uma ponta da barragem. também é revelado um método que compreende: escavar um canal em uma lagoa de rejeitos a partir de uma margem da lagoa de rejeitos e flutuar um pontão na água no canal da margem ao longo do canal, em que: a escavação envolve quebrar rejeitos sólidos na lagoa de rejeitos em uma pasta usando água e remover a pasta usando uma bomba submersa de pasta montada no pontão.

Description

MÉTODO DE ESCAVAÇÃO DE UMA LAGOA DE REJEITOS

[0001] Nas operações de mineração, é necessário armazenar rejeitos, produtos resultantes do processo de extração de minério. Normalmente, os mesmos são retidos em poços de rejeitos ou lagoas de rejeitos atrás de uma barragem de rejeitos. Normalmente, a barragem de rejeitos pode começar como uma barragem de baixo nível e ser construída até uma altura maior periodicamente conforme a mineração progride para acomodar os rejeitos à medida que são produzidos. Rejeitos sólidos são frequentemente usados como parte da estrutura da barragem.

[0002] Nos últimos 50 anos, mais de 1800 pessoas foram mortas como resultado de "rupturas” de barragens de rejeitos em diferentes lugares do mundo, sendo os dois últimos eventos em Minas Gerais Brasil.

[0003] Todas essas "rupturas” da barragem de rejeitos foram o resultado direto da pressão hidráulica exercida sobre a barragem sintética, que na maioria das vezes é construída a partir de resíduos minerais locais compactados para formar a barragem na parte inferior da barragem/vale.

[0004] Frequentemente, é a fluidização da pasta por trás da barragem que resulta na pressão hidráulica total da profundidade da pasta de rejeitos que atua sobre a barragem, especialmente em barragens de face plana em vez de barragens de face curva.

[0005] Algumas das "rupturas” são causadas pela chuva de inundação, elevando o nível da água na barragem acima do limite do projeto, mas os operadores da mina não desenvolveram mecanismos adequados para remover o excesso de água da chuva da parte inferior da barragem. T seu excesso de água da chuva que fica contra o bordo interior da barragem novamente tem o efeito de fluidização da pasta de rejeitos assentados e também fluidificar a própria barragem compactada.

[0006] Muitos projetos de barragens de rejeitos (exceto barragens construídas em concreto) geralmente têm tubos de drenagem de água horizontais embutidos no fundo das paredes da barragem que, durante o enchimento inicial da barragem de rejeitos com rejeitos, esses tubos são mantidos fechados, mas à medida que a polpa de rejeitos aumenta de altura em Na barragem, esses tubos são usados para ventilar a água que se infiltrou no fundo da parede da barragem de rejeitos até o lado a jusante da barragem. Essa remoção de água ajuda a garantir que a lama atrás da barragem até 100 metros a montante da barragem seque e não se fluidize.

[0007] O problema mais frequente é que esses tubos de drenagem de água na parte inferior da parede da barragem que liberam a água do lado a montante da barragem para o outro lado da barragem a jusante ficam bloqueados ou fraturados e não têm mais a capacidade de tirar a água. Isso acontece especialmente quando a barragem não é mantida ou quando a produção é interrompida por uma razão ou outra na mina de metal que produz os rejeitos de subprodutos. Também pode ser um problema que a grande quantidade de chuva acabe elevando o nível da água na barragem e transborda e fluidiza a ponta da barragem.

[0008] O resultado final dos tubos de drenagem de água da barragem bloqueados é a fluidização da lama assentada atrás da barragem e até a fluidização da própria barragem, das quais uma ou ambas podem facilmente resultar na ruptura da barragem e falha catastrófica da barragem.

[0009] O presente pedido refere-se a um mecanismo e processo que mitigará a fluidização do material de rejeitos próximo à parede da barragem em poços de rejeitos que ficaram inativos por um período de tempo ou ativos, mas são considerados em risco de "ruptura”.

[0010] Os problemas com os poços de rejeitos que são considerados em risco de "ruptura” é que o risco de os mesmos serem inerentemente inseguros, ninguém quer se aventurar na barragem ou na lagoa de rejeitos e, mesmo se o fizerem, não sabem como remover a água e/ou desfluidizar os rejeitos, especialmente em direção ao centro da barragem.

[0011] A presente invenção refere-se a um método de desidratação de uma lagoa de rejeitos retida por uma barragem que compreende: escavar um buraco de escavação na lagoa de rejeitos; permitir que a água dos rejeitos circundantes entre no buraco da escavação; e bombear água no buraco de escavação para fora do buraco de escavação e descarregar além de uma ponta da barragem. Assim, os rejeitos que cercam os furos de escavação são desidratados e a possibilidade de pressão hidrostática atuando na barragem é reduzida.

[0012] Em uma modalidade, um pontão flutua na água no furo de escavação e suporta o equipamento usado para a etapa de bombear água.

[0013] Em uma modalidade antes de escavar o furo de escavação, escavar um canal na lagoa de rejeitos de uma margem da lagoa de rejeitos para um local no qual o furo de escavação deve ser escavado e flutuar o pontão da costa para o furo de escavação ao longo do canal. Esta é uma maneira segura de obter o equipamento necessário para escavar o buraco de escavação e fornecer água ao pontão no canal escavado para controle de densidade da lama gerada a partir dos rejeitos que estão sendo escavados na área próxima à barragem.

[0014] Em uma modalidade, a escavação envolve a decomposição de rejeitos sólidos (isto é, assentados) na lagoa de rejeitos em uma pasta usando água e removendo a pasta usando uma bomba de pasta montada no pontão. Em uma modalidade, a escavação envolve a decomposição de rejeitos sólidos na lagoa de rejeitos em uma lama usando água e a remoção da lama usando pelo menos duas bombas de lama submersíveis (ou pelo menos uma bomba de lama submersa e pelo menos uma bomba de água (submersa, horizontal ou outro tipo)) montadas no pontão. Essa maneira de escavar é eficiente e evita a necessidade de escavar rejeitos, o que pode ser mais perigoso e demorado, principalmente se o teor de água dos rejeitos for alto.

[0015] Em uma modalidade durante a escavação, a água para decompor os rejeitos sólidos é fornecida pelo pontão, de preferência a partir de um suprimento em terra ou do excesso de água superficial na barragem de rejeitos. Isso acelera a quebra de rejeitos e, portanto, a escavação.

[0016] Em uma modalidade, a água fornecida pelo pontão é pelo menos parcialmente água extraída do canal, que pode ser fornecida a partir de um suprimento costeiro ou que o canal tenha coletado da água superficial, no pontão e/ou no buraco de escavação pelo pontão.

[0017] Em uma modalidade, durante a escavação, a água é fornecida ao pontão a partir de uma costa da lagoa de rejeitos. Isso acelera a escavação se o conteúdo de água nos rejeitos no local da escavação for baixo.

[0018] Em uma modalidade, a água é fornecida ao canal e/ou furo de escavação durante a escavação além da lagoa de rejeitos. Isso acelera a escavação se o conteúdo de água nos rejeitos no local da escavação for baixo.

[0019] Em uma modalidade, a quantidade de água contida na pasta é controlada para ser uma certa quantidade mínima. Isso garante que qualquer tubo através do qual a pasta seja transportada do pontão para um local de descarga possa ser impedido de ser bloqueado por uma pasta com um teor de água muito baixo.

[0020] Em uma modalidade, o pontão é controlado remotamente a partir de uma margem da lagoa de rejeitos e pode ser executado sem tripulação por períodos significativos. Isso aumenta a segurança.

[0021] Em uma modalidade, a desidratação é localizada nos rejeitos adjacentes à barragem. Isso é eficiente, pois são os rejeitos mais próximos à parede da barragem que devem ser impedidos de fluidizar. Se os rejeitos mais próximos da parede da barragem tiverem baixo teor de água, a presença desses rejeitos ajudará a reter os rejeitos mais acima da lagoa, longe da barragem, com um maior teor de água.

[0022] Em uma modalidade, a presente invenção fornece um método que compreende a escavação de um canal em uma lagoa de rejeitos a partir de uma margem da lagoa de rejeitos e a flutuação de um pontão na água no canal a partir da margem ao longo do canal, em que escavar envolve quebrar rejeitos sólidos nos rejeitos lagoa em uma pasta usando água e removendo a pasta usando uma bomba de pasta montada no pontão. Este método permite que os rejeitos solidificados de uma lagoa de rejeitos sejam decompostos em uma pasta para facilitar o transporte dos rejeitos decompostos. Os rejeitos podem então ser movidos para uma posição diferente e/ou reprocessados para extrair certos materiais contidos nos rejeitos que não foram removidos anteriormente. Por exemplo, novas técnicas podem permitir maior extração de um material como um metal precioso contido nos rejeitos do que era possível quando o rejeito foi originalmente produzido. Como alternativa, novas técnicas ou alterações no valor dos materiais podem significar que os rejeitos podem ser reprocessados para remover materiais não removidos anteriormente dos rejeitos.

[0023] Todas as técnicas aqui descritas relacionadas à escavação do canal em um método de desidratação aplicam-se igualmente ao método descrito acima para escavar um canal.

[0024] A presente invenção será descrita a título de exemplo apenas com referência aos seguintes desenhos nos quais:

[0025] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um pontão utilizado na presente invenção.

[0026] A Figura 2 é um diagrama esquemático da liberação de um pontão desmontado.

[0027] A Figura 3 é um diagrama esquemático de seção transversal de escavação de uma vala adjacente à costa da lagoa de rejeitos.

[0028] A Figura 4 é um diagrama de seção transversal esquemático que ilustra a movimentação do pontão na posição.

[0029] A Figura 5 é um diagrama de seção transversal esquemático que ilustra o pontão carregado na vala.

[0030] A Figura 6 é um diagrama de seção transversal esquemático que ilustra o início da escavação do canal.

[0031] A Figura 7 é um diagrama de seção transversal esquemático que ilustra a escavação do canal.

[0032] A Figura 8 é um diagrama de planta esquemático da lagoa de rejeitos que ilustra as posições dos canais.

[0033] A Figura 9 é um diagrama de planta esquemático da lagoa de rejeitos que ilustra as posições dos canais e furos de escavação.

[0034] A Figura 10 é um diagrama de planta esquemático da lagoa de rejeitos que ilustra a remoção de água dos rejeitos adjacentes aos furos de escavação.

[0035] A Figura 11 é um diagrama esquemático de seção transversal que ilustra a desidratação dos rejeitos adjacentes à parede da barragem e a disposição da água dos orifícios de escavação.

[0036] É disposta abaixo uma descrição de uma modalidade para tornar as barragens que mantêm uma lagoa de rejeitos em "risco” mais inerentemente segura, garantindo que os rejeitos atrás da barragem, digamos 25 ou mais metros abaixo e até a superfície e até 100 metros da parede da barragem não está sujeito a alto teor de água e, portanto, o material na barragem acima desse nível não se fluidiza e, como tal, deixa de exercer força hidráulica na parede da barragem e, na verdade, ajuda a parede da barragem a reter o material de rejeitos mais acima da lagoa de rejeitos. Ao desfluidificar os rejeitos da superfície a 25 ou mais metros abaixo e da barragem a 100 ou mais metros a montante da barragem, também garantirá que a própria barragem não fique fluidizada. As figuras 25 m abaixo e até a superfície e até 100 m da parede da barragem são exemplos e o método pode ser usado para desaguar até um nível mais raso ou mais profundo e mais próximo ou mais longe da parede da barragem.

[0037] Se for desidratar a uma profundidade maior usando uma bomba submersa, pode ser necessário instalar um reservatório compensador de pressão no alojamento do motor da bomba.

[0038] Para realizar essa operação de desidratação, dois pontões da bomba de pasta submersível podem ser usados com uma bomba de polpa submersa e uma bomba submersa em água em cada pontão. Esses pontões de construção rápida de seção modular podem ser construídos na beira da lagoa a 100 metros a montante da barragem, um na primeira (por exemplo, à esquerda olhando para a barragem por baixo da parede da barragem) do lado da lagoa e um no outro (por exemplo, à direita) da lagoa. Esses pontões formariam um canal cheio de água através dos rejeitos para flutuarem por jato d'água e lama em direção à extremidade superior da lagoa (por exemplo, 750 metros acima da lagoa), de modo que os pontões terminassem em ambos os lados do centro linha da barragem (por exemplo, 75 metros de cada lado) e uma distância (por exemplo, 100 metros) da barragem.

[0039] Esses pontões estariam operacionais 95% ou mais do tempo da costa e seriam controlados a partir de uma cabine de controle em terra ligada aos pontões com, por exemplo, cabos ou sem fio, por exemplo, por sinais de rádio ou WiFi industrial, minimizando assim o risco dos operadores estar na lagoa de rejeitos quando houver risco de ruptura da barragem.

[0040] Cada pontão que usou sua bomba de polpa submersa com uma bomba submersível em água ou outro tipo de bomba de água e sistema de controle de densidade para garantir que a concentração de sólidos não ultrapassasse um nível predeterminado (digamos, acima de 40% em volume) seria usada para criar em sua localização uma piscina escavada (por exemplo, de 30 a 50 metros de diâmetro) que foi afunilada à medida que descia (por exemplo, até uma profundidade de 25 metros ou, se necessário, 50 metros com um reservatório de compensação de pressão instalado na bomba submersa).

[0041] Esse buraco de escavação (talvez de forma cônica) naturalmente acharia a água drenando dos rejeitos. A água converteria os rejeitos assentados de algo entre 70% de sólidos em 40% de sólidos em pasta. A lama pode, então, ser bombeada para fora e subir a lagoa usando a bomba de lama submersa. Se não houvesse água suficiente disponível, o que poderia acontecer se a criação do buraco cônico fosse feita na estação seca, a água seria fornecida adicionalmente pelo canal que o pontão criou a partir da costa.

[0042] Depois que a escavação dos dois orifícios de escavação estiver concluída, o pontão e as bombas submersíveis serão usados para bombear a água que flui para os orifícios de escavação ao longo de um tubo para o lado a jusante da barragem. Isso pode ser alcançado com tubos flexíveis que são conduzidos por cima da barragem. Se esse processo continuar funcionando 24 horas por dia, a desidratação da barragem nas áreas mais críticas seria muito melhorada, especialmente se os tubos de drenagem de água do fundo da barragem fossem bloqueados.

[0043] Além disso, quando a água da chuva desce pela lagoa em direção à barragem, migra naturalmente para os dois orifícios de escavação através dos canais escavados na costa, de modo que possa ser bombeada pelas bombas submersíveis. Esse processo é projetado para manter o lençol freático na lagoa de rejeitos próximo à parede da barragem, entre 10 e 20 metros ou mais abaixo de onde seria naturalmente e, assim, evitar a fluidização do material de rejeitos ao longo da parede da barragem e próximo ao centro da barragem que está seu ponto mais fraco e também auxiliar na prevenção da fluidização da própria barragem, como ocorreu em Bento Rodrigues/Samarco.

[0044] Exatamente as mesmas técnicas podem ser usadas com o objetivo de reprocessar ou reposicionar rejeitos sólidos (isto é, assentados). Essa é a técnica de escavação descrita, que pode ser usada para decompor rejeitos sólidos (isto é, assentados) em uma lagoa de rejeitos em uma pasta e remover a pasta usando uma bomba de pasta montada no pontão. Essa pasta pode então ser reprocessada ou reposicionada. Essa técnica pode ser usada durante a escavação de um canal em uma lagoa de rejeitos ou em qualquer local desejado dentro da lagoa de rejeitos, onde um buraco de escavação é escavado.

[0045] O processo e o aparelho serão agora descritos com referência às figuras. A Figura 1 mostra um pontão 10 que em um estado montado. O pontão 10 pode ser modular para que os componentes possam ser transportados mais facilmente para o local. Como ilustrado nas Figuras 2 a 8, um ou mais dispositivos de transporte, como caminhões, podem entregar componentes ao local onde são montados no pontão 10.

[0046] O pontão 10 compreende pelo menos um flutuador 20. No exemplo da Figura 1, o pontão 10 compreende dois flutuadores 20. Os mesmos são entregues pelo caminhão 100 e colocados um ao lado do outro (Figura 2). São usados suportes para conectar os dois flutuadores 20 juntos e pelo menos parte de um espaço entre os flutuadores 20 é coberto com paineis centrais 25. Várias cabines podem ser presas ao pontão 10, incluindo, por exemplo, uma cabine de controle 31, uma cabine de tripulação 32 e/ou um banheiro 33. Uma estrutura 40 é montada e presa ao pontão 10. Tubulações, medidores de vazão também são instalados no pontão 10.

[0047] Uma bomba de lama submersa 50, como a disponível na Goodwin, é instalada na estrutura 40. Em uma modalidade, uma bomba submersa 60 é instalada na estrutura 40. A bomba submersa 60 pode ser uma bomba de lama ou uma bomba de água montada de alguma maneira ao pontão 10. Em uma modalidade, as duas bombas 50, 60 são fixadas nas extremidades opostas do pontão 10. As bombas submersíveis 50,60 podem ser elevadas e abaixadas a partir da estrutura 40, de modo que a distância de extração pelas bombas 50, 60 do pontão 10 possa variar. Em uma outra modalidade, as bombas submersas 50 e ou 60 são montadas um posição fixa com relação ao convés do pontão 10 e de modo que fique fixa na posição horizontal.

[0048] No método, uma vala 110 é cavada nos rejeitos 80 da lagoa a partir da costa 70. A vala pode, por exemplo, medir 15 m de comprimento (10 a 20 m de comprimento), 12 m de largura (5 a 18 m de largura) e 3,5 m de profundidade (1,5 a 5 m de profundidade) (Figura 3). Essa vala 110 é preenchida com água, bombeando água para dentro da mesma, ou permitindo que a vala 110 se encha naturalmente com água, seja pela água que entra na mesma de fora da lagoa ou pela água dos rejeitos que cercam a vala que flui para a mesma. A borda da vala 110 pela costa pode ou não ser revestida com estacas de aço. O pontão 10 é então movido para a vala 110, por exemplo, usando rolos de aço ou madeira e/ou um guindaste (Figura 4). Ou o pontão pode ser construído na vala antes que a mesma seja preenchida com água.

[0049] O pontão 10 está conectado à costa para que eletricidade, sinais de controle e/ou água possam ser fornecidos ao pontão 10, dependendo de suas necessidades. Por exemplo, o pontão 10 pode ter seu próprio gerador instalado ou pode depender da energia fornecida a partir da costa. A água pode ser fornecida ao pontão 10 fornecendo água da costa 70 para a vala 110 (e para o canal 128 e/ou orifício de escavação 150 descrito abaixo) que flui para o pontão 10. Uma bomba (por exemplo, bomba 60) do pontão 10 coleta a água por baixo do pontão 10 para uso pelo pontão 10. O fluxo de água pode ser controlado dependendo da densidade de rejeitos na água que está sendo consumida pelo pontão 10.

[0050] Como ilustrado na Figura 5, a água pode ser bombeada (ilustrada por 85) para os rejeitos para iniciar a decomposição dos rejeitos, se necessário. Os rejeitos sólidos 80 são quebrados em pasta que enche a vala 110. A bomba de lama submersa 50 então remove a lama, por exemplo, mais para cima da lagoa usando tubos 120. A bomba de água submersa 60 pode remover a água da vala 110 a ser usada pelo pontão 10 para quebrar os rejeitos sólidos 80. A bomba de água submersa 60 pode estar localizada acima da bomba de lama 50, uma vez que a concentração de rejeitos em profundidade mais baixa será menor.

[0051] A bomba de lama submersa 50 também pode ter sua própria fonte de água e expele água 89 para ajudar a quebrar os rejeitos 80 no local em que está extraindo lama. Para este fim, um tubo 91 fornece água para a bomba de lama submersa 50 e um tubo separado 120 remove a lama, para descarte em outro lugar. A quebra e o bombeamento do material são assim acelerados pela bomba de lama submersa. Um anel de jateamento pode ser montado na bomba de lama para jatear a água contra os rejeitos sólidos e, assim, acelerar a quebra. O jateamento também pode ser alcançado a partir de uma pluralidade, por exemplo, quatro (um ou mais) jatos, por exemplo, montados em cada canto do pontão 10. Esses jatos têm uma propulsão hídrica de dupla finalidade e, preferencialmente, controle direcional, para o pontão 10 e jateamento de rejeitos sólidos 80 na lagoa.

[0052] A bomba de água 60 no pontão 10 e o sistema de tubulação e medição e controle no pontão 10 é usado para controlar a densidade da suspensão que é bombeada pela bomba de suspensão 50 (por exemplo, através de um circuito de controle de densidade). Por exemplo, a quantidade de água no jato 89 e/ou jato 85 é controlada. Os rejeitos na lagoa podem ter um teor de água entre 20% e 70%. Se você tentar bombear lamas com conteúdo de água abaixo de 40% em volume, há uma grande chance de o tubo de lama bloquear. Portanto, o controle é aplicado para fornecer água a uma taxa que garanta que a pasta a ser bombeada tenha um teor de água acima, por exemplo, 30% ou 35%, preferencialmente acima de 40%. O fornecimento de água ao pontão 10 (por exemplo, ao longo do canal 128 ou através de tubulações da costa) é controlado de modo que o conteúdo de água apropriado na lama escavada esteja presente. Em uma modalidade, pode haver uma ou mais bombas adicionais de reforço opcional 250 (ver figura 1) sobre o pontão 10 antes ou depois de o circuito de controlo de densidade (depois de o circuito de controlo de densidade, tal como ilustrado). Em uma modalidade, tais bombas auxiliares são bombas horizontais. A bomba de reforço 250 é usada para fornecer pressão adicional à lama sendo bombeada para a extremidade a montante da lagoa (longe da barragem), isso permite que a lama seja bombeada ainda mais, pois ocorre a perda de atrito na tubulação de lama. Como pode ser visto na Figura 1, o circuito de controle de densidade pode envolver uma válvula de sangria de água 260. A válvula de sangria de água 260 (uma válvula proporcional) controla a quantidade de água (por exemplo, da bomba de água 60) que é adicionada ao tubo 120 ao longo do qual a bomba de lama 50 bombeia a lama. A densidade da pasta no tubo 120 pode ser medida em qualquer local (em ambos os lados de onde um medidor de fluxo 280 é mostrado no tubo de descarga 120 a jusante da bomba de reforço 250) e a válvula de sangria de água 260 pode ser controlada para ajustar a densidade da água da lama em conformidade. Em uma concretização preferencial, o teor de água na suspensão é medido em terra. Em uma modalidade, uma corrente consumida pela bomba de polpa 50 e/ou bomba de reforço 250 é usada no controle como uma indicação do conteúdo de água da polpa sendo bombeada. Ou seja, a medição do teor de densidade / água da pasta é feita com base no conhecimento da corrente / potência consumida pela bomba de pasta para diferentes densidades / conteúdo de água da pasta (por exemplo, a partir de uma tabela de consulta predeterminada ou de uma matemática). determinado experimentalmente) e a corrente real consumida pela bomba de polpa. Em uma modalidade, uma medição da taxa de fluxo da pasta é usada no controle como uma indicação do conteúdo de água da pasta sendo bombeada. Uma maneira alternativa ou adicional de controlar a densidade da água na pasta é controlar a quantidade de água fornecida em jatos de água 85 do pontão 10 e/ou em jatos de água 89 saindo da bomba de lama 50. Um aumento no fluxo de água em qualquer um desses jatos resulta em um teor de água aumentado na lama bombeada pela bomba de lama 50. Em uma modalidade, o circuito de controle de densidade pode, adicional ou alternativamente, elevar e abaixar a bomba de polpa 50 em relação ao pontão 10. Elevar a bomba de lama em direção ao pontão 10 resulta no aumento do teor de água na lama porque as partículas na lama tendem a afundar, o que significa que o teor de água é maior perto da superfície e reduz com profundidade. Um ou mais desses métodos ou métodos alternativos podem ser usados para ajustar o teor de água da lama sendo bombeada do pontão, garantindo que os tubos 120 que saem do pontão 10 não sejam bloqueados pela lama devido à densidade da água na lama sendo muito baixo.

[0053] A Figura 6 mostra o pontão que estende a vala 100 para os rejeitos sólidos 80. Isso é alcançado continuando a decomposição dos rejeitos sólidos na borda principal do pontão 10. Um jato de água 87 na borda traseira do pontão 10 pode impulsionar o pontão 10 para a frente na lagoa. Em uma modalidade, jatos de água controláveis individualmente direcionados para os lados (por exemplo, um em cada canto do pontão 10) podem ser usados para direcionar o pontão 10 de modo que o controle omnidirecional seja possível. Assim, o pontão 10 estende a vala 110 para perfurar um canal 128 em direção a um ponto desejado na lagoa e flutua na água no canal 128 (Figura 7). O fluxo de água da bomba submersa 60 para quebrar os rejeitos (85) e impulsionar o pontão (87), bem como a operação da bomba de lama submersível são controlados de qualquer forma, alternando válvulas que podem estar no pontão 10 ou localizado na costa 70. Em uma modalidade preferencial, o controle é remoto a partir de uma estação de controle 200 na costa 70, de modo que, para operação normal, nenhum operador precise estar no pontão 10.

[0054] A Figura 8 ilustra o progresso dos pontões 10 da esquerda e direita da lagoa em direção ao local escolhido para a desidratação ao longo dos canais 128 escavados pelos pontões 10.

[0055] No caso em que a lagoa tem uma camada de água no topo dos rejeitos 80, pode não ser necessário escavar uma vala 110 e o canal 128 como descrito acima com referência às Figuras 3 a 7. Por exemplo, se o rejeito 80 tiver mais um metro de água cobrindo o mesmo, o pontão pode ser flutuado para o local escolhido (como ilustrado na figura 8) em uma área apropriada perto da barragem 5.

[0056] Uma vez que os pontões estão em posição na lagoa, por exemplo, 100 m da parede da barragem 5 (por exemplo, 200 a 20 m da parede da barragem, preferencialmente 150 a 50 m da parede da barragem) e, no caso, dois pontões 10 sendo usados, cada 75 m da linha central da lagoa (por exemplo, 20 a 100 m da linha central), os pontões 10 param de escavar o canal 128. Assim, os orifícios de escavação são posicionados na lagoa de rejeitos, de modo que a desidratação esteja localizada nos rejeitos adjacentes à parede da barragem 5. Os pontões 10 começam então a escavar os furos 150 nos rejeitos 80 (Figura 9). Os furos de escavação podem ser de qualquer tamanho. Considera-se adequado um tamanho de cerca de 30 m de diâmetro (7 a 75 m de diâmetro, preferencialmente 10 a 50 m de diâmetro) e uma profundidade de 10 a 75 m, preferencialmente até uma profundidade de 25 a 50 m. Os orifícios de escavação 150 são escavados da mesma maneira que os canais, usando água bombeada para quebrar os rejeitos sólidos (por exemplo, bombeados a partir da extremidade da bomba de lama submersível 50) e abaixando a bomba de lama submersa 50 à medida que o orifício de escavação se torna mais profundo.

[0057] A profundidade do furo de escavação 150 é desejavelmente maior que a profundidade do canal 128 que conduz ao mesmo. Em uma modalidade, o diâmetro do furo de escavação 150 é maior que a largura do canal 128 que leva ao mesmo.

[0058] Uma vez que os orifícios de escavação 150 são cavados nos rejeitos 80 e o bombeamento de polpa, a água dos rejeitos circundantes 80 será drenada para os orifícios de escavação 150 (ilustrados como 160 na Figura 10). Se necessário, água adicional pode ser bombeada para os orifícios de escavação através dos canais (ou através de um tubo) para ajudar na estabilidade do pontão 10. A água retirada dos rejeitos sólidos 80 que cercam os orifícios de escavação 150 pode então ser descarregada com segurança além da lagoa, por exemplo, bombeada por uma ou ambas as bombas 50,60 através de tubos 170 acima e acima da parede da barragem 5 e além do dedo da barragem (Figura 11). Nesse caso, os rejeitos 80 nas proximidades da parede da barragem 5 são desaguados, de modo que os rejeitos não podem fluidizar, o que significa que a parede da barragem 5 precisa apenas resistir à força dos rejeitos 80 que atuam na parede da barragem 5 e não à pressão hidrostática. No caso em que uma barragem tem 600 m de comprimento e os rejeitos 50 m de altura, a força média de uma carga de rejeito fluidizada é de aproximadamente 12,25MN por metro de comprimento da parede. Isso se compara a 800kN por metro de parede no caso de rejeitos com baixo teor de umidade, ou seja, menos de 7% da carga de água.

[0059] A lama que será descarregada devido à criação dos canais 128 e/ou orifícios de drenagem 150 a montante da parede da barragem 5 pode, opcionalmente, ser capturada em sacos de tecido geotêxtil para reduzir a turbidez (nebulosidade) de qualquer água efluente descarregada a jusante da barragem 5 enquanto captura os rejeitos para evitar mais contaminação ambiental, movendo os rejeitos de sua localização atual.

[0060] Os orifícios de desidratação 150 criados para reduzir a pressão hidráulica da parede da barragem 5, uma vez criada, podem opcionalmente ter instalado uma bomba submersível de alto volume capaz de lidar com água suja, normalmente eles seriam semelhantes aos encontrados nas entradas das minas subterrâneas que impedem minas subterrâneas inundando durante as estações chuvosas ou chuvas repentinas, sendo capaz de lidar com altos volumes de água suja (geralmente de 0% a 15% de sólidos) em uma base ad hoc para reduzir ainda mais a possibilidade de qualquer água parada em qualquer lugar do poço de rejeitos.

[0061] Embora a invenção seja descrita usando dois pontões 10, pode ser utilizado qualquer número de pontões 10. Por exemplo, apenas um pontão 10 pode ser usado, ou três ou mais, dependendo da velocidade e extensão desejadas de desidratação e do tamanho da lagoa.

Claims

Método caracterizado pelo fato de que compreende:
escavar um canal em uma lagoa de rejeitos de uma margem da lagoa de rejeitos e flutuar um pontão na água no canal da margem ao longo do canal,
em que:
a escavação envolve a decomposição de rejeitos sólidos na lagoa de rejeitos em uma lama usando água e a remoção da lama usando uma bomba de lama submersa montada no pontão.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
durante a escavação, a água para quebrar os rejeitos sólidos é fornecida pelo pontão.
Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que:
a água fornecida pelo pontão é pelo menos parcialmente extraída do canal pelo pontão.
Método, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que:
durante a escavação, a água é fornecida ao pontão a partir de uma margem da lagoa de rejeitos.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que:
a água é fornecida ao canal durante a escavação além da lagoa de rejeitos.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que:
a quantidade de água contida na pasta (densidade) é controlada para atingir um determinado nível.
Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que:
a quantidade de água contida na pasta é controlada variando a profundidade abaixo do pontão da bomba de pasta.
Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que:
a quantidade de água contida na pasta é controlada pela variação da vazão da água usada na decomposição de rejeitos sólidos.
Método, de acordo com a reivindicação 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que:
a quantidade de água contida na pasta é controlada variando uma taxa de fluxo de água fornecida à bomba de pasta e descarregada pela bomba de pasta.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que:
a lama removida viaja da bomba de lama para um ponto de descarga ao longo de um tubo e a quantidade de água contida na lama no tubo é controlada pela variação da quantidade de água adicionada ao tubo na posição entre a bomba de lama e o ponto de descarga.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que:
o pontão é controlado remotamente a partir da costa da lagoa de rejeitos.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que:
um jato de água impulsiona o pontão ao longo do canal.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de jatos de água no pontão controla o pontão direcionalmente.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a pasta removida é reprocessada para remover um material contido na pasta.
Método para desidratar uma lagoa de rejeitos retida por uma barragem caracterizado pelo fato de que compreende:
escavar um buraco de escavação na lagoa de rejeitos;
permitir que a água dos rejeitos circundantes entre no buraco da escavação; e
bombear água no furo de escavação para fora do furo de escavação e descarregar além de uma ponta da barragem.
Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que:
um pontão flutua na água no buraco da escavação e suporta o equipamento usado para a etapa de bombear água.
Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que:
antes de escavar o buraco de escavação, o pontão flutua ao longo de um canal na lagoa de rejeitos para o local em que o buraco de escavação deve ser escavado usando o método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que:
a desidratação está localizada nos rejeitos adjacentes à barragem.