Охрана природных ресурсов

Грунтово-пленочные экраны с дренажем, в которых профильтровавшиеся через слой слабопроницаемого фунта и пленку загрязненные воды перехватываются дренажными устройствами. Пример из практики многослойного комбинированного экрана приведен на рис.5.6 Экран состоит (снизу вверх) из слоя проницаемого песка и слоя глины. В песчаных слоях выше и ниже пленочного покрытия укладывается система горизонталь

ных перфорированных труб, обеспечивающая сбор загрязненных вод. Комбинированные экраны с дренажем весьма надежны, несложны в исполнении, но имеют высокую стоимость и поэтому могут быть рекомендованы к реализации в наиболее ответственных случаях (агрессивные, высокоминерализованные и токсичные стоки).

Рис.5.6 Конструкция комбинированного экрана:

/ - хвосты; 2 - песчаный фильтр; 3 - перфорированная труба для сбора стоков; 4 - глинистый слой мощностью 30 см; 5 - слой песка мощностью 15 см; б - полихлорвиниловая пленка; 7 - слой песка мощностью 30 см; 8 - естественное основание; 9 - дренаж для сбора загрязненных вод, проникающих через пленку

Экраны с "капиллярным эффектом". Схема такого экрана представлена на рис.5.7 Конструкция покрытия двухслойная: снизу укладывается слой грубозернистого песка, выше - слой тонкозернистого (0,1 мм) песка толщиной, не превышающей высоты капиллярного поднятия. При инфильтрации осадков в верхнем слое формируется подвешенная капиллярная кайма, препятствующая просачиванию воды в нижний слой. Во избежание скопления значительного объема воды на поверхности слоя тонкозернистых песков, что может привести к ликвидации капиллярной зоны, выпадающие на поверхности экрана осадки перехватываются и отводятся с помощью системы дренажных труб.

Рис.5.7 Принципиальная схема экрана с "капиллярным эффектом" для предотвращения выщелачивающей инфильтрации:

1 - слой тонкозернистого песка; 2 - слой грубозернистого песка; 3 - трубчатые дрены для перехвата поверхностного стока; 4 - тело отвала

Идея использовать экранизирующий эффект капиллярной каймы в качестве противофильтрационного мероприятия впервые была реализована для предотвращения выщелачивающей инфильтрации на отвалах коммунальных отходов в США. В настоящее время экспе-риментируются многослойные капиллярные барьеры, представляющие собой частое и тонкое переслаивание тонко - и грубозернистого материала. В этом случае создается многоярусный капиллярный барьер, суммарное капиллярное давление в котором может "погасить" вертикальную фильтрацию даже при значительных (в несколько метров) глубинах воды в хранилище промстоков. Такие многослойные экраны наиболее надежны. Кроме того, число слоев экрана может быть дифференцировано для участков накопителя промстоков с различными глубинами - в зависимости от капиллярного давления подобранного материала. Защитные свойства "капиллярного" экрана могут быть существенно усилены одно - двухъярусным систематическим дренажем (например, в средней и нижней частях покрытия). Использование капиллярного эффекта является наиболее перспективным при создании относительно дешевых грунтовых противофильтрационных экранов, особенно для хранилищ опасных и агрессивных стоков.

Противофильтрационные устройства могут располагаться в теле и основании, в береговых примыканиях и в нижнем бьефе ограждающих дамб хранилищ. Противофильтрационные устройства в теле и основании ограждающих дамб обычно возводятся до начала складирования промстоков на полную проектную высоту хранилища наливного типа путем отсыпки тела из однородного слабопроницаемого грунта и устройством: экрана и зуба в основании; ядра или диафрагмы.

Береговые противофильтрационные устройства овражно-балочного типа обычно составляют единое целое с противофильтрационными устройствами ограждающих сооружений. Они выполняются в виде:

одиночной береговой вертикальной завесы, расположенной перпендикулярно к береговой линии;

вертикальной завесы или экрана на береговом откосе, расположенных параллельно береговой линии в сторону верхнего бьефа;

завесы комбинированного типа.

Береговые противофильтрационные устройства выполняют обычно из глинистых материалов в виде вертикальной завесы, врезанной в береговую фильтрующую толщу, либо в виде экрана, уложенного на откосе берегового склона.

Противофильтрационные устройства в нижнем бьефе ограждающих дамб применяют при сооружении хранилищ на водопроницаемом основании ограниченной мощности, когда залегающая под водоупором фильтрующая толща пород представляет собой область разгрузки фильтрационных потоков, движущихся через тело, основание и в обход ограждающего сооружения. С их помощью создается преграда для профильтровавшейся жидкости в целях ее аккумуляции и последующей перекачки в хранилище.

В тех случаях, когда уровень жидкости в хранилище превышает уровень грунтовых вод в берегах балки или на прилегающей территории, применяют противофильтрационные устройства в ложе хранилища. Так, для хвостохранилищ овражно-балочного типа они могут выполняться в виде:

кольцевой совершенной завесы, перерезающей всю толщу сильнофильтрующих грунтов (рис.5.8, а);

кольцевого экрана, прикрывающего сильнопроницаемые грунты береговой толщи (рис.5.8, б);

кольцевой комбинированной завесы на береговых склонах балки (рис.5.8, в);

пластового экрана, покрывающего всю смоченную поверхность части хвостохранилища (рис.5.8, г).

Рис.5.8 Противофильтрационные устройства хвостохранилищ балочно-овражного типа:

а - кольцевая совершенная завеса; б ч кольцевой экран; в - кольцевая комбинированная завеса; г - Пластовым экран; / - проектная поверхность хвостохранилища; 2 - дрены; 3 - кривая подпора грунтовых вод; 4 - противофильтрационные завесы; 5 - зеркало воды бытового фунтового потока; 6 - кривая депрессии; 7 – экраны

В необходимых случаях дополнительно устанавливается сопутствующий дренаж. Дренажные устройства играют исключительно важную роль в обеспечении надежной работы хранилищ и защите гидросферы от загрязнения фильтрующими стоками. Дренаж позволяет перехватить загрязненные воды, фильтрующиеся из хранилищ промстоков, повторно их использовать и обеспечить необходимые нормативные условия на окружающей территории. Обычно он устраивается в нижнем бьефе в комплексе с насосной станцией для перекачки дренажной воды обратно, например, в отстойный прудок хвостохранилища или в систему оборотного водоснабжения обогатительной фабрики. Перехватывающий дренаж располагают на пути движения фильтрационного потока и в зависимости от конкретных гидрогеологических условий выполняют в виде фронтальной дрены или в виде двух береговых дрен.

Пример организации перехвата промстоков при наличии фильтрующей дамбы показан на рис.5.9 [25]. В хвостохранилище площадью 7,4 км2 складируются хвосты горно-обогатительного комбината медного рудника. Основная дамба (2) создается намывом из твердой фазы пульпы (суспензии), причем крупность намываемого материала уменьшается к ядру дамбы. Такая дамба пропускает большие объемы жидкой (разы пульпы в нижний бьеф, где устраивается пруд-отстойник осветленной воды (3) с хорошей изоляцией основания. Низовая дамба (4) пруда-отстойника отсыпается из просеянных хвостов, но в ее конструкцию закладывается ядро из пластичного глинистого материала и каменная наброска на откосах. Эта дамба является практически водонепроницаемой. Осветленная вода из пруда-отстойника частично перекачивается насосной станцией (5) в систему оборотного водоснабжения или обратно в хвостохранилище. Другая (меньшая) часть осветленной воды через выпуск (6) сбрасывается в пруд-очиститель, где стоки проходят окончательную обработку известью для осаждения солей тяжелых металлов и нейтрализации кислой среды. Очищенная вода через выпуск (7) в глухой низовой дамбе пруда-очистителя сбрасывается в гидросеть.

 Скачать реферат