RU2748474C1

RU2748474C1 - Method for erecting aggradational structure

Info

Publication number: RU2748474C1
Application number: RU2020116637A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Фролов; Ирина Владимировна Зайцева
Original assignee: Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева"
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-05-26

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the area of hydraulic engineering and can be used in construction and operation of aggradational waste storage. A method of erecting an aggradational structure by constructing primary diverging dams 1 and buildup tier dams 2, pulp outlets 5, aggradation section within the above-water slope 6 and a settling pond 7, launders 8 installed at a distance from the upper dam 3 at least 1.2 times greater than the distance L from the lower dam 4 to the launders 8 for aggradation of the ravine-type aggradational structure in winter from the upper dam 3 and in the rest of the year from the lower dam 4.

EFFECT: increased reliability of the aggradational structure and efficiency of pulp clarification.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве и эксплуатации намывных хранилищ отходов.The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in the construction and operation of reclaimed waste storage.

Известен способ возведения намывного сооружения (Рекомендации по проектированию и строительству шламонакопителей и хвостохранилищ металлургической промышленности // ВНИИ ВОДГЕО. - М., Стройиздат, 1986, С. 68, рис. 29), в котором устраивают первичную ограждающую дамбу и дамбы ярусов наращивания, пульповыпуски, секцию намыва в составе надводного откоса и отстойного пруда, водосбросной колодец, в котором намыв от дамб сооружения овражного типа производится по встречно-торцевой, комбинированной схеме. Водосбросные колодцы размещают таким образом, чтобы расстояние от колодца до дамбы было минимальным и обеспечивалось требование к осветлению пульпы.There is a known method of erection of an alluvial structure (Recommendations for the design and construction of sludge ponds and tailings of the metallurgical industry // VNII VODGEO. - M., Stroyizdat, 1986, S. 68, Fig. 29), in which they arrange the primary enclosing dam and dams of the build-up tiers, slurry outlets , a section of reclamation as part of a surface slope and a settling pond, a spillway, in which the reclamation from dams of a ravine-type structure is carried out according to a counter-end, combined scheme. Spillway wells are placed in such a way that the distance from the well to the dam is minimal and the requirement for clarification of the slurry is ensured.

Недостатком данного способа является значительный объем отстойного пруда, который необходим для обеспечения качества воды в колодце с целью последующего ее использования в технологическом цикле, что ограничивает возможность наращивания сооружения в высоту и не позволяет эффективно заполнить полезную емкость сооружения.The disadvantage of this method is a significant volume of a settling pond, which is necessary to ensure the quality of water in the well for its subsequent use in the technological cycle, which limits the possibility of building up the structure in height and does not allow to effectively fill the useful capacity of the structure.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу по совокупности существенных признаков является принятое нами за прототип техническое решение - способ встречно-торцевого намыва, путем устройства первичной ограждающей дамбы и дамбы ярусов наращивания, пульповыпусков, секции намыва с надводным откосом и отстойным прудом. Намыв от дамб сооружения производят по встречно-торцевой схеме, при намыве от одной из дамб, например, правосторонней, осветленная пульпа поступает в водосбросной колодец, установленный со стороны противоположной дамбы, а при намыве от противоположной дамбы осветленная пульпа поступает в колодец, установленный у правосторонней дамбы (ВСН 385-88 «Устройство оснований под гражданское и промышленное строительство гидромеханизированным способом», Минмонтажспецстрой СССР, М., 1988, Приложение 6, черт 5.).The closest in technical essence to the claimed method in terms of the totality of essential features is the technical solution adopted by us as a prototype - a method of counter-end alluvial, by means of the device of a primary enclosing dam and a dam of build-up tiers, slurry outlets, an alluvial section with a surface slope and a settling pond. Alluvium from the dams of the structure is carried out according to the counter-end scheme, when alluvial from one of the dams, for example, right-sided, the clarified pulp enters the spillway installed on the side of the opposite dam, and when inwash from the opposite dam, the clarified pulp enters the well installed at the right-side dams (VSN 385-88 "Arrangement of foundations for civil and industrial construction in a hydromechanized way", Minmontazhspetsstroy USSR, M., 1988, Appendix 6, drawing 5.).

Основным недостатком прототипа является возможность приближения отстойного пруда к ограждающим дамбам (первичным и ярусов наращивания), что может привести к разрушению дамб и поступлению взвесенесущего потока на прилегающую территорию с причинением вреда. Другим недостатком является возможность не эффективного осаждения частиц пульпы (осветления пульпы) на надводном откосе, особенно в зимний период эксплуатации, что не обеспечивает качество воды необходимое для ее последующего использования в технологическом цикле без дополнительного увеличения размеров отстойного пруда, а это повышает возможность приближения пруда к ограждающим дамбам.The main disadvantage of the prototype is the possibility of approaching the settling pond to the enclosing dams (primary and build-up tiers), which can lead to the destruction of dams and the inflow of a suspended flow into the adjacent territory, causing harm. Another disadvantage is the possibility of ineffective sedimentation of pulp particles (clarification of the pulp) on the surface slope, especially in the winter period of operation, which does not provide the water quality necessary for its subsequent use in the technological cycle without further increasing the size of the settling pond, and this increases the possibility of approaching the pond to enclosing dams.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ, состоит в повышении надежности намывного сооружения и эффективности осветления пульпы.The technical result to be achieved by the proposed method consists in increasing the reliability of the alluvial structure and the efficiency of pulp clarification.

Для достижения вышеуказанного технического результата в предлагаемом способе возведения намывного сооружения, путем устройства первичных ограждающих дамб и дамб ярусов наращивания, пульповыпусков, секции намыва в составе надводного откоса и отстойного пруда, водосбросных колодцев, которые устанавливают от верховой дамбы намывного сооружения овражного типа на расстоянии как минимум в 1,2 раза превышающего расстояние L от низовой дамбы до водосбросных колодцев, для осуществления в зимний период намыва от верховой дамбы, а в остальное время года от низовой дамбы.To achieve the above technical result in the proposed method of erection of an alluvial structure, by arranging primary enclosing dams and dams of build-up tiers, slurry outlets, an alluvial section as part of a surface slope and a settling pond, spillways, which are installed from the upstream dam of a gully-type alluvial structure at a distance of at least 1.2 times greater than the distance L from the downstream dam to the spillways, for the implementation in the winter period of reclamation from the upstream dam, and in the rest of the year from the downstream dam.

Отличительным признаком предложенного способа является установление водосбросных колодцев на намывном сооружении овражного типа на расстоянии от верховой дамбы как минимум в 1,2 раза превышающего расстояние от низовой дамбы для осуществления в зимний период намыва от верховой дамбы, а в другое время года от низовой дамбы.A distinctive feature of the proposed method is the establishment of spillways on the reclaimed structure of a ravine type at a distance from the upstream dam at least 1.2 times the distance from the downstream dam for the implementation of the reclamation from the upstream dam in winter, and from the downstream dam at other times of the year.

Благодаря такому размещению водосбросных колодцев в зимний период намыва, обеспечивается равномерный и эффективный намыв надводного откоса. Повышается надежность намывного сооружения овражного типа, так как намыв в зимний период, характеризующейся повышенной аварийностью, со стороны низовой, наиболее высокой дамбы сооружения не производится.Due to this arrangement of spillway wells in the winter period of reclamation, a uniform and effective reclamation of the above-water slope is ensured. The reliability of the gully-type alluvial structure increases, since the reclamation in the winter period, characterized by an increased accident rate, from the side of the lower, highest dam of the structure is not performed.

Подобная установка водосбросных колодцев на намывных сооружениях овражного типа позволяет уменьшить размеры и объем отстойного пруда, как в зимний, так и в остальные периоды года; отстойный пруд находится в значительном удалении от ограждающих дамб; уменьшение объема пруда и его удаление от дамб в случае аварии позволяет минимизировать причиняемый вред прилегающей территории.Such installation of spillway wells on gully-type alluvial structures makes it possible to reduce the size and volume of the settling pond, both in winter and in other seasons; the settling pond is located at a considerable distance from the enclosing dams; reducing the volume of the pond and its removal from the dams in the event of an accident minimizes the damage to the adjacent territory.

Предлагаемый способ возведения намывного сооружения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2.The proposed method for erecting an alluvial structure is illustrated by the drawings shown in FIG. 1 and 2.

На фиг. 1 показан поперечный разрез намывного сооружения овражного типа.FIG. 1 shows a cross-section of an alluvial structure of a ravine type.

На фиг. 2 - план намывного сооружения овражного типа.FIG. 2 - plan of the alluvial structure of the ravine type.

На чертежах показаны первичные ограждающие дамбы 1 и дамбы ярусов наращивания 2, в намывных сооружениях овражного типа первичные и дамбы ярусов наращивания 1 и 2 образуют верховую 3 и низовую 4 дамбы (фиг. 2), пульповыпуски 5, надводный откос 6, отстойный пруд 7, водосбросные колодцы 8, L - расстояние от низовой дамбы 4 до водосбросных колодцев 8 (фиг. 2)The drawings show the primary enclosing dams 1 and dams of the build-up tiers 2, in the alluvial structures of the ravine type, the primary and dams of the build-up tiers 1 and 2 form upstream 3 and downstream 4 dams (Fig. 2), slurry outlets 5, surface slope 6, settling pond 7, spillways 8, L is the distance from the downstream dam 4 to spillways 8 (Fig. 2)

Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.

Намывное сооружение возводят путем отсыпки первичной ограждающей дамбы 1 с установлением пульповыпусков 5, водосбросных колодцев 8, установленных попарно. При подаче воды или пульпы в сооружение образуется отстойный пруд 7.The alluvial structure is erected by filling the primary enclosing dam 1 with the establishment of slurry outlets 5, spillways 8, installed in pairs. When water or slurry is supplied to the structure, a settling pond 7 is formed.

В дальнейшем эксплуатацию производят непрерывно: по пульповыпускам 5 производят намыв отходов, образуется надводный откос 6 и при заполнении емкости сооружения (повышении высотных отметок намыва надводного откоса 6 и отстойного пруда 7) производят работы по отсыпке дамб ярусов наращивания 2 и наращиванию водосбросных колодцев 8.In the future, the operation is carried out continuously: on slurry outlets 5, waste is washed up, a surface slope 6 is formed, and when the capacity of the structure is filled (an increase in the elevation marks of an overflow of a surface slope 6 and a settling pond 7), work is carried out to fill the dams of the build-up tiers 2 and build up spillways 8.

Для равномерного повышения отметок намыва осуществляют управление намывом выпуском пульпы из пульповыпусков 5 таким образом, чтобы исключить образование отстойного пруда 7 вблизи первичной ограждающей дамбы 1 и дамб ярусов наращивания 2 и тем самым создать упорную призму являющуюся совокупностью дамб 1, 2 и надводного откоса 6 намывного сооружения препятствующих аварии с поступлением взвесенесущего потока (волны прорыва) на прилегающую территорию. Поддержание размеров отстойного пруда 7 обеспечивают путем ступенчатого повышения уровня воды на водосбросных колодцах 8.To uniformly increase the alluvium levels, the alluvial discharge of the pulp from the slurry outlets 5 is controlled in such a way as to exclude the formation of a settling pond 7 near the primary enclosing dam 1 and dams of the build-up tiers 2 and thereby create a thrust prism, which is a combination of dams 1, 2 and a surface slope 6 of the alluvial structure preventing accidents with the flow of suspended matter (breakthrough waves) to the adjacent territory. Maintaining the size of the settling pond 7 is ensured by a stepwise increase in the water level at the spillways 8.

Для повышения надежности сооружения овражного типа и уменьшения размеров отстойного пруда 7 намыв в зимний период производят из пульповыпусков 5 со стороны верховой дамбы 3 и включением в работу одного из попарно установленных водосбросных колодцев 8. В остальное, не зимнее время года (безморозный период) намыв производят из пульповыпусков 5 со стороны низовой дамбы 4 с включением в работу одного из водосбросных колодцев 8.To increase the reliability of the ravine-type structure and reduce the size of the settling pond 7, the alluvium in the winter period is made from the slurry outlets 5 from the side of the upper dam 3 and the inclusion of one of the pairwise installed spillways 8. In the rest, not in the winter season (frost-free period), the alluvium is carried out from slurry outlets 5 from the side of the downstream dam 4 with the inclusion of one of the spillway wells 8.

Расстояние от верховой дамбы 3 до водосбросных колодцев 8, при намыве со стороны верховой дамбы определяется таким образом, чтобы в зимний период обеспечивалось необходимое эффективное осветление пульпы, включая осаждение частиц пульпы на надводном откосе бив отстойном пруду 7 (на верховой поверхности намывного сооружения). Расстояние от места выпуска пульпы со стороны низовой дамбы 4 до водосбросных колодцев 8 определяется таким образом, чтобы при намыве в остальное, не зимнее время обеспечивалось необходимое эффективное осветление пульпы.The distance from the upstream dam 3 to the spillways 8, when reclaimed from the upstream dam, is determined in such a way that in the winter period the necessary effective clarification of the pulp is provided, including the sedimentation of pulp particles on the surface slope of the settling pond 7 (on the upper surface of the alluvial structure). The distance from the place where the pulp is discharged from the side of the downstream dam 4 to the spillways 8 is determined in such a way that the necessary effective clarification of the pulp is ensured when inundating into the rest, not winter time.

По результатам исследований, при одинаковых расходах и концентрациях пульпы, расстояние от места выпуска от дамб до водосбросного колодца 8, которое необходимо для эффективного осветления пульпы в зимний период превышает как минимум в 1,2 раза расстояние L, которое необходимо для эффективного осветления в остальное время года. Это различие связано с ухудшением осаждения частиц на верховой поверхности намывного сооружения в зимний период из-за увеличения скорости движения пульпы вследствие уменьшения живого сечения потока: на надводном откосе 6 - из-за образования наледи и покрытия откоса снегом; а в отстойном пруду 7 - вследствие образования льда.According to the research results, at the same flow rates and pulp concentrations, the distance from the outlet from the dams to the spillway 8, which is necessary for effective clarification of the pulp in winter, exceeds at least 1.2 times the distance L, which is necessary for effective clarification the rest of the time. of the year. This difference is associated with the deterioration of the deposition of particles on the upper surface of the alluvial structure in winter due to an increase in the speed of the pulp due to a decrease in the free area of the flow: on the surface slope 6 - due to the formation of ice and snow covering the slope; and in the settling pond 7 - due to the formation of ice.

Таким образом, в предлагаемом способе увеличивается надежность намывного сооружения вследствие расположения отстойного пруда 7 минимальных размеров в центре и повышения устойчивости дамб (верховой 3 и низовой 4 на намывном сооружении овражного типа), намываемыми отходами, образующими надводный откос 6. Эффективное заполнение и повышение качества (осветление) отводимой с сооружения воды обеспечивается размещением водосбросных колодцев 8 на расстояниях от дамб (от верховой 3 и низовой 4 на намывном сооружении овражного типа), которые учитывают различия на верховой поверхности намывного сооружения в зимний и безморозные периоды года.Thus, in the proposed method, the reliability of the alluvial structure is increased due to the location of the settling pond 7 of the minimum size in the center and the increase in the stability of the dams (upstream 3 and downstream 4 on the alluvial structure of the ravine type), washed-up waste that forms the overwater slope 6. Efficient filling and quality improvement ( clarification) of the water discharged from the structure is ensured by the placement of spillway wells 8 at distances from the dams (from the upstream 3 and downstream 4 on the reclamation structure of the ravine type), which take into account the differences on the upstream surface of the alluvial structure in winter and frost-free periods of the year.

Claims

A method of erecting an alluvial structure by arranging primary enclosing dams 1 and dams of build-up tiers 2, slurry outlets 5, an alluvial section as part of a surface slope 6 and a settling pond 7, spillway wells 8, characterized in that the spillway wells 8 are installed at a distance from the upper dam 3, at least 1.2 times greater than the distance L from the downstream dam 4 to the spillways 8 for reclamation of the gully-type alluvial structure in winter from the upstream dam 3, and in the rest of the year - from the downstream dam 4.