Хвостохраниилища Олимпиадинского ГОКа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА «ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО И ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ»

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

По предмету «Накопители»

На тему «Хвостохраниилища Олимпиадинского ГОКа»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы 5015/5           Куланхин О.И.

    Проверил профессор, к.т.н                          Уманец В.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………………………..3

1. Общая характеристика  предприятия………………………………………………………5

2. Природно-климатические  условия района………………………………………………..6

3. Исходные данные для  проектирования……………………………………………………8

4. Существующие сооружения  и системы хвостового хозяйства…………………………12

5. Системы подготовки пульпы и гидротранспорта промышленных отходов…………..14

5.1 Комплекс сгущения……………………………………………………………………..14

5.2 Система гидротранспорта промышленных отходов из гидрометаллургических цехов №1 и №2 …………………………………………………………………………………….16

5.3 Транспорт и укладка "сухих" промышленных отходов……………………………….19

Заключение……………………………………………………………………………………21

Список литературы…………………………………………………………………………..22

 

 

Введение

 

Твердые и жидкие отходы образуются на всех промышленных предприятиях. При обогащении руд черных и цветных металлов образуется значительное количество мелкоизмельченной пустой породы - хвостов.

Накопление, хранение, утилизация и консервация дисперсных промышленных отходов - хвостов рудообогащения является одной из наиболее актуальных экологических проблем. Экологически обоснованные технологии обращения с такими отходами во многом определяют современный уровень охраны окружающей природной среды и рационального природопользования.

С целью предотвращения загрязнения окружающей природной среды, а также для отстаивания, осветления, испарения, доочистки и накопления при повторном использовании в системе водооборота или перед сбросом в водоемы сточные воды аккумулируют в специально подготовленных емкостях - накопителях.

Накопители - сооружения, предназначенные для накопления и длительного хранения указанных отходов с последующей их утилизацией в качестве вторичного минерального сырья, они должны соответствовать современным экологическим требованиям, быть достаточно надежными и экономичными. Необходимо минимизировать утечки загрязненных вод из накопителей, обеспечить устойчивость ограждающих дамб и безопасную эксплуатацию сооружения в целом. Поэтому проектирование дамб, противофильтрационных, дренажных и других конструктивных элементов накопителей является важнейшей составной частью природоохранных мероприятий при складировании и длительном хранении дисперсных промышленных отходов. При строительстве накопителей в суровых климатических условиях (Центральная и восточная Сибирь, Енисейский Север, Якутия, Колыма) в проектах накопителей необходимо предусматривать теплозащитные мероприятия и учитывать специфические особенности вечной мерзлоты.

В данной работе рассматриваются  основные проектные решения хвостохранилища  Олимпиадинского горно-обогатительного комбината (ГОКа), расположенного на территории Северо-Енисейского района Красноярского края.

Хвостохранилище - комплекс сооружений, предназначенных для  складирования хвостов - тонкоизмельченной  пустой породы, образующейся при обогащении руд на горнорудных предприятиях. Хвосты поступают в хвостохранилище в виде пульпы с отношением количества твердых минеральных частиц к воде, достигающим 1:15 - 1:30. Твердые частицы осаждаются, а осветленная вода отводится для повторного использования или сбрасывается в водоем. В состав хвостохранилища входят первичная дамба и дамбы последующих ярусов наращивания, противофильтрационные устройства, дренажи, водосбросные сооружения, системы гидротранспорта и пылеподавления.

 

1. Общая характеристика предприятия

 

Основным видом деятельности Олимпиадинского горно-обогатительного комбината является добыча полезных ископаемых на месторождениях, и переработка их на обогатительных фабриках. По объёмам сырьевой базы и производства предприятие входит в число крупнейших мировых компаний по добыче полезных ископаемых. Месторождения, разрабатываемые компанией, расположены в Красноярском крае, Иркутской, Магаданской, Амурской областях и Республике Саха (Якутия). Компания была создана в 1980 г. как артель старателей.

С 1983 г. артель принимает участие в изучении и освоении Олимпиадинского месторождения. В начале 1990-х г. артель преобразована в закрытое акционерное общество, которое в 1994 г. получило лицензию на добычу полезных ископаемых. В 1996 г. компания завершила строительство и запустила в эксплуатацию первую технологическую линию Олимпиадинского горно-обогатительного комбината (ГОК) - обогатительную фабрику №1 (ОФ-1), в 2001 г вступила в строй вторая технологическая линия - ОФ-2, что значительно повысило эффективность разработки месторождения. Горно-обогатительный комплекс ведет добычу и переработку запасов руды Олимпиадинского и Местного месторождений.

Основной объем добычи приходится на карьер Глубокий Олимпиадинского  месторождения, мощностью 17 млн. м³ по горной массе. Глубина Глубокого карьера в настоящее время превысила 300 м, а диаметр на уровне дневной поверхности - 1,2 км. Отработка карьера ведется крутыми слоями с выделением этапов. Высота рабочего уступа - 10 м, нерабочего в предельном положении 20 и 30 м, углы откосов рабочих уступов - 80 - 75 град, нерабочих строенных - 75 град. Ширина рабочих площадок меняется от минимальной величины 30 м до 80 - 100 м. Среднегодовое понижение горных работ превышает 40 м/г.

Олимпиадинский ГОК имеет развитую инфраструктуру, включающую карьер открытой добычи руды, три обогатительные фабрики, промплощадку (РМЗ, гаражи, котельная, склады, АБК и пр.), жилищный комплекс.

 

2. Природно-климатические условия  района

 

Административно Олимпиадинский горно-обогатительный комбинат, включая месторождение и площадку накопителя обогатительных фабрик № 1,2,3 (ОФ - 1,2,3), расположен на территории Северо-Енисейского района Красноярского края.

Географически район относится  к центральной части Енисейского  кряжа и представляет из себя расчлененное низкогорье, вытянутое в северо-западном направлении.

Сейсмичность района - 7 баллов. Район относится к зоне средней тайги с резко континентальным  климатом. Зима продолжительная и  холодная. Лето короткое и жаркое. Устойчивый снежный покров устанавливается  в конце сентября - начале октября и, как правило, лежит до середины мая начала июня. Число дней в году с устойчивым снежным покровом - 223.

Абсолютная минимальная  температура самого холодного месяца января - минус 61°С, максимальная температура  наиболее жаркого периода года (июль) - плюс 34°С, среднегодовая - минус 5-6 °С.

Средняя температура  наиболее холодной пятидневки - минус 48 °С, наиболее холодных суток - минус 50 °С. Общее среднее число дней с  отрицательной температурой - 242 дня. Вечная мерзлота в районе расположения накопителя отсутствует.

Повторяемость ветров характеризуется  преобладающим влиянием юго-западных, западных, северо-западных и южного направлений - соответственно более 37 %, 15 %, 10 % и 16 %. Среднегодовая скорость ветра - 3,5 м/сек. Максимальная скорость ветра 5 %-ой обеспеченности - 26 м/сек. Средняя относительная влажность воздуха - 74 %. Суммарное среднее годовое количество осадков - 514 мм, максимальное - 571мм.

Гидрогеологические условия участка  характеризуются наличием грунтовых (порово-пластовых) вод в рыхлых делювиальных и элювиальных отложениях и пластово-трещенных вод в коренных породах. Гидравлически эти воды связаны между собой.

К неблагоприятным физико-геологическим  явлениям относятся заболачивание  долин ручьев на предполагаемых к  строительству участках русловых дамб, наличие родников на склонах в зонах тектонических разломов, способствующих развитию местных оползневых процессов, а также склоновые стоки дождевых и паводковых вод, которые приводят к образованию промоин на бортах долин. В период паводков и интенсивных осадков в пределах промплощадки возможно формирование водоносного горизонта в крупнообломочных отложениях и в скальном массиве в зоне открытой трещиноватости. В геологическом строении площадки принимают участие четвертичные техногенные, делювиальные, аллювиальные и элювиальные отложения, а также верхнепротерозойские образования сухопитской серии, имеющие различный петрографический состав и условия залегания. В долине руч. Ивановский при выполнении изысканий обнаружены породы магматического комплекса, представленные гранито-гнейсами.

 

3. Существующие сооружения и системы хвостового хозяйства

 

Наливной накопитель овражного  типа.

Емкость накопителя образована перегораживанием долины ручья Быстрый ограждающей  водоудерживающей дамбой с противофильтрационным экраном из суглинка высотой 54,0 м. Отметка гребня дамбы последней, 3-ей очереди реконструкции составляет 152,0 м, протяженность по гребню - около 650 м, ширина по верху - 12 м, заложение низового откоса 1:1,6, верхового -1:2. В соответствии с СНиП 33-01-2003 накопитель Олимпиадинского горно-обогатительного комбината (ГОКа) с ограждающей дамбой высотой более 50 м относится к гидротехническим сооружениям 1-го класса.

Для повышения безопасности сооружения, предупреждения приближения уреза воды отстойного пруда непосредственно к телу ограждающей дамбы вдоль верхового откоса ежегодно отмывается и наращивается защитный экран из хвостов. Намыв экрана производится посредством рассредоточенных выпусков из стальных труб диаметром 20-30 мм, врезанных в распределительный пульпопровод, проложенный по гребню дамбы.

При предельно - допустимой отметке  заполнения дамбы 3-ей очереди 150,0 м  суммарная емкость накопителя составит 37,86 млн. м³, площадь поверхности - 2,24 км². В соответствии с климатическими условиями и режимом эксплуатации объем воды в отстойном пруду в значительной мере зависит от периода года и изменяется от 2,5 до 4 млн. м³ при площади около 1,2 км² и средней глубине от 2-3 до 4-5 м. Максимальные глубины находятся со стороны северо-западного борта накопителя в районе плавучей насосной станции и достигают 6-7 м.

Основной период года при температуре  окружающей среды ниже минус 5 °С хвостовая  пульпа сбрасывается через сосредоточенные  выпуски непосредственно в емкость  отстойного пруда. Учитывая климат района, с суровыми морозами до минус 50 °С, значительная часть хвостовой пульпы может намораживаться на поверхность ледяного покрова. В результате, при существующем расположении водоприемного колодца, рядом с ограждающей дамбой ограничивается возможная продолжительность сброса хвостов на ближних участках к площадке обогатительных фабрик (ОФ - 2) № 1 и № 2, ухудшаются условия оборотного водоснабжения, не удается увеличить ширину надводного пляжа из хвостов вдоль ограждающей дамбы, создаются предпосылки для заиливания водосбросного коллектора. В настоящее время к эксплуатации подготовлена и опробована плавучая насосная станция, расположенная на расстоянии более 1,2 км от промплощадки, на северном борту накопителя.

Поперек продольной оси накопителя в настоящее время отсыпана разделительная дамба, которая позволяет улучшить использование емкости накопителя и предупредить прямое поступление хвостовой пульпы ОФ - 2 в существующий водоприемный колодец.

По данным наблюдений, в нижнем бьефе накопителя наблюдались случаи выноса мелких частиц грунта фильтрационной водой. Для откачки загрязненных дренажных стоков и талых вод в нижнем бьефе ограждающей дамбы установлены группы (два подъема) специальных грунтовых насосов.

Наиболее вероятно, что указанное  явление является следствием некачественного выполнения работ по устройству защитного противофильтрационного экрана или сопряжения тела плотины с основанием и прилегающей местностью во время первоначального строительства, выполнения второго и третьего этапов реконструкции. В дальнейшем, в условиях постоянного роста напора на сооружение, это может привести к более интенсивному проявлению суффозионных процессов с развитием просадок и деформаций тела основной дамбы со всеми вытекающими последствиями. Существующие технологии по повышению фильтрационной прочности и устойчивости водоудерживающих плотин требуют проведения большого объема дополнительных исследований и значительных материально-экономических затрат на реализацию принятых решений. Более эффективным, надежным и достаточно апробированным способом дальнейшего наращивания ограждающей дамбы для создания дополнительной емкости и обеспечения безопасности накопителя Олимпиадинского ГОКа при последующей эксплуатации, является переход на намывной способ возведения основной ограждающей дамбы с одновременным увеличением длины надводного пляжа из хвостовых отложений.

Система водоотведения.

Она предназначена для перехвата  паводковых, ливневых и естественных стоков, отвода их в нижний бьеф ограждающей  дамбы накопителя и включает в себя:

1) нагорные (водоотводные) каналы №  1,2,3 суммарной протяженностью 7,95 км;

2) водоудерживающие плотины на  ручьях Сухой и Ивановский;

3) быстроток в виде выемки  в скальном грунте, обеспечивающий  гидротранспорт стоков на участке  местности с уклоном более 0,06.

Состояние сооружений существующей системы  водоотведения удовлетворительное, но с ростом уровня заполнения накопителя при последующей эксплуатации свыше  отметки 152,0 м они будут затоплены  и поэтому после 2009 г не смогут предотвратить поступления стоков с прилегающей территории в емкость накопителя.

Система гидротранспорта хвостов.

Подача хвостовой пульпы ОФ - 1 и  ОФ - 2 на гребень ограждающей дамбы  и ближние точки накопителя осуществляется в настоящее время в напорно-самотечном режиме, по стальным трубопроводам диаметром 400-500 мм, уложенным по поверхности земли на опорах.