автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Возведение хвостохранилищ железорудных ГОКов рассредоточенным способом намыва

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. Б.Е.ВБЩРЧЕЕВА

Ка правах рукописи

ПАТИЧЯНКО АНАТОЛИЯ ПЕТРОВИЧ

¿М

ВОЗВЕДЕНИЕ ХВОСТОШШЛЩ КЕ1Щ30РУДНЫХ ГОКОВ РАССРЕДОТОЧЕННЫМ СПОСОБОМ ИАШВА

Специальность 05„23.07 - Гздротехшлескоа п ыелаоратавноз

строительство

Автореферат

дзссартадии на оопокааие ученой, отапени кандидата технических паук

Саппт-Патарбург 1992

Работа выполнена в научно-исследовательском, проектно-конст-рукторском, опытно-экспериментальном и сороятельно-монта&ном объединении по ооушашш месторовдений полезных ископаемых и опе-цгалышы горшы работам НПО ВИОГЕМ

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

- доктор технических наук В.Г.Панталеев

- заслу женный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор Д.Д.ЛМШО

- кандидат технических наук, Г.Т.ТРУНКОВ

- Государственный институт по проектировании горнорудных предприятий цонтралышх районов РСФСР "Дентрогипроруда"

Защита ооотоитоя " И " ^ 1992 г. ц чао, на

заседании специализированного совета Д 144.03.01 при Есеооюзноа ордена Трудового красного Знамени научио-иооледовательском институте гидротехники ш. Б.Е.Веденеаш: 195220, С.-Петербург, ул.ГЕатокая, 21, актовый зад.

С даоозртацвей доено озншссаштьоя в научно-технической библиотеке инотйтута.

Автореферат разоодш " с " ■йг^д^а 199 г.

Ученый оекретарь специализированного оовэга, кандидат технических наук

Т.В.Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРНО ИIKA РАБОТЫ

)Tii, Интенсивное развитие металлургии и гор-»добнврлхчей промышленности за последние десятилетия привело к ■ремительгому росту объемов переработки руд и минерального сырья, следовательно, и к увеличению выхода их отходов. Екегод..о в ми-I складируется около пяти миллиардов тонн хвостов-отходов горно-5огатитолышх j мйпиатов, В-наззй страио екегоднцй выход хвостов ¿огащения руд черных и цвотних металлов превысил 550 шш.т.

Основной объем хвостов складируется гидравлически;,? способом в ¡ециалыше отвал^-хвостохргнилпща.- Они представляют собой сложные .!дротехни1: эскио соору;.-:г ищ с тфуглогоднчнш цикл ci наращивания граядащих дамб из крупных фракций хвостов. Еысота некоторых хво-.-о-сракилшц достигает ста я болев ме-роа, а теотюать зшшает )тни миллионов тонн. Отсутс^ио как в СССР, тан и за рубогом до-гатс ягаго с;ыта возведения подойпгх гпдротохнических сооружений зилось причиной целого >чда крупных аварий хвоатохранилищ, пов-зкших за собой человеческие ¡.¡ртгя и катастрофическое загрязнение хрупающей среда.

Важенши-ш задачами проектирования хвостохранплип являются Зеспечоние надежостп и эффективности возведения за счет ^азработ-я 'рациональных конструктивних решений', и оптимальной технологии а^а'дивания. Девяносто процентов всех эксплуатирующихся хвостохра-1!лиц возводятся о и с польз овал и ем технологии рассредоточенного на-iEa, при кочорой наблвд-ется нчрзшюмэрпссть характеристик посту-эвщой из выпусков пульпы и (Тактические значения физико-мехачичос-их и прочностных свойств н&'лытых. с?ло~ эивС т; различннх створах ущеогвенно отличаются от расчетних, (ХЗеопочатъ устойчивость на-улшх откосов за счет равномерно}.j и быстрого парацпБэния в гра-ицах упорной призмы однородныхи качествен^ х надводных пяя:г.ой опю только за счет оптимизации технологических параметров рас -редоточ'енного намыва, В нас эяи;оо время но существует научно бооновакных методов расчота рассредоточенного намыва, лозеоллющих чо на стадаи проектирования однозначно ' назначать конструкции аспределитольного пульпопровода, расчитывать характеристики покупающей из выпусков пульпн и прогнозировать свойства ишдаваоко-'0 материал

Чель работы - разработка метода расчета технологии возве^ошит

гшоотохраншшй! геявзоруданх ГСКов рассредоточенным способом.

Ос.новныо .задачи исследований:

- изучить изменение характеристик поступающей из выпусков щяыш вдоль распределительного пульпопровода и их влияние на физико-механические свойства намываемых хвостов;

- исслодовать в натурных условиях на трубах большого дошли ра распределение консистенции пулыш и крупности твердых частш по высота потока;

- разработать методику расчета технологических параметров ■^ассродоточениого позволявшую связать распр0дзлйте.гыш; 'пульпопровод и падводгшй шос;

- разработать конструкции выпусков, данцих возаюкность от чинно регулировать свойства поступахс^ай на надоедай откос пул:

- разработать алгоритм расчета рааоредоточешюго пал'иса л роотваяов н написать црограмту для ЗШ!.

Научная...у тобе.т»: - - разработан метод расчета тахлояагни рассродотачзшшго т ва хвостохрашлщ кш; отдельных гядроракп.'гшх карт, позволят® управлять свойствами намываемого материала за счет оптимизация технологических параметров} ускшовлони критерии н вид цело» Функции оптимизации;

- выполнены комплексна натурно псолодоь.лг.я рассредоточь ного нашва хвоотохрашыщ как одано« светогаг "р&спродзлятелш пульпопровод + надводный'откос", в хода которих Ешшданы зак^ мерности изменения крупности тверди." чазтвд как со ^глпо • сгро; начала, так и по высоте напорного пульпояровода;

- обоснованы критерии разделения я глоток расчета грануле:^ рнческого состава частил, переыещащпхея при гацротрацепортиро: шш разнофракционного материала в чотирех реглаах дззеошш (со, иентации, взвешивания, сальтации к влечения);

- разработан ыетод расчета распределения грануломе-тричосц! сост.'за частиц различной плотности по высоте потока в-напорном пульпопровода;

- разработаны на уровне изобретений повыв конструкции вып; ков. позволяющих оперативно управлять характеристиками отбираи пульпы и свойствами намываемого материала,

-создан комплекс алгоритмов и программ для ЭВМ, обеспечива! выбор оптимальной. технологи!, наращивания хвоотохранилвд рассре, точенным способом. 2

Цуахтлчесчая пагэтос?г?_>чботц. Обс-иованиь оптимальной тох -ыгогая рассредоточенного нашва обеспечивает надежность возведе-1Я хвостохраншшщ а уменьшает яоглгошоеть возникновения аварий, шользовашш разработанного комплексного метода расчета о приметнем OEM позволяот позалтъ качество проектирования пзтшix кютохрашшяц п получить зпачятольяай эхияомичоскпА эйь.т за гет вогпедовия их до предолькнх отмотэ".

Реализация ¿озультатод рпбот»: ОсяQBWQ воловзняя р&йот ::о~ лсьзоваш яри разработке проектов наращивания хвостохрагшищ гойлонскогоI Лебединского и Повокриворокского ГОКов, фактический {ояомачоскяй эффект от вявдроиия рекомендаций автора по совер -зиствоБшиэ технологии зозпедеил'г охрацдаэдих сооруиешь! хвосто-занилдщ Лебединского, Стоалепскогз ГОКов л Гоаоблагодатского 7Доупразяенвя Н5Ш составил 200 тис .руб.

По результата!; работа ссетаглена и Еодготовлеии к печати 'ок^еядзц л во Ьящашяегхсщ расчету распределительных пульпо-розодов при раеерэдоточзжем .фшвэ отвалов".

Оуд'едалнд результата вослодовзшй и раС та подо" дсклэдевашзь па 4-Я Всесоюзной коя$оренг;л когдас упешхх Штеяоифзкацкя ггпноруддого производства", г»Ег5атор.'Г"бур1\ 1239г.; жфзренцшг молодых ученых "Реяснио актуальная задч ооло^.шл ко -эзорудкых ¡лесторондений", .г.Губгаш, 1987 г.; на рга':у?ош<нх лабо-iTOpHHx советах лаборатория Удаления и использования золошлако -зго материала, ВНИИГ пи, Б.Б.Водонеева, г.сенкт-потгр^фг, 1983 -1991 г,; па расширенном засе^-шия.кафедрп "Подзепигз ооорукения 'йуцдаывнта" п отраелвэо." лаборатории Мехапгкя груптоз и устейчи-jctf хвсстохраиилщ ЛГГ/, г.Саикт-Потврбур:.-, IS9I г.; на заоеда -гях секций НТС по вопроса!,! осуке,тчя п гадротоишки НЯО ЕИОГЕГл, г. злгород, IS84-IS9I г.

Дублпкащтп.. По тема диссертация опубликовано 13 печатных ра->т,- в том числе 7 статей и г авторских свидетельств па изобрето -

1я.

Объем работы. Диссертация состоит из еводсчггя, 6 глав, основ-IX выводов, библиографического сиисе^. иеючгжеп ггз 131 ваш,¡оно -шия, изложена на 23Э страницах, ншпатапх 173 стрзшцк кашпо -юного твкоа.., 44 страницы с шишотратишо-граТшвошм матврп&лш, [ страницу с таблицами; имеется ¿акго 3.3 отрэяиэд о прялокопяяш.

В основу диссертационной работ« тло'лвтх ксояедозанил, осков-

пая часть которых* выполнена автором в 1983-1991 гг. в лаборатор эксплуатации хвостохранилищ МО ВЛОГЬМ, а так ко во ВШИТ им. Б. Веденеева в период обучения в заочной аспирантура.

Автор виракает искреннюю благодарность руководителю рабо , эктору технических наук В.Г.Пантелееву за постоянное внимали научно-методическую я практиаескуга пом-дь в выполнении работы, таккз сотрудникам ВНШГ им. Б.Е.Веденеева М.Б.Печенкину, Э.Л.До кину, С.К.Уопенскому, сотрудникам ВИОГЕМ В. Г Л'ельнику, Ф.Ф.Боро давко, В.П.Еабовскому.

СОЛЕРШИЕ РАБОТЫ

Во введен: ! обосновывается актуальность теш и дае^я хе а тернстика работы.

В первой главе приводится анализ современного состояния И1 следований по вопросам возведения хзостохраншгкщ. Помещены овед ния о намывных хвостохраншшцах железорудных ГО^ов, их типах консгрукциях. Рассматриваются основ;ые принципы расчета хвосто хранилищ как гидротехнически::-сооружений,

В области п&чыва отвалов промымонных отходов известки раб та Б.Л. Воднина, В.Л.Мелеитьета, В.Г.Пантелеева, Г.Т.Трункова, : К.Лавркненко, О.Г.Никиточкнна, В. Г. ¡»¡ельника, М.Л.Кнсвлевой, А.Б Кодлачковой, Л.В.Шулщ, Т.И.иа^илонского, С.Г. Аксенова и др. Ра сматриваится особенности намыва хвостс ранилищ с использован-са?,юй распространенной технологической схеш рассредоточенного ыыва. Идея рассредоточенного нш/ыва была впервые сформулирована В.А.Мелентьевни п нашла развитие в трудах Б.А.Голнпна, Ц.Д.Евдо ь'ова, А.П.Юфина, Д.Л.Мрпамута, Г.А.Нурока, В.Г.Пантелеева, II.К» вринеыко, С.Б.Марксва, В.К.Тарасова, Г.Т.Трункова.

Анализируются существующие метода расчета распределительны пульпопроводов при рассредоточенном намыве отвалов В.А.Мелен::; ва, В.П.Демшина, В.К.Тараоова и Л.Н.Гусак. Отмечается, что все ществукхдае метода разработаны для намыва'относительно однородно материала и не связаны с его свойствами на надводном -откосе. Де ется вызод о том, что универсальный метод расчета, пригодный ^ проелтировашш отвалов с различными гранулометрическим составов свойствами складируемого материала, не монет ,быть рг,-работай детального учета распреде-ения крупности твердых чаотиц по вые сечения пульпопровода. 4

Приводится краткий обзор исслодовг. ий структур Езвесенооу -ого потока. Изученном вопросов распределения консистенции ' в рубах различной конфигурации занимались В.СЛСнороз, Б.Е.Роыа -енко, М.А.Дементьев, М.В.Печенкин, Н.А.Силин, С.И.Криль, А.П. $ин, Ю.К.Вптошкин, В.Н.Карасип,* А.Б. Смолдырев, С.Г.Коберник, .И.Войтенко п др. Исследованию распределения гранулометр -ческо-о состава частиц по высоте сечения потока посвящено меньшее ко-ичоство работ, Ча оегодняшний день но существует зависимостей ли методов расчета, позволял-,;;их рассчитывать распределение круп-сета твердых частиц по высоте напорного потока.

Во второ" гллчп обосновывается актуальность проблема и осу-ествляетс постановка --щачя» Приводятся бдок-схсма расчета а-вх-ологии возводения на.,ывных гидроотвалов рассредоточенным опосо-см. •

На оснозании многолетне & натурных нсследозашш на хвостохра-ш. .ах ивл зорудных ГОКоз делается швод, что наиболее правиль -шл является комплексна л подход к расчету рассредоточенного канва как единой система "разп эдзллтелъный. пульпопровод + надвод-пй откос", позволявший! свясать в единое целое технологические араме-грк поступающей из выпусков пулыи^ и свойства называемого атериала. При это.,! технологические параметры долит обосгочип.т, амыз на задашом расстоянии от пульповыпуока материала о кошсрет-гранулометрическим составом.

Методика расчета рассредоточенного намыва окладнваотся из ре-01шя следующих взаимосвязанные задач:

-.гидравлического расчета распределителмюго пульпопровода, ключающего выбор оптимальной конструк*".ш'и диаметра выпусков, рогиоз характеристик постунащей из них пулыШ, выбор количества дновременно работшоащх ^ыпуокоз расстояния меэду ними;

- расчета надводного .откоса,, включающего прогноз фракцлониро-ания намытого материала по длине., определение интенсивности и рофиля отложений, оцешсу фи яко-мохашпоских и прочноотных свойотв аштых хвостов; - '

- разработки проекта организации работ, включающего раочет птимальной длины надводного откоса, баланса води и крупных фрак -ий укладываемого материала, времени и календарного графика работы ыпусков.•

В диссертации основное внимание уделено исследованию п разра-

ботка метода расчета распределительного пульпопровода, как наименее изученному вопросу. Расчет параметров надводного откоса выполняется по известный методикам.

При расчете распределительного пульпопровода .могут возникнуть три возможные задачи:

1. Рассчитать свойства поступающей -а надв'одный алоо пульпы из выпусков известной конструкции.

2. При известной конструкции выпусков с неизменной выоотой ^тбора подобрать их диаметр, обеспечивающий намыв в границах упорной призмы материал", с заданшмй свойствами.

3. Ис-ользуя конструкции регулируемых выпусков подобрать для каадого из них оптимальное значение диаметра и высоты с .бора пульпы с целью nvлучения наиболее однородного и качестввнт-то материала в границах упорной вризш. Предлагаемый для каадого с л чая порядок расчета технологических параметров рассредоточенной намыва приведен на рисунке,

Основной задачей расчета технологии рассредоточенного намш является оптимизация,в пределах участка одновременно работающих выпусков, конструкции распредашзтельного пульпопровода и технол* гических параметров поступающей из выпусков пульпн, обеспечивай с;ая равномерное и быстрое наращивание в границах упорной призмы однородных и качественных пляжей. Условие качества и однородное обеспечивает устойчивость нар;, х'Я1х откосов, а условие быстроты равномерности эффективность и экономичность применяющейся техк логии. Оптимизация осуществляется путем подбора определенного « четания управляющих параметров распределительного пульпопровода диаметра и высоты забора каадого работавшего выпуска.

В третьей главе приводятся, критерии оптимизации технологи ческих параметров рассредоточенного намыва в зависимости.от кач ства намываемых отлошшй. За критерий оптимизация принята веж чина относительных среддаекБадратических отклонений контролнруе? на пляке параметров от их расчетных значений в равномерно ваять по полю точках. ___ . g

_ muí,

к - ~ "Ьг *r ■ ■

где - ередаеквадратическоэ отклонение рассматриваемой ве.

чины■от ее расчетного значения.

Для достижения условия качества и однородности--необходимо оптимизировать крупность налагаемого материала, а такге плотн

СГОМЪЗ РАСЧЕТА ТКШОНаГь'Г^ЕСКМХ ПАРАМЕТРОВ РАССРЕДОТОЧЕННОГО НАМЬЕА

ЗАДАННАЯ КОНОГРУКЦИЯ ВЫПУСКИ ОДИНАКОВОГО

пул ьпопРоеодА

ДИАМЕТРА

PEryjR^^îHVtbïS

укладки, прочностные и фильтрационные свойства". .Для достижения условия равномерности и скорости контролируется интенсивность намыва в различных точках пляжа и - во отклонение от максимал по возможной.

Обобщенная целевая функция оптимизации технологических параметров намыва имеет вид:

6" и__^г СГх

и^таи) ^ с

В зависимости от ответственности гидротехнических сооруке-предусмотрена оптимизация по различным схема?.!:

- „прощенная схема:

ир(тя>] с/ Р

- полная схема:

о (*) = + ^ + + ф-

£ ' иг{пш,1 /',' V <7> /<>>>

Приводятся основные пр;^щипы организации вменил работ при

рассредоточенном намыве хвостохрапилищ. Описывается разработан -пая с участием автора и внедренная на хвое¿охранилищо Лебединского ГОНа секционная схема заполнения гидроотвалов, позволяющая упорядочить организацию ведения работ и уменьшить фильтрационные погори из хвостохранпдица за счет локализации прудка-отстойника, При итом каадая секция рассматривается как отдельная гадрорекпы-ная карта, возводится до' предольных о-четок и после заполнения рекультивируется. '

Разработан метод расчета технологии рассредоточенного ка\гыв секций как отдельных гидророышных карт, обеспечивающей рапном ер ную укладку в границах упорной призмы максимально возможного количества твердого материала с заранее заданными свойствами. Налы ведется не отдельными выпусками, а расчетными участками, в преде лах которых и осуществляется оптимизация технологических парапет ров, при этом строгое соблюдение единого баланса складируемого материала и календарного графика работы выпусков обеспечиваот контроль за количеством и качеством укладаваомогс по периметру . карты материала. ,

Обосновывается оптимальная душна надводного откоса и цзлага атоя защищенный авторским свидетельством на изобретение способ намыва грунтовых сооружений, позволяющий вддеркдвать ее за счет синхронного поднятия уровня ъоды в прудке-отстойнике.

В четвертой глава приведены методика и результаты натур -х исследований по изучению технологических характеристик pao-едоточенного намыва и их влияние на физико-моханпческно oilCTBa складируемого материала. Исследования проводились в 34-IS9I годах на хвостохранилииах Стойленскоп и Лебодпнского Ков, а таккэ Высокогорского и ¿ороилагодатского рудоуправле -й КШС. На каждом отвале бил оборудован экспериментальный ас тек, включающий "4-5 одновременно работающих выпусков, уст -Яства для отбора проб пульпы а закрепленные створы на надвод-м откосе»

Исследовали- распределения характерно тик поступающей i./ль-вдоль (¿ронТс! намыва проводилось на хвостохранилгацо Стойлон -эго ГОКа, гдо в ходе 23 замеров было отобрано и обработано neo 110 проб. От первого до четвертого работающего выпуска эдне^вешенный диамотр уменьшился болоо чем в 4 раза (от 0,26 0,063 мм), а объемная консистенция в 2,5 раза (от 0,024 ¿j 3095).

Ддя количественного я качественного, изучения характера расселения консистенции пульпы я крупности твордых частиц по miro сечения потока был выполнен широкий комплекс натурных иссло-заний на действующих гидротранспортных. системах большого дла-гра (до 1,2 м). Всего из различных точек по : :сото потока^было збрано бол о 200 проб пульпы, по которым в лабораторн: : усло-ix определялись консистенция и полныйгранулометрический сос-з. •

Параллельно проводились экспериментальные исследования па зротралепортной установке До: зцкого отдела института. ВШПШГпд-фубопровод, материалом для которых послуглла зола и ¡ллак ^ав-5двинской ТЭЦ-1.

Было выполнило обобщение опубликованного п литературе а 5ствешюг- фактического материала (более 500 наблюдений по шым В.С.Кчороза, Н.Л.Силина, Ю.К.Витошкина, В.И.Войтг-до и гора), на основании которого с использованием метода многомерно регроссионного анализа получена з безразмерной форме змпи -юская зависимость, позволяют,ал с. 5^-ной степенью адекватности ^позировать распределение средневзвышиого диаметра ттзердах зтиц по высоте сечения потока,

Гх 'О, 92,

где dcply) , dcp _ средневзвешенный диаметр частиц на высот/ У и в исходных хвостах, мм; - ооредненная с"ъемная ионож тенцпя; А - диаметр трубопровода, ы; <А» - стандартный диаметр, м, равен осредаенная по сечению и кратичоок скорости потока, м/с; y/Zio - относительная ордината над дно потока. Полученная зависимость пригодна для практических ргсч тов в следующем диапазоне:

0,i<Do<; /, 2л1; г Б 00 if Г (36 W кг/»1 ■; Р/ щ ;. ^ <г о, к I 22 4% к м/с"> dcp i О 53мм .

Исследование влияния технологии зких параметров камИЕа физико-механические и прочностные свойства улокеншх .хвостов проводилось на хвостохранилище Стойленского ГОКа, г«е оптиыи: ция диаметра и высоты отбора из кавдого выпуока позволила бо; чем в ,4,5 раза увеличить однородное-ь поступающей из чих пули почти в четы! раза крупность намытых в 14. лшцеи упорной я ш хвостов. Наибольшее изменение наблюдалось в распределении' вдоль фронта намыва оредгэвзвешенкого диаметра, коэффициент неоднородности, угла внутреннего трешя и коэффициента фильт ции намытых хвостов. В ходе этих исследований была выполнена апробация разработаш^х методов расчета и доказана возможной управления свойства;.«: и-штого материала за очет оптимизации технологических параметров, у

Пятая глава посвящена разработке и'теоретическому обос ванию метода расчета* распределения гранулометрического сооте частиц различной длотности ПО' висте потока в к-шорном пулы црс аде. - • «

Анализ полученных экспериментальных данных показал, ччи любой точке по высоте потока присутствуют частицы практачсс: всех фракций, однако цри этом их процентное соотнои ние не наково.

Многомодальный характер пооироенных в полулогоррфмичес: сетке координат эпюр распределения полного гранулсметрическ состава частиц в различных точках пи высоте потока позволил предположить, что на его формирование сказывают влияние час перемещающиеся в различных режимах двикения. При этом ipanj метрический состав чаотиц на высоте j . формируется из част движущихся в различных режимах, в том ке соотношении, в ко: в данной точка находятся их. объемные консистенции.

ю ' . ' - ■ . • ;

Для расчета грансоотава ютиц, перемещающихся в различных екимах двикегаш, была принята модель установившегося равномер-ого турбулентного потока, в котором основной взвешивающей час-ицу силой являются мгновенные значения вертикальных составляю-ах пульсационных скоростей, раопродоленныо по нормальному за-ону. Для описания характера дви. жп частиц с различной плот -остью используится величины их гидравлических крушюстей,плот-ость распределения которых в любой точке мокет быть описана пояу-огаря([гшче<кш нормальным законом:

Присутствие з отходах обогащения гелезорудных ГОКов преи;*у~ ¡ественно паловатых к глинистых фракций при высоких скоростях •ндротрансаортироваппя вызвало необходимость выделить пз рокана ¡звекиь-лшя самостоятельный резни, условно названный рокнмом се-цшнтацви, и разделить вое перемечающиеся в потоке частицы, по характеру дзйшшя на четыре рекика: седцыентацин, взвешивания, ¡адьтацаи и влечения. К рзаиму седиментации отнсаэкы вое частицы, •а двппениэ которых по оказиваот влпякао их гидра&щчоокая" круп-юотъ, По определенна М.Л.Домантьева такие частицы "аостко овя -заяи о потоком".

Критерии, по которым коепо отнвотн частиц^ к•тому шшпюму эзжму двизонея, пмезэт слодугзий вад:

- ^еш седиментации: . _ '

■ . . «/чуЩ-зЦ^ -, ■ •

- рокш взввЕявапая: ' ' _

- решу? сальтацшк/ггггг ' --, •

.. ио _ ио-

- ренш влечения: • ГцТ^

гд>- со п - гидравлическая крупное"! Чисвл, г..ремедащахся г различных рокотах даижения; У/У/2 - срзднрквадратччпскпе зна -чения вертикальных составляющих пулюацпоплкх скоростей, раа -пределение которых по вертикали мояет быть рассчитало по уточнвк-

ной для трубопровода формуле И.К.Ипкитипа с поправкой М.В.Пе чешиша на плотность пульпы:

гда' сР- У///+ - относительная орд ната для области ¡шив дш. иичь^коЦ оси потока; (Г/да-Гд - то ко для области I ше динамической оси потока; - расстояние т низа труби

динамической осп потока н; щ. - динамическая скорость поо ка, м/с; ^/^¿цс- максимально возмогшая объемная к.'-'кгпотешдо цульдн.

На основании получешшх критери з построон график грани1 кривых, с помощью которого можно распределить исходный гране( тав перемещаемых потоком частиц между различными роллмает ие; из вероятности их появления. Уравнешш интегральной грашчно! кривой ыекду решшами тлеет вид: <•>

где ¿-- -Х^г- ; п - номер рекпма деикония; б'и.г ~ с:

дартше отклонения гидравлической крупности частиц от их'грг них значеш!й: :

- 0,333

СО гу

Зная грансостав пе^ вмещающихся в различных режимах част] распределение их объемной консистенции по высоте потока можн< найти полный гранулометрический состав частиц в любой его т> Предложена формула распределения.охъемной консис. .-акции в! пот'ча, учитывающая распределение консистенции иеремёщающихо. различных режимах частиц: '

¿у^Л* /и, $!/<■.

р/"

¿у л» У п^и

у< г с/'.

Оценка достоверности разработанного метода выполнялась - критерию Фишера для более чем двадцати наблюдений распреде ния крупности различного материала и указала, что расчетные экспериментальные данные адекватны с 2,5-5 %-ним уровнем зна мооти. ~

п

В шеотоИ глава приводите рекомендации йо расчету гидрав -хчесшгх характеристик распределительного пульпопровода.

На основании закона сохранения массы твердого вещества со-гавлено уравнение баланса фракций твердых частиц в произвольно зятом сечении потока Г ¿.-л'

ато--як х/{>ъ)мУ?,

ш это:,! для всего сечения ,элкро выполняться условие

Распределение осредпеннчх по сечению продольных скоростей зкомондуотся рассчитывать по методика С.И.Криля. Диаметр ыпус-

I находится по формула

■ ■ " . ,

4

Ю С ~ расход пульпы в выпуске, м3/с; 1г;ч) - емкость гпгль-I в районе заборного отверстия, м/с; Н - напор в сечении вы-'ска, который•находится по методике В.П.Демшина.

Для расчета характеристик поступающей на надводный откос 'льды была решена плоская задача деления потока в выпуске для щели послойного потенциального потока со ступенчатым изменением фамотров и сферической поверхностью раздела.

Количество одновременно работающих выпусков шисодится п про-юое расчет-», причем послещшм считается выпуск, обестиивлщпН )бладенр. задашюго условия на граница упорной призмы.

Расстояние меаду выпусками находится из условия ' Вст ВЕ 6 С.ХВм 19 Гст - длина участка стабилизации потока за выпуском; р-м-!рана области неандрповашя потоков .на границе упорной призмы.

Для осуществления оптимизации технологических параметров наша. разработан и защищен четырьмя авторскими свидетельствами на юбретения новый класс выпусков, лозволящай оперативно управ -1ть характеристиками отбираемой пульпы и свойствами называемого сериала. Основанные на'явлении естественной гидравличзской чла-¡ифнкацик частиц по крупности разработанные многофункциональны ¡тройства позволяют решать широкий сп°ктр задач намыва, обеоие -1вая за счет размещения заборного отзерстия на различно! высота элективный отбор мелких и крупных фракций. Они могут быть пс-ш>зованы без перемонтажа как для наращивания огравдакхцих соору-

Ешшй, так и для нашва противофильтрационных экранов пз мзлки фракций хвостов.

Для облегчения расчетов, на основании разработанного алго ритма автором был написан комплекс программ для ЭВМ ЖЗ-1022 е алгоритмическом яз^о PL -I. Приведен пример расчета технологи ческ:.х параметров намыва для условий Стойленского ГОКА.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВйЩПД:

I. Изучены и систематизированы материалы о возбчЦс/ьчц слс !шх намывных гидротехнических сооружгшй - хвостохракилищ р; средоточвшши способом. Установлено, что причиной целого рода аварийке человеческими жертвами и катастрофически;,! -загрязнеш окрукавдей среды явилось отсутствие научно-обоснованных методе расчета технологии рассредоточенной намыва хвостохршчш:; 4 • проектировании к эксплуатации.

■1. Выполнен широкий комплекс натурных иоследоргжп! расср; доточенного намыва хвостохранилищ е^..езорудних ГОКов, n yj которого выявлены закономерности изменения ярупнооти юю^а ' сищ по дайне фронта нашва и ее влияние на фцзико-моханическ: ц црочноотше свойств., отложений.

3-5 Предложен компле. зный подход к расчету рассрйдоточонн цд^ыва как единой системы "распределительный пульпопровод . водный откой", который позволил связать технологические дарам рц нашва и свойства укладываемого материала. Установлены при рик в целевой функции оптимизации технологичяскях парк-ют

4. Разработан' метод расчета технологических параметров р срадлоченного намыва глдроотвалов, позволяющий'ущ^влят!. сво ствамз иашваомого материала за очет опти.лзащш коплтрукцрщ пр делительного пульпопровода и характеристик поступающая цз пусков пульпы. Основной предпосылкой :,1ет< да является-¿озмоянс получения ка заданном расстоянии материала о конкротащ.; грану weipичесшш составом.

5. Предаогена схема секционного заполнения хвостохранилк как отдельных гидрорекимных карт с общим бг-*ансом хвостов к лендарныы храфлкоы.работы шпуоко-,, обеспечивающая равномерно быстрое наращивание в границах упорной призмы однородных и ке ствешшх надводных откосов.

6. Исследоваш на действую' чх гидротранспорт их система}

ольшого диаметра распределения консистенции пулым и кругаюста вердых частиц по высоте сечения напорного потока.

7. Обоснованы при гидротранспортироватга разно^ракцпонного атериалз четыре режима движения (седиментации, взвешивают, альтации и влечения). Получены критерии разда' чшя и метод рас-ета грансостава частиц, перемещающихся 3 различных рэнимах дви-епия.

8. Разработан и теоретически обоснован метод расчета полно-о хрануломепшческого состава частиц различной плотности по ш-ото потока в напорном пультпроводе, разработан метод расчета здравллческкх х-ракторлсткк распределительного пульпопровода, зигаваххцнй нелинейшя характер распределения крупности по верти-зли и позволяэдий еще на стадии проектирования обоснованно иаз-ачать его конструкция н прогнозировать свойства поступающей из шуекгч пульпы.

9. Разработан на уровне изобретений новый класс выпускоь, вводящий за счет селективного отбора часлщ по крупности опе-1ТЛВН0 управлять характеристиками отбираемой пульпы и свойства! намываемых отлоконий.

Основные пояснения диссертации опубликованы в следующих ра-)тах:

1. Современное состояние и перспективы ра^редоточонного пл~ ¡ва дамб xi. стохранилнщ из отходов обогащения // Решен., з икту-;ышх за-ач освоения келезорудных местороздогеи!. Тез.докл. Руб-ш, 1907. - С. 15-16. ' •

2. Исследование технологии рассредоточенного намыва хвосто-¡анплищ// Пзз2сзчш ЕШ31Г дм.Б.2!.Воден9ева.',Л., 1988, Т.201 - С. ,-61 (соавтор Бородавке O.S.).

■ 3. Намыв отвалов дромжлегпшх отходов рассредоточенным спором // ШИИГ уи.„ Б.Е.Бэденееза, Л.,. 1938 . 62 с. Дел-, в Ин-рызнорго Г7.С3.88 -- Jâ 2865-ЭН88 (соавтор Пантелеев В.Г.).

4. Исследование флзаяо-мрхшппеских свойств хвостог Сзой -некого ГОКа, намытых рассредоточенным способо.м//Бопроси зкеплу-ации хвостохршшлшн п охраны скругащзй среды. Тематнч.сб.науч. . Ш0Г£Г,1. Белгород, 1988. - С.70-75.

5. Распределение частиц по роллпаь! делкеш..! при напорном дротранснортирозакип твердого материала // Известия ЕЕШГ им. Е.Веденеева. Л., 1383. Т.217"- С.29-37.

6. Баланс фракций тверд« часîид при гидротранспортировшии

разнофракционного материала//Известия ВШ1ИГ им. Б.Е.Ведеизсва. Л., 1939. Т.217 - С.37-43.

7. Распределение крупности твердых частиц по шооте сечения напорного пульпопровода/Уинтенсификащш. горнорудного прозе водства.Тез.докл. Свердловск, 1989. - С.72-74.

ü. A.C. 1442598 МКЙ Е02 В 7/06. Способ намыва грунтового соорукенвд// Открытия, изобретения, IS88. М5 (соавтор Бородат ко Ф.Ф.).

9. A.C.I48IS30 МКИ Е02 Д 17/18. Устройство дл- ■"•^л^: ско£ укладки материалов//Открытия, изобретения, 1009. £ 13 (< авторы Пантелеев В.Г., Перезолов А.Г.,.

10. A.C. I4S4866 МКИ Е02 Д 17/18. Устройство для возвэде: наШБЫих сооругоний//0ткрытия, изобретения. 1235. Js 23 (соавт< Бородаако ф.ф., Пантелеев В.Г.).

11. A.C. 1670042 МКИ Е02 Д I7/IU Устройство для --.озвэде; намывных сооруже. 1й//0ткрытия, изобретения. Гл)1. Ji 30 (суавх Бородивко Ф.Ф.).

12. Способ возведения эоотохраншшща с противоф'ыьтрадд ным екраном.. Положительное решение по заявке на изобретение

М 4826830 от 14.II.1990 (ооавторы: Мельник В.Г., Лычагпн i,В. (в печати).

13". Устройство дня намыва 1рунтовых сооружений. Полоната ноо решение по заявке на изобретение Л4812465 от 28.Oo.9I (б чатя). - •

14. Рекомендации-по гидравлическому расчету раоародэлптс ных пульпрпроводов при рассредоточенном намыве от -ало1>//£ЧИк1 Б.Е.Взденеева.' (соавторы: Пантелеев В.Г., .Добкик S.Ji.) (в es'

Подписано к печати 24.12.1991 г.. Объем 1,0 ц.л. Тираж ЮО экз. Заказ \%Ы ротапринт ВИОГЕМ, Белгород, Б.Хмольницкого, 86.