2. Состав проекта

На предприятии (горнообогатительная фабрика, тепловая электростанция, использующая твердое топливо, предприятия химической, металлургической и др. отраслей промышленности) образуются твердые отходы – хвосты, золошлаки, шламы. Удаление этих отходов с территории предприятия и их складирование в специальных сооружениях – накопителях осуществляется с применением гидромеханизированных и т.н. «сухих» технологий, использующих механический и пневматический транспорт отходов.

В данном проекте предполагается преимущественное использование наиболее распространенной гидромеханизированной технологии.

Структура и содержание курсового проекта

В соответствии с рекомендациями по типовой структуре курсового проекта данный проект должен иметь следующую структуру:

• титульный лист;

• задание к курсовому проекту;

• введение;

• аналитический расчет фильтрации промышленных стоков из накопителя;

• численное моделирование фильтрации промышленных стоков из накопителя;

• предлагаемые природоохранные мероприятия и контрольно измерительная аппаратура;

• заключение;

• список использованной литературы;

• приложения;

• проектные листы (формат А1).

Логическое наполнение основных частей курсового проекта направлено на противофильтрационные мероприятия на гидроотвалах промышленных отходов. Содержание основных частей курсового проекта должно служить решению данной задачи. Развернутые рекомендации по наполнению курсового проекта приведены ниже.

1. Титульный лист оформляется в соответствии со Стандартом организации /4/.

2. В задании на проектирование фиксируются основные исходные данные проекта и фиксируются:

а) цель, задачи, перечень подлежащих разработке вопросов.

б) исходные данные, которые включают в себя:

• тип выбранного накопителя, его параметры.

• схема накопителя с конструктивными особенностями и параметрами.

3. Введение

Во введении обосновываются актуальность темы, приводится краткая характеристика объекта и предмета исследования; четко формулируются цель и задачи исследования, определяется методика исследования; кратко раскрывается содержание каждого раздела. Также во введении необходимо особо отметить следующие аспекты курсового проекта, при их наличии:

— сложности выполнения отдельных частей проекта или решения отдельных частных задач, определяемые спецификой темы или объекта проектирования, используемого инструментария и т. п.;

— собственные разработки и решения либо адаптация известных решений к конкретным специфическим условиям;

— практическая направленность курсового проекта, если он разрабатывается по заказу организации или в рамках функций, выполняемых студентом по месту работы в организации.

Введение обычно занимает 2–4 страницы машинописного текста.

4. Аналитический расчет фильтрации промышленных стоков из накопителя.

Аналитический расчет фильтрации промышленных стоков их накопителя осуществляется для двух вариантов по формулам пособия /1/:

- однородная дамба на проницаемом основании для схемы с внутренним дренажом.

- однородная дамба на проницаемом основании для схемы с внешним дренажным каналом.

При этом для неоднородного основания, сложенного несколькими слоями проницаемых грунтов, принимаем осредненный коэффициент фильтрации, определяемый по пособию /2/. Цель этих расчетов – построение кривой депрессии фильтрационного потока в теле дамбы и ее основании и оценка фильтрационных потерь из накопителя при различных схемах подземного контура. В этом разделе не требуется точное графическое построение эквипотенциалей и линий токов; результаты расчетов рассматриваются как ориентировочные. Отметим, что эти результаты не всегда совпадают с более точными расчетами, выполняемыми численным методом.

По результатам расчета выполняется построение гидродинамической сетки графо-аналитическим способом на миллиметровой бумаге формата А1 в соответствии с ГОСТ.

5. Численное моделирование фильтрации промышленных стоков их накопителя.

В проекте должны быть выполнены фильтрационные расчеты накопителя для четырех вариантов, отличающихся способами регулирования фильтрации промышленных стоков из накопителя. В итоге должен быть выбран оптимальный вариант, позволяющий минимизировать или полностью предотвратить утечки из них.

В результате сравнительного анализа результатов фильтрационного расчета для различных схем надлежит выбрать экологически благоприятный вариант накопителя, характеризующийся минимальными фильтрационными потерями и, соответственно, минимальным негативным воздействием на подземные и поверхностные воды и на геологическую среду в целом.

Эти расчеты выполняются с использованием вычислительного моделирования фильтрационной задачи в плоско-вертикальной постановке. Алгоритм и программа расчета основаны на методе конечных разностей, в соответствии с которым на математической модели сплошной грунтовый массив области фильтрации рассматривается как дискретный, разделенный на определенное количество расчетных блоков. Методические рекомендации по выполнению данного цикла расчетов приведены ниже, в гл 6.

В результате должны быть построены полные гидродинамические сетки (рис. 7-10) с соблюдением следующих закономерностей: ортогональность во всех пересечениях линий тока с эквипотенциалями; ортогональность в пересечениях линий тока с проницаемой поверхностью дна отстойного пруда, внешнего дренажного канала или другого водоема, рассматриваемого как область стока. При этом положение кривой депрессии и участка высачивания определяется как в пределах профиля дамбы, так и ниже, до боковой проницаемой границы области фильтрации, на которой должно быть задано боковое граничное условие (БГУ), определяемое наблюдениями во внешней скважине, расположенной на контуре зоны гидродинамического влияния накопителя.

Кривая депрессии и эквипотенциали строятся в процессе математического моделирования, а линии тока – графически, т.е. используется графо-аналитический метод.

По сеткам с использованием известных положений основного закона фильтрации (пособие /2/) определяются:

• расход q, высачивающийся на поверхность низового откоса дамбы и на поверхность основания при отсутствии или отказе дренажа;

• расход q₁, поступающий во внутренний или внешний дренаж, направляемый из него в бассейн осветленных и дренажных вод (БОВ) и затем возвращаемый в систему гидротранспорта отходов предприятия ( принимаем, что этот расход не участвует в загрязнении подземных и поверхностных вод).

• расход q₂, проходящий транзитом по проницаемому основанию дамбы и определяющий загрязнение подземных и поверхностных вод (при высачивании во внешний водоем, расположенный в нижнем бьефе дамбы);

Фильтрационные расчеты завершаются сравнительным анализом рассмотренных вариантов. В анализе сравниваются:

• положение кривой депрессии;

• параметры участка высачивания;

• расходы потока, поступающего в дренаж, и транзитного потока;

• экранирующий эффект слоя намывных отложений отходов;

• другие факторы, определяющие уровень экологической безопасности объекта; например, формирование эффекта гидравлической завесы (пособие /1/).

Анализ завершается выводом о противофильтрационной эффективности сравниваемых вариантов и рекомендациями по альтернативным техническим решениям, направленным на повышение экологической безопасности и эксплуатационной надежности данного объекта (эти решения предлагаются авторами без проведения дополнительных расчетов).

6.Предлагаемые природоохранные мероприятия и установка контрольно измерительной аппаратуры.

Для схем экологически не благоприятных для эксплуатации, в дамбах и в ложе накопителя следует предусмотреть те или иные противофильтрационные и дренажные устройства, соответствующие инженерно-геологическим условиям объекта, и предложить установку контрольно-измерительной аппаратуры.

7. Заключение.

Должно отражать основные результаты работы, сопоставленные с ее целями и задачами. В заключении аргументировано, но кратко излагаются основные выводы, полученные в ходе аналитического расчета и численного моделирования фильтрации промышленных стоков из накопителя, и предложения по противофильтрационным мероприятиям. Также дается оценка степени выполнения поставленной задачи, т.е. решена она полностью или частично и требуется исследования.

8. Список использованной литературы.

В список вносят все литературные источники, правовые и нормативные документы, на которые сделаны ссылки в тексте или положения которых цитировались.

9. Приложения.

Расчетные схемы для аналитического расчета и численного моделирования фильтрации промышленных стоков из накопителя.

10. Чертежи.

Графические документы, предусмотренные заданием на курсовой проект, оформляют на листах стандартных форматов. Размеры и обозначения форматов по ГОСТ 2.301.

На первом листе представлены результаты численного моделирования фильтрации для наиболее интересных вариантов.

На втором листе показаны противофильтрационные и укрепительные мероприятия с установкой контрольно-измерительной аппаратуры.

Каждый лист оформляют рамкой и основной надписью в соответствии с СТО 4.2–07–2010 /4/.