Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Стриженок Алексей Владимирович

Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования
<
Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Стриженок Алексей Владимирович. Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования: диссертация ... кандидата технических наук: 25.00.36 / Стриженок Алексей Владимирович;[Место защиты: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный""], 2015.- 184 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Современные проблемы при обращении с отходами горнодобывающей и горно-перерабатывающей отраслей промышленности 11

1.1 Экологические аспекты при обращении с отходами производства и потребления в Российской Федерации 11

1.2 Техногенные массивы и способы их формирования на предприятиях минерально-сырьевого комплекса 20

1.2.1 Насыпные техногенные массивы 23

1.2.2 Намывные техногенные массивы 30

1.2.3 Техногенные наносы 34

1.2.4 Свалки бытового и промышленного мусора 44

1.3 Особенности воздействия намывных техногенных массивов на окружающую среду 45

1.3.1 Воздействие намывных техногенных массивов на атмосферу 52

1.3.2 Воздействие намывных техногенных массивов на гидросферу 56

1.3.3 Воздействие намывных техногенных массивов на почвенный покров и растительность 60

1.3.4 Воздействие намывных техногенных массивов на здоровье населения 63

Выводы к первой главе 66

ГЛАВА 2 Мониторинг и оценка негативного воздействия намывных техногенных массивов оао «апатит» на компоненты природной среды 67

2.1 Характеристика хвостохранилища АНОФ-2 как источника загрязнения

окружающей среды 67

2.1.1 Природно-климатические и инженерно-геологические условия расположения хвостохранилища АНОФ-2 69

2.1.2 Технологическая схема переработки апатит-нефелиновых руд 74

2.1.3 Краткая характеристика гидротехнических сооружений

2.1.4 Воздействие хвостового хозяйства на атмосферный воздух, реализуемые средозащитные мероприятия 81

2.1.5 Воздействие хвостового хозяйства на поверхностные и подземные воды, реализуемые средозащитные мероприятия 88

2.1.6 Воздействие хвостового хозяйства на почвенные ресурсы, реализуемые средозащитные мероприятия 92

2.2 Пыление намывного массива АНОФ-2 94

2.2.1 Характеристика хвостов обогащения АНОФ-2 95

2.2.2 Мониторинг атмосферного воздуха в районе расположения хвостохранилища АНОФ-2 103

Выводы ко второй главе 119

ГЛАВА 3 Снижение техногенной нагрузки намывных массивов ОАО «Апатит » 120

3.1 Способы пылеподавления на намывных техногенных массивах 120

3.2 Мероприятия по охране атмосферного воздуха, внедренные на ОАО «Апатит» 124

3.3 Способ селективного закрепления пылящих поверхностей намывных техногенных массивов 128

3.4 Ранжирование территории намывного массива АНОФ-2 на зоны по степени потенциальной опасности 136

3.5 Эффективность предложенного средозащитного мероприятия 142

Выводы к третьей главе 146

ГЛАВА 4 Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов оао «апатит» и эколого экономическое обоснование 148

4.1 Система управление экологической безопасностью намывного массива АНОФ-2 в процессе его формирования 148

4.2 Эколого-экономическое обоснование системы управления экологической безопасностью намывных техногенных массивов при их формировании 162

4.2.1 Затраты на внедрение системы управления 162

4.2.2 Предотвращенный эколого-экономический ущерб 163

4.2.3 Предотвращенный ущерб здоровью населения 166

Выводы к четвертой главе 170

Заключение 172

Список литературы 1

Техногенные массивы и способы их формирования на предприятиях минерально-сырьевого комплекса

Современный уровень переработки и повторного использования промышленных отходов для высокоразвитых стран составляет 60-65 %. Утилизации главным образом подвергаются термопластовые отходы, сероводородные вещества, продукты выщелачивания сульфидов, отработанные масла, пыль, зола, отходы промышленности стройматериалов, шлаки сталелитейного производства, строительный мусор, грунты. При этом раздельные способы сбора и складирования отходов повышают степень их использования.

Тем не менее, оставшаяся часть промышленных отходов подвергается захоронению или временному хранению в хранилищах отходов, формирующихся на поверхности земли, в ее приповерхностной части или в глубоких горизонтах.

Общий объём захоронения и временного хранения отходов в Российской Федерации по отраслям промышленности и по классам опасности представлены в таблице 1.5 и таблице 1.6 соответственно.

Складирование отходов производства и потребления в хранилища отходов, в зависимости от их физико-химических свойств, может осуществляться по нескольким схемам:

I схема - поверхностное складирование отходов, которое может осуществляться как без строительства специальных инженерных сооружений (складирование твердых отходов проводится непосредственно на дневной поверхности, иногда даже без снятия почвенного слоя), так и в специальных накопителях с формированием оградительных дамб (гидроотвалы, хвосто- и шламохранилища, золоотвалы). Подобное складирование характерно для горнодобывающих и горно-перерабатывающих, химических, металлургических и энергетических предприятий с большим выходом отходов.

II схема - приповерхностный способ складирования (первые метры от поверхности) с устройством неглубоких котлованов, в некоторых случаях сопровождающийся строительством невысоких оградительных дамб. Обычно таким способом производится складирование твердых отходов, состоящих из продуктов жизнедеятельности человека (бытовых отходов, отходов очистных сооружений, радиоактивных отходов с низкой или средней активностью).

Хранилища отходов, сформированные по первым двум схемам можно классифицировать: - по срокам хранения отходов (постоянные и временные); - по типу отходов (свалки ТБО или особых отходов); - по предварительной обработке отходов (инертные вещества, остаточные продукты, специальные вещества или ТБО); - по конструкции (насыпные, намывные, контейнерные); - по типу складирования (смешанные, «моносвалки» - раздельное складирование с предварительной сортировкой). III схема - глубокое захоронение особо опасных промышленных отходов (десятки метров). В этом случае складирование производят в карты-котлованы, глубина которых может достигать 25-30 метров. Эту схему захоронения используют для изоляции промышленных токсичных отходов различного профиля [6].

Чаще всего для III и IV схем складирования промышленных отходов выбирают территории, в разрезе которых располагаются относительно непроницаемые, достаточно прочные и устойчивые к воздействию агрессивных сред породы. В первую очередь принципиальное значение имеют структурно-тектонические особенности региона, определяющие сейсмическую активность территории, наличие региональных и локальных разломов, влияющих на степень дезинтеграции толщи и ее «защитные» характеристики, а также состав, состояние и физико-механические свойства горных пород и их уязвимость под воздействием природных и техногенных факторов [8].

Предприятия минерально-сырьевого комплекса в настоящее время обладают одним из наиболее материалоемких производств, оказывающих значительную техногенную нагрузку на все компоненты природной среды и здоровье населения. Технологические процессы добычи и переработки полезных ископаемых неразрывно связаны с потреблением природных ресурсов и формированием отходов различных классов опасности. Накопление этих отходов и их воздействие на компоненты природной среды на сегодняшний день является одной из главных экологических проблем минерально-сырьевого комплекса во всем мире.

По данным ЮНЕСКО, ежегодно из недр Земли извлекается около 100 млрд. тонн полезных ископаемых, в результате добычи и переработки которых в окружающей природной среде накапливается около 17,4 млрд. тонн твердых и жидких отходов различных классов опасности.

Возрастающая с каждым годом потребность населения в материальных ресурсах и увеличение объёмов добываемого минерального сырья со временем привели к тому, что геологическая деятельность человека стала сопоставимой с природными геологическими процессами. Ещё в 1925 году академик В.И. Вернадский заявлял, что человек своей научной мыслью создаёт «новую геологическую силу», причём эта сила непрерывно возрастает [9].

Предприятия минерально-сырьевого комплекса занимают ведущее место в экономике Российской Федерации. Общая площадь земельных отводов горнодобывающих и горно-перерабатывающих предприятий России составляет приблизительно 2,7 млн. га. По различным данным на долю предприятий минерально-сырьевого комплекса России приходится 35-40 % ВВП страны и около 50 % всего экспорта. За счёт экспорта полезных ископаемых и продуктов их переработки обеспечивается около 80 % всех валютных поступлений Российской Федерации. Учитывая данный факт, не удивительно, что основная доля отходов производства и потребления (более 90 %), образующихся в России, приходится на долю горнодобывающей и горно-перерабатывающей отраслей промышленности.

Природно-климатические и инженерно-геологические условия расположения хвостохранилища АНОФ-2

ОАО «Апатит» расположено в центральной части Кольского полуострова в непосредственной близости от городов Апатиты и Кировск и осуществляет добычу и переработку апатит-нефелиновых руд Хибинских месторождений, а также производство апатитового, нефелинового, сиенитового, сфенового, эгиринового и титаномагнетитового концентратов.

Предприятие разрабатывает шесть месторождений апатит-нефелиновых руд (Кукисвумчоррское, Юкспорское, Апатитовый Цирк, плато Расвумчорр, Коашвинское и Ньоркпахкское) на 4 рудниках (Кировский, Расвумчоррский, Центральный и Восточный) с совокупными мощностями по добыче около 26 млн. тонн руды в год. Переработка руды производится на 2 апатит-нефелиновых обогатительных фабриках - АНОФ-2 и АНОФ-3.

Основная доля добываемой руды перерабатывается на АНОФ-2. Вторая апатит-нефелиновая обогатительная фабрика (АНОФ-2) пущена в эксплуатацию в 1963 году и на сегодняшний день является одной из крупнейших в мире по переработке апатит-нефелиновых руд и производству апатитового концентрата. За почти полувековую историю на АНОФ-2 выработано более 450 млн. тонн апатитового и свыше 40 млн. тонн нефелинового концентратов. Результатом такого длительного и масштабного производства стало формирование одного из крупнейших в России по площади и объёму техногенного массива -хвостохранилище АНОФ-2, которое представлено на рисунке 2.2.

Хвостохранилище АНОФ-2 расположено в губе Белой озера Имандра на расстоянии 8,1 км от промплощадки обогатительной фабрики и в 9 км к северо-западу от города Апатиты. Его территория вытянута с юго-востока на северо 69 запад и ограничена с востока Хибинским горным массивом, а с запада - озером Имандра. Оно введено в эксплуатацию в 1969 году и предназначено для складирования отвальных хвостов обогащения апатит-нефелиновых руд, перерабатывающихся на АНОФ-2, а также тонко дисперсных золошлаковых отходов Апатитской теплоэлектростанции (АТЭЦ).

Первоначальная емкость хвостохранилища была образована отдельными насыпными дамбами, отделяющими часть губы Белая озера Имандра и балочную сеть с водотоками. Дальнейшее наращивание дамб осуществлялось намывным способом, в результате чего дамбы сомкнулись, и в настоящее время емкость хвостохранилища ограждена по всему периметру.

Общая площадь хвостохранилища АНОФ-2 составляет 7,8 км , а периметр по дамбе обвалования - 11550 м. Намывная дамба хвостохранилища на конец 2014 года достигла высоты 73,4 м и относится к сооружениям I класса капитальности. По местоположению хвостохранилище относится к равнинному типу, а по способу заполнения - к намывному типу.

Ежегодно с обогатительной фабрики на хвостохранилище поступает более 6 млн. м хвостов обогащения, а объём хвостов, уложенных с начала эксплуатации АНОФ-2, составляет 637,3 млн. м .

На сегодняшний день хвостохранилище АНОФ-2 является крупнейшим намывным техногенным массивом ОАО «Апатит» и наиболее интенсивным источником техногенного воздействия предприятия на компоненты природной среды и здоровье населения. В этой связи управление экологической безопасностью хвостохранилища АНОФ-2 и других намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» при их формировании является актуальной проблемой для предприятия, которая в настоящее время не имеет решения [39].

Район расположения рассматриваемого намывного техногенного массива относится к зоне субарктического климата с продолжительной суровой зимой (ноябрь-март) и коротким прохладным летом (июнь-август), и определяется в основном горным рельефом, который служит причиной неустойчивости погоды, частых и сильных ветров (до 25-30 м/с) и обилия осадков. Температурный режим в течение года неустойчив, что вызывает частые оттепели в зимнее время, а летом заморозки и снегопады.

В предгорьях Хибин скорость ветра и устойчивость его направления в значительной степени зависят от местных условий рельефа. Наблюдается зональность климатических условий: падение температуры воздуха, увеличение осадков, силы ветра и продолжительности залегания снежного покрова с возрастанием высоты местности. Характерной особенностью погоды является ее неустойчивость и резкая изменчивость, вызываемая частой сменой воздушных масс, перемещением циклонов и фронтов. Зимой, в период наибольшей повторяемости и интенсивности циклонов преобладают направления ветра с северной составляющей. Летом, при увеличении повторяемости антициклонов направление ветра становится менее устойчивым, с выделением большей повторяемость восточных румбов. Средние ежемесячные скорости ветра находятся в интервале 4,5-7,1 м/с.

Способ селективного закрепления пылящих поверхностей намывных техногенных массивов

Для снижения техногенной нагрузки на поверхностные и подземные воды региона на обогатительной фабрике АНОФ-2 принят ряд технических решений и мероприятий по рациональному использованию и охране водных ресурсов.

Система оборотного водоснабжения АНОФ-2 через хвостохранилище. Сточные воды, поступающие с пульпой на хвостохранилище, накапливаются в пруде-отстойнике. При этом в хвостовой лоток главного корпуса предусматривается подача алюмокриемниевого коагулянта-флокулянта (АККФ). В процессе отстаивания объединенных стоков в хвостохранилище происходит очистка сточных вод от взвешенных веществ (от 828 мг/л до 412 мг/л). Осветленная оборотная вода поступает во вторичный отстойник Сейд-озеро, а затем обратно на обогатительную фабрику и используется для технологических нужд в системе оборотного водоснабжения АНОФ-2. На сегодняшний день водооборот на АНОФ-2 составляет 80 %.

Дебалансные сточные воды хвостохранилища проходят предварительную очистку и сбрасываются в поверхностные водные объекты через водоотводной канал реки Белая. Для очистки сточных вод на предприятии применяются рабочие растворы на основе флокулянта ВПК-402. Выбор концентрации рабочего раствора зависит от концентрации загрязняющих веществ в сточных водах и производительности водоочистных сооружений. Применение 0,01-0,02 % рабочих растворов позволяет распределить флокулянт в обрабатываемой воде и способствует образованию хлопьев оптимального размера.

Расход флокулянта зависит от состава и количества загрязнений в воде, поступающей на очистные сооружения. Доза ВПК-402 при использовании его совместно с АККФ, по результатам исследований Центральной лаборатории ОАО «Апатит» установлена в зависимости от количества взвешенных веществ в сточных водах от 0,25 мг/л до 0,9 мг/л [50,53].

Воздействие хвостового хозяйства на почвенные ресурсы, реализуемые средозащитные мероприятия Земли для размещения намывного техногенного массива АНОФ-2, общей площадью 20,8703 км (кадастровый номер земельного участка 51:15:02 04 03:0001) арендуются у администрации города Апатиты, срок аренды - до 31 декабря 2029 года. Наращивание ограждающей дамбы и возведение дамб обвалования из намытых хвостов осуществляется по отработанной на практике схеме, путем срезки части хвостов пляжа. Отсыпка дамб обвалования производится высотой 3 м, что обеспечивает складирование хвостов в течение двух - трех лет.

Намыв пляжей производится по всему периметру хвостохранилища с одновременным подъемом гребня намывного пляжа и горизонта воды в отстойном пруде.

Для снижения техногенной нагрузки на прилегающие территории на АНОФ-2 предусматриваются следующие технические решения:

Пыление техногенных массивов является одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами на предприятиях минерально-сырьевого комплекса. Около 30 % всех взвешенных веществ на предприятиях горнодобывающей и горно-перерабатывающей отраслей промышленности поступают в приземную атмосферу в результате ветрового пыления открытых пляжей и бортов дамб намывных техногенных массивов.

Ветровое пыление намывных техногенных массивов - это сложный процесс, динамика которого зависит от многих факторов: рельеф местности, температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра, влажность и гранулометрический состав породы, высота техногенного массива.

Регулирование процесса пылеобразования при формировании намывных техногенных массивов является сложной и дорогостоящей задачей, особенно в периоды НМУ. В этой связи особую актуальность приобретает разработка и внедрение средозащитных мероприятий, позволяющих на длительный период эффективно снизить антропогенную нагрузку намывных техногенных массивов на атмосферный воздух, осуществляя оперативный контроль состояния окружающей природной среды в районах размещения хранилищ отходов обогащения полезных ископаемых [55,56].

Для снижения техногенной нагрузки на территории воздействия хвостохранилища АНОФ-2 и регулирования процесса пылеуноса с поверхности намывного массива необходимо определить параметры отвальных хвостов, влияющие на интенсивность процесса пылеобразования: влажность материала на поверхности хвостохранилища, гранулометрический и химический составы хвостов обогащения.

Одним из основных параметров отвальных хвостов АНОФ-2, влияющих на интенсивность процесса пылеобразования, является крупность материала. В зависимости от гранулометрического состава хвостов обогащения частицы пыли обладают различными свойствами. Так, например, при одинаковых метеорологических параметрах с уменьшением диаметра частицы увеличивается ее удельная поверхность, и снижается скорость ее осаждения, что приводит к увеличению интенсивности рассеивания и дальности переноса частиц в приземной атмосфере. Также с уменьшением размера частиц пыли их динамика становится все более характерной для динамики газов, то есть они практически не подвержены сухому гравитационному осаждению вымыванию атмосферными осадками, что увеличивает время их пребывания в приземной атмосфере. Таким образом, в неподвижной дисперсной среде частицы пыли с размером более 10 мкм осаждаются с возрастающей скоростью, от 10 мкм до 0,25 мкм - с постоянной скоростью, а менее 0,25 мкм - практически не осаждаются [57,58].

Для определения гранулометрического состава отвальных хвостов АНОФ-2 были отобраны пробы пульпы, поступающей на хвостохранилище, а также пробы отвальных хвостов с поверхности пляжа, прошедшего предварительную усадку (намыв завершен месяц назад), и с глубины 20 см и 40 см. Пробы отбирались именно с того пляжа хвостохранилища АНОФ-2, намыв которого завершился месяц назад, потому что руководством ОАО «Апатит» принято решение, что пляжи, не прошедшие предварительную усадку в течение 1 месяца не являются интенсивным источником пылевыделения, так как влажность поверхностного слоя отвальных хвостов в этот период еще достаточно высока.

Анализ гранулометрического состава отобранных проб пульпы и отвальных хвостов АНОФ-2 проводился в отделе аналитических исследований Центра коллективного пользования Горного университета на лазерном анализаторе распределения размеров частиц Horiba LA-950.

Принцип работы данного прибора основан на рассеивании и детектировании отраженного лазерного света, красного и синего спектров (650 нм и 405 нм соответственно). Прибор работает в широком диапазоне обнаружения (определение размеров частиц от 10 нм до 3 мм) и дает погрешность измерения в среднем не более 0,6 %. Высокая точность измерений в основном достигает способностью тонкодисперсных частиц рассеивать свет от светодиодов на большие углы, запись сигналов которых осуществляется 4-ех канальными детекторами с увеличенной чувствительностью и высокой частотой, которая составляет 5000 измерений в секунду.

Эколого-экономическое обоснование системы управления экологической безопасностью намывных техногенных массивов при их формировании

Проанализировав все недостатки существующей на ОАО «Апатит» технологии закрепления намывных пляжей хвостохранилищ анионной битумной эмульсией и проведя анализ различных технологий пылеподавления, существующих в отечественной и мировой практике [88-99], был разработан способ селективного закрепления открытых пляжей и бортов дамбы намывных техногенных массивов связующим реагентом с использованием мобильного комплекса оперативного пылеподавления на базе судна на воздушной подушке.

Мобильный комплекс оперативного пылеподавления, схематическое изображение которого представлено на рисунке 3.3, представляет собой судно на воздушной подушке (СВП) 1, движение которого осуществляется за счёт мощного дизельного двигателя 2 и расположенного сзади винта 3. На палубе СВП смонтирована ёмкость для битумной эмульсии 4 и гудронатор 5, при этом нанесение битумной эмульсии на пылящую поверхность осуществляется при помощи распределительных форсунок 6.

Использование на производственных объектах ОАО «Апатит» разработанного способа снижения интенсивности пылеуноса с поверхности намывных техногенных массивов решает 3 основные задачи: обеспечивает закрепление всей поверхности намывного массива, в том числе тех намывных пляжей, которые не прошли предварительную усадку и обладают слабой несущей способностью, но пылевыделение с поверхности которых уже является значительным; быстроходность СВП и хорошая проходимость по любой территории дает возможность своевременного реагирования и оперативного пылеподавления в зонах интенсивного пыления независимо от метеорологических условий и состояния поверхности хвостохранилища в момент проведения работ; отсутствие на СВП колёсной или гусеничной базы даёт возможность данному транспортному средству перемещаться по всей территории намывного массива, не нарушая при этом целостность структуры битумной пленки.

Конструкционная схема мобильного комплекса оперативного пылеподавления на базе судна на воздушной подушке

Для определения основных технических характеристик разработанного способа пылеподавления и выявления возможности его реализации на намывных техногенных массивах ОАО «Апатит» был произведен расчет основных технических параметров. В качестве опытной модели СВП, параметры которой применялись в расчете, была выбрана модель СВП Хивус-10 производства российской судостроительной компании «Аэроход».

СВП Хивус-10, представленное на рисунке 3.4, в обычных условиях предназначено для круглогодичной эксплуатации в качестве разъездного, пассажирского, спасательного, туристского, медицинского и грузового транспорта в тех местах, где отсутствуют автомобильные и железнодорожные пути сообщения. К основным особенностям данной модели СВП относятся: - способность двигаться по мелководью, болотам, глубокому снегу, битому льду, вязким и сильно увлажнённым грунтам и преодолевать пологие береговые склоны, промоины и отмели; - высокий уровень безопасности движения за счет повышенной маневренности и устойчивости; - безопасное аварийное торможение на твердом грунте;

Недостатком разработанного способа закрепления пылящих поверхностей намывных техногенных массивов битумной эмульсией является значительное аэродинамическое воздействие на обрабатываемую поверхность, создающуюся работой винтов СВП. Чтобы минимизировать взметывание пыли в атмосферный воздух под действием винтов СВП закрепление пылящих поверхностей следует осуществлять через 3-5 дней после окончания намыва очередного участка хвостохранилища, в тот момент, когда поверхность вновь сформированного пляжа уже не находится под слоем воды, но еще значительно увлажнена. В таком случае процесс пылеобразования в ходе обработки пляжей намывного массива анионной битумной эмульсией отсутствует.

Аэродинамическое воздействие СВП на уже обработанные пляжи также имеет место за счет турбулентных потоков воздуха, создаваемых винтами СВП, что существенно увеличивает опасность разрушения сформировавшегося защитного слоя битумной эмульсии. Основную опасность создает турбулентный поток воздуха, образующийся под днищем СВП в результате работы подъемных винтов так, как это показано на рисунке 3.5. На представленной схеме видно, что интенсивность воздушного потока, созданного подъемными винтами, значительно снижается в успокоительной камере, и к моменту его выхода из-под юбки СВП на поверхность намывного массива воздушный поток уже не обладает таким деструктивным воздействием на битумную пленку.

Для определения прочности образующейся на поверхности намывного массива битумной пленки и определения ее способности противостоять деструктивному аэродинамическому воздействию СВП были проведены испытания прочности пенетрации защитного слоя битумной эмульсии, сформированного на поверхности намывных пляжей техногенного массива АНОФ-2. Серия испытаний, проведенная при помощи пенетрометра на территории рассматриваемого производственного объекта, показала прочность пенетрации битумной пленки 0,2-0,5 МПа, в зависимости от ее возраста и мощности. Такая прочность защитного слоя, при условии целостности структуры битумной пленки, способна противостоять деструктивному аэродинамическому воздействию, создаваемому работой винтов СВП, и обеспечивает надежную защиту намывных пляжей хвостохранилища от интенсивного пыления [82, 85]. успокоительная камера винт двигатель

Таким образом, прочность сформированной на поверхности намывного массива битумной пленки достаточно высока, а её сцепление с поверхностью пляжа хвостохранилища способно противостоять деструктивному аэродинамическому воздействию, создаваемому работой винтов СВП.

Для улучшения прочностных характеристик и долговечности образующейся на поверхности намывного массива битумной пленки планируется использовать модель гудронатора, осуществляющую нагнетательное нанесение битумной эмульсии с давлением около 10 атмосфер при помощи распределительных форсунок. Гудронатор с форсуночным распределением битумной эмульсии на поверхность намывного массива представлено на рисунке 3.6.

Данная модель гудронатора обеспечивает однородность структуры и толщины битумной плёнки при её высыхании, а также меньший расход битумной эмульсии при той же прочности битумной плёнки. Кроме этого, нагнетательное нанесение битумной эмульсии способствует снижению деструктивного аэродинамического воздействия винтов СВП на процесс формирования битумной пленки в ходе закрепления пляжей намывного техногенного массива.

В качестве связующего реагента принято решение использовать среднераспадающуюся анионную битумную эмульсию ЭБА-2 (содержание вяжущего с эмульгатором по массе 50-55 %), так как данный класс битумной эмульсии обладает оптимальным сочетанием прочностных и стоимостных характеристик, хорошим сцеплением с минеральными материалами и высокой устойчивостью при перемешивании со смесями минеральных материалов. Для приготовления водных растворов эмульгаторов для анионной битумной эмульсии применяют жидкое стекло по ГОСТ 13078, а в качестве эмульгатора используют ПАВ типа высших органических кислот или солей (мыл).