- •Оглавление
- •Введение
- •Накопители промышленных отходов
- •1.1. Общие сведения
- •Основные типы накопителей
- •1.3. Особенности накопителей различного назначения
- •1.4. Выбор площадки, назначение емкости и другие вопросы проектирования накопителей
- •1.5 Инженерные изыскания при проектировании накопителей
- •1.6. Организация поверхностного стока
- •2. Водный баланс накопителя, отстойный пруд и водоотводящие сооружения
- •2.1. Составляющие водного баланса
- •2.2. Назначение размеров отстойного пруда
- •2.3. Водоотводящие сооружения
- •3. Ограждающие дамбы, дренажные и противофильтрационные устройства
- •3.1. Ограждающие дамбы
- •3.2. Дренажные устройства
- •3.3. Обратные фильтры дренажей
- •3.4. Противофильтрационные устройства
- •4. Фильтрационные расчеты накопителей
- •4.1. Задачи и состав расчетов
- •4.2. Фильтрационные характеристики грунтов
- •4.3. Фильтрационные расчеты ограждающих дамб
- •4.3.1. Однородная дамба на водоупоре
- •4.3.2. Однородная дамба на проницаемом основании
- •4.3.3. Двухярусная дамба
- •4.4. Накопитель с однослойным грунтовым экраном
- •4.5. Накопитель с двухслойным грунтовым экраном
- •4.6. Фильтрация из неэкранированного накопителя
- •4.7. Локальные утечки по трещинам в экранах
- •4.8. Водопроницаемость пленочных экранов
- •5. Расчеты устойчивости накопителей
- •5.1. Общая устойчивость
- •5.2. Локальная устойчивость
- •6. Проектирование накопителей в условиях крайнего севера
- •6.1. Основные положения
- •6.2. Перспективные конструктивно-технологические решения
- •6.2.1. Эффективная технология намыва дамбы
- •6.2.2. Незамерзающая дренажная система многоярусного накопителя
- •6.2.3. Дамба с внутренним экраном
- •6.2.4. Гидромеханизированные технологии экранирования накопителей
- •7. Насыпные накопители в суровых климатических условиях
- •7.1. Накопитель с незамерзающей дренажной системой
- •7.2. Накопитель мерзлого типа
- •8. Накопители в карьерных выработках
- •9. Строительство, наращивание и эксплуатация накопителей
- •9.1. Строительство накопителей
- •9.2. Наращивание накопителей
- •9.3. Эксплуатация накопителей
- •Библиографический список
- •Нормативные и расчетные характеристики физико-механических свойств зшм.
Нормативные и расчетные характеристики физико-механических свойств зшм.
Показатели
|
Золошлаковый материал |
|||||||||
КТЭЦ-1 |
КТЭЦ-2 |
|||||||||
Краноярскгидропроект |
ТомТЭП |
Красноярскгидропроект |
||||||||
при естеств. сложении |
при Wопт и rmax |
при естеств.сложении |
при Wопт и rmax |
при естеств. сложении |
при Wопт |
|||||
Грансостав, содержание в % |
гравий (2-10) |
0,7 |
|
|
12,75 |
|
|
|||
песок (0,05-2) |
86,7 |
|
75,89 |
49,33 |
53,1 |
|
||||
пыль (0,05-0,005) |
10,3 |
|
21,45 |
35,71 |
44,3 |
|
||||
глина (>0,005) |
2,3 |
|
2,66 |
2,21 |
2,6 |
|
||||
Естественная влажность, д.е. |
W |
1,123 |
|
0,9 |
|
1,05 |
|
|||
Оптимальная влажность, д.е. |
W |
|
0,55 |
|
0,355 |
|
0,74 |
|||
Нормативные показатели |
Плотность, г/см3 |
частиц грунта |
ρs |
2,45 |
|
2,42 |
2,58 |
2,46 |
|
|
грунта |
ρ |
1,23 |
1,45 |
1,31 |
|
1,18 |
1,34 |
|||
сухого грунта |
ρd |
0,58 |
0,94 |
0,7 |
1,3 |
0,58 |
0,77 |
|||
Продолжение табл. III–1
Показатели
|
Золошлаковый материал |
||||||||
КТЭЦ-1 |
КТЭЦ-2 |
||||||||
Краноярскгидропроект |
ТомТЭП |
Красноярскгидропроект |
|||||||
при естеств. сложении |
при Wопт и rmax |
при естеств.сложении |
при Wопт и rmax |
при естеств. сложении |
при Wопт |
||||
Нормативные показатели |
Пористость, % |
n |
0,763 |
0,616 |
0,71 |
0,628 |
0,76 |
0,69 |
|
Коэф. пористости, д.е. |
e |
3,224 |
1,606 |
2,408 |
1,687 |
3,24 |
2,19 |
||
Степень влажности, д.е. |
G |
0,853 |
0,839 |
0,904 |
0,543 |
0,797 |
0,831 |
||
Модуль общей деформации, МПА |
Е |
не опр |
не опр |
5,5 |
13 |
|
9 |
||
Удельное сцепление, кг/см2 |
c |
не опр |
не опр |
0,25 |
0,38 |
0,1 |
0,1 |
||
Угол внутреннего трения |
φ |
не опр |
не опр |
27 |
26 |
25 |
24 |
||
Расчетные показатели |
a=0,85 |
Плотность грунта. г/см3 |
ρ |
1,2 |
не опр |
1,26 |
|
|
|
Удельное сцепление. кг/см2 |
с |
не опр |
не опр |
0,22 |
0,21 |
|
|
||
Угол внутреннего трения |
φ |
не опр |
не опр |
23 |
23 |
|
|
||
a=0,95 |
Плотность грунта. г/см3 |
ρ |
1,19 |
не опр |
1,22 |
|
|
|
|
Удельное сцепление. кг/см2 |
с |
не опр |
не опр |
0,2 |
0,1 |
|
|
||
Угол внутреннего трения |
φ |
не опр |
не опр |
22 |
21 |
|
|
||
Коэффициент фильтрации (лаб), м/сут |
Кф |
не опр |
не опр |
|
|
|
0,13-8,6*10-3 |
||
Коэффициент фильтрации (пол. опр.), м/сут |
Кф |
|
|
0,26-0,93 |
|
|
|
||
Фильтрационные свойства ЗШМ характеризуются следующими значениями коэффициента фильтрации:
0,26-0,93 м/сут (среднее значение 0,59м/сут) при естественном сложении в гидрозолоотвале (золоотвал ТЭЦ-1 - изыскания «Томтеплоэлектропроекта»);
0,13-8,6*10-3 м/сут после обезвоживания и уплотнения до максимальной плотности при оптимальной влажности (золоотвал №1 ТЭЦ-2 - изыскания «Красноярскгидропроекта»);
0,28-0,56 – 1,13-4,15 м/сут при комковатой структуре сложения после укладки сухим способом (золоотвал №2 ТЭЦ-2 - изыскания «Красноярскгидропроекта»)
Расчетные коэффициенты фильтрации золоотвала № 2 Благовещенской ТЭЦ приведены в табл. III-2.
Таб. III-2.
Водопроницаемость грунтов.
Конструктивные и инженерно-геологические элементы расчетной области фильтрации |
Кф, м/сут |
1. Ограждающая дамба из суглинка |
0,004 |
2. Экран из суглинка |
0.004 |
3. Фильтрующие "окна" в экране, заполненные песком |
1,8 |
4. Низовая дренажная призма дамбы |
17,2 |
5. Поверхностный слой основания под экраном и дамбой в вариантах 1 и 2 (смесь водопроницаемых грунтов) |
6,73 |
6. Поверхностный слой основания под экраном и дамбой в варианте 3 (естественный экран из суглинка) |
0,004 |
7. Поверхностный слой основания под дренажной призмой и в нижнем бьефе (смесь водопроницаемых грунтов) |
5,0 |
8. Второй слой основания (наиболее проницаемые грунты) |
15,0 |
9. Третий слой основания (водопроницаемые грунты) |
6,0 |
10. Четвертый слой основания (трещиноватые коренные породы) |
1,4 |
11. Пятый слой основания (слаботрещиноватые коренные породы) |
0,54 |
12. Относительный водоупор на от.метке 130 м |
0,0 |
Золоотвал Красноярской ТЭЦ-3 размещен на первой пойменной террасе р. Енисей с отметками поверхности 133,0 – 134,0 м. Расстояние от главного корпуса до золоотвала около 1 км, от реки 2,0 –2,5 км.
В геологическом строении основания золоотвала принимают участие слой супесчано-суглинистых грунтов мощностью 0,7 – 4,0 м, слои песка аллювиального мощностью 0,9 –4,0 м и гравийно-галечных грунтов мощностью 2,6–15,3м и коренные породы - песчаники и алевролиты, выветрелые в верхней части до песков и суглинков.
Гравийно-галечные образования содержат безнапорные грунтовые воды, мощность слоя которых вне зоны влияния золоотвала составляет 10-12 м. В естественном состоянии эти воды пресные, по химическому составу гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-натриевые, с минерализацией от 182 до 962 мг/л.
Нижний водоносный горизонт, содержащий гидрокарбонатные подземные воды, изучен до глубины 15 м. Водовмещающие породы представлены трещиноватыми песчаниками и алевролитами. Водообильность этого горизонта низкая, удельный дебит в естественных условиях не превышает 0,2 л/сек, разгрузка происходит в пойме р. Енисей.
Грунты и золошлаки характеризуются следующими значениями коэффициента фильтрации:
• высокопроницаемые гравийно-песчаные грунты – 40 м/сут;
• супесчано-песчаные грунты – 4 м/сут;
• супесчано-суглинистые грунты – 1,22 м/сут;
• экран из карьерных суглинков толщиной 0,5 м – 0,01 м/сут;
• грунт тела дамбы – 0,7–1,22 м/сут;
• насыпные гравийные грунты – до 100 м/сут;
• обратный фильтр дренажа – 40 м/сут;
• намывные золошлаковые отложения – 0,5 м/сут.
Геологические и гидрогеологические условия зорлоотвала № 1 Красноярской ТЭЦ-2 приняты по материалам ТомТЭПа и Красгидропроекта. В кратком изложении сводка основных исходных данных представлена в таблице III –3.
Таблица III –3
Коэффициенты фильтрации
Наименование грунта |
14, м/сут |
Наименование грунта |
Кф, м/сут |
Золовые отложения |
0,6 |
Золошлаковые отложения |
7,9 |
Крупноскелетный грунт дамб |
22,0 |
Суглинок |
0,4 |
Известняк |
6,6-31,8 |
Гравийно-галечниковый |
25,0 |
Щебенисто-дресвяный |
7,9 ' |
Насыпной (отходы ХМЗ) |
22,0 |
Гидрогеологические параметры:
1. Отметки уровня заполнения:
а) 3 и 4 секции 192,0 м
б) БОВ 172,0 м
2. Отметки уровня воды в скважинах:
а) скв. № 181 143,0 м
б) скв №675 147,0 м
Площадка выемки осушенных золошлаковых отложений
а) 1 секция 10600 м2
б) 2 секция 27350 м2
Отметим, что фактическая водопроницаемость поверхностной, наиболее трещиноватой зоны скального массива может быть существенно ниже, чем установленная ранее изысканиями ТомТЭПа, из-за кольматации трещин золой.
Теплофизические характеристики хвостов обогатительных фабрик приведены в таблице III–4.
Таблица III–4
Теплофизические характеристики хвостов
Характеристика |
условное обозначение |
Размерность |
Пункт расположения обогатительной фабрики и место взятия пробы хвостов |
|||||||
Норильск, пляж, 10 м от пульпопровода |
Норильск, пляж, 50 м от пульпопровода |
Норильск, пляж, 80 м от пульпопровода |
Норильск, пляж, 100 м от пульпопровода |
Заполярный, пляж, 10 м от пульпопровода |
Никель, пляж, 10 м от пульпопровода |
Мончегорск, пляж, 10 м от пульпопровода |
Каджаран, пляж, 10 м от пульпопровода |
|||
Объемный вес влажных хвостов |
γ |
т/м3 |
2,04 |
2,07 |
1,97 |
1,83 |
1,91 |
2,04 |
2,05 |
1,88 |
Объемный вес скелета влажных хвостов |
γск |
т/м3 |
1,63 |
1,64 |
1,5 |
1,16 |
1,45 |
1,59 |
1,57 |
1,44 |
Влажность |
W |
% |
25,7 |
26 |
31,6 |
56 |
31,4 |
28,5 |
30,4 |
30,5 |
Коэффициент теплопроводности талых хвостов при температуре 20 °С |
λТ |
ккал /(м×ч×°С) |
1,094 |
1,015 |
0,968 |
0,731 |
1,073 |
1,246 |
1,181 |
1,13 |
Коэффициент теплопроводности мерзлых хвостов при температуре -10 °С |
λМ |
ккал /(м×ч×°С) |
1,836 |
1,098 |
1,007 |
1,418 |
1,976 |
2,16 |
2,16 |
2,045 |
Продолжение табл. III–4
Характеристика |
условное обозначение |
Размерность |
Пункт расположения обогатительной фабрики и место взятия пробы хвостов |
|||||||
Норильск, пляж, 10 м от пульпопровода |
Норильск, пляж, 50 м от пульпопровода |
Норильск, пляж, 80 м от пульпопровода |
Норильск, пляж, 100 м от пульпопровода |
Заполярный, пляж, 10 м от пульпопровода |
Никель, пляж, 10 м от пульпопровода |
Мончегорск, пляж, 10 м от пульпопровода |
Каджаран, пляж, 10 м от пульпопровода |
|||
Объемная теплоемкость талых хвостов при температуре 20 °С |
СТ |
ккал /(м3°С) |
695 |
685 |
709 |
841 |
727 |
740 |
737 |
674 |
Объемная теплоемкость мерзлых хвостов при температуре -10 °С |
СМ |
ккал /(м3°С) |
486 |
497 |
472 |
534 |
429 |
513 |
498 |
454 |
Коэффициент температуропроводности талых хвостов при температуре 20 °С |
аТ |
м2 / ч×10-3 |
1,576 |
1,482 |
1,365 |
0,869 |
1,476 |
1,684 |
1,602 |
1,677 |
Коэффициент температуропроводности мерзлых хвостов при температуре -10 °С |
аМ |
м2 / ч×10-3 |
3,778 |
3,839 |
3,828 |
2,655 |
3,96 |
4,211 |
4,337 |
4,504 |
