устройство для хранения водосодержащих отходов

Формула изобретения

1. Устройство для хранения водосодержащих отходов, включающее котлован отработанного карьера и расположенный в основании котлована дренаж, выполненный в виде водоотводящего коллектора с водоулавливающими элементами, отличающееся тем, что оно снабжено водопреграждающими элементами, при этом водоотводящий коллектор дренажа расположен ниже зоны повышенной трещиноватости горной породы, образующейся у поверхности дна и бортов скального карьера в процессе его обработки, водоулавливающие элементы расположены частично или полностью в зоне повышенной трещиноватости породы, а водопреграждающие элементы установлены по периметру котлована на входах в трещины горной породы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что водоотводящий коллектор выполнен в виде перфорированной трубы, расположенной в траншее, пересекающей всю зону повышенной трещиноватости горной породы, а водоулавливающие элементы выполнены в виде фильтрующего насыпного материала, расположенного в траншее и покрытого слоем из водонепроницаемого материала, расположенным на уровне дна котлована.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что водоотводящий коллектор выполнен в виде штольни, а водоулавливающие элементы выполнены в виде лучевых дренажных скважин и/или в виде зон дополнительной трещиноватости пород.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при складировании и хранении водосодержащих отходов в котловане отработанного скального карьера.

Известно устройство для хранения водосодержащих отходов, включающее котлован отработанного карьера и расположенный в основании котлована дренаж, выполненный в виде водоотводящего коллектора с водоулавливающими элементами (SU, ав. св. N 1547699, кл. B 09 B 1/00, 1990).

Такое устройство в недостаточной мере предотвращает вредное воздействие водосодержащих отходов на окружающую среду, так как вода проникает в зону повышенной трещиноватости горной породы и занапоривает ее. В результате чего вода фильтрует под напором из зоны повышенной трещиноватости в относительно сохранную горную породу. Полная и качественная же гидроизоляция высоких крутонаклонных бортов котлована с неровной поверхностью сложна и дорогостоящая.

Технический результат от использования изобретения заключается в более полном предотвращении вредного воздействия водосодержащих отходов на окружающую среду за счет недопущения занапоривания воды в зоне повышенной трещиноватости породы путем своевременного отвода воды из этой зоны. При этом сама эта техногенная зона повышенной трещиноватости породы, опоясывающая снизу и с боков заскадированных отходов, используется как естественный фильтрующий слой для улавливания и отвода воды.

Этот технический результат достигается за счет того, что в устройстве для хранения водосодержащих отходов, включающем котлован отработанного карьера и расположенный в основании котлована дренаж, выполненный в виде водоотводящего коллектора с водоулавливающими элементами, оно снабжено водопреграждающими элементами, при этом водоотводящий коллектор дренажа расположен ниже зоны повышенной трещиноватости горной породы, образующейся у поверхности дна и бортов скального карьера в процессе его отработки, водоулавливающие элементы расположены частично или полностью в зоне повышенной трещиноватости породы, а водопреграждающие элементы установлены по периметру котлована на входах в трещины горной породы.

Водоотводящий коллектор может быть выполнен в виде перфорированной трубы, расположенной в траншее, пересекающей всю зону повышенной трещиноватости горной породы, а водоулавливающие элементы в виде фильтрующего насыпного материала, расположенного в траншее и покрытого слоем из водонепроницаемого материала, расположенным на уровне дня котлована. Водоотводящий коллектор может быть выполнен также в виде штольни, а водоулавливающие элементы в виде лучевых дренажных скважин и/или в виде зон дополнительной трещиноватости породы.

Сущность технического решения заключается в том, что дренаж, расположенный ниже разуплотненной зоны повышенной трещиноватости породы, предотвращает занапоривание воды в этой зоне, в результате чего вода, проникающая из отходов через неплотности в водоперегораживающих элементах в зону повышенной трещиноватости породы, по открытым трещинам свободно скатывается в основание котлована и дренажем отводится за пределы котлована.

На фиг. 1 изображено устройство для хранения водосодержащих отходов в виде котлована отработанного карьера с дренажным коллектором в основании в виде перфорированной трубы, расположенной в траншее, поперечный разрез; на фиг. 2 то же с дренажным коллектором в основании в виде штольни.

Устройство содержит котлован 1 отработанного карьера с разуплотненной зоной 2 повышенной трещиноватости горной породы, расположенной у поверхности дна 3 и бортов 4 котлована 1, входы в открытые трещины которой со стороны котлована закрыты водопреграждающими элементами в виде пробок 5, и дренаж, расположенный в основании котлована 1. Дренаж выполнен с водоотводящим коллектором в виде перфорированной трубы 6, расположенной на дне траншеи 7, пересекающей всю трещиноватую зону 2 и заполненной фильтрующим насыпным материалом, например, щебнем, образующим водоулавливающий в виде непрерывного вертикального дренажного слоя 8, покрытого сверху горизонтальным противофильтрационным слоем 9 из суглинка.

В случае широкого котлована 1 (фиг. 2) водоотводящий коллектор дренажа выполняется в виде штольни 10, расположенной ниже зоны 2 повышенной трещиноватости породы, а водоулавливающие элементы в виде лучевых дренажных скважин 11, выполняемых бурением из штольни 10 или с поверхности дня 3 котлована 1 и пересекающих трещиноватую зону 2, и дополнительных лучевых дренажных скважин 12, расположенных ниже скважин 11 в сохранных породах.

При необходимости водоулавливающие элементы могут быть выполнены в виде дополнительной трещиноватости породы, образуемой с боков и сверху штольни 10 взрыванием скважинных зарядов ВВ (не показаны), а также в виде заобделочных дренажных прорезей с дренирующим заполнителем, снабженных водоотводящими элементами (не показаны). При этом образующаяся вокруг штольни 10 в процессе ее устройства зона 13 повышенной трещиноватости породы, способствующая водоулавниванию, непосредственно в основании штольни 10, как не нужный водосборник, ликвидируемых цементацией 14.

Пробки 5 выполняются по мере заполнения котлована 1 отходами 15 из твердеющего материала (широкие трещины), а также естественным путем в результате закупорки трещин складируемыми отходами 15 (узкие трещины).

При необходимости в основании широкого котлована располагают два или более водосборных коллектора с водоулавливающими элементами, а при складировании отходов выше естественной поверхности земли 16 высота котлована увеличивается посредством ограждающих дамб 17 с дополнительным противофильтрационными элементами 18 (на фиг. 2 показаны пунктиром).

Устройство для хранения водосодержащих отходов в процессе его заполнения работает следующим образом.

До начала складирования отходов 15 в котлован 1 "молодые" техногенные трещины разуплотненной зоны 2 горной породы находятся в открытом незаполненном мелкоземном состоянии и обладают водопроводимостью. Поэтому первоначально осуществляется закрытие (закупорка) входов в трещины отсыпкой соря 19 из отходов 15 на дно 3 котлована 1 и опережающее складирование отходов 15 у бортов 4. После чего проникающая из отходов 15 через закупоренные на входе трещины в зону 2 в ограниченном количестве вода свободно скатывается по открытым трещинам в основание котлована и перехватывается водоулавливающими элементами дренажа в виде вертикального дренажного слоя 8 (фиг.1) или в виде лучевых дренажных скважин 11 (фиг.2) и отводится коллектором в виде перфорированной трубы 6 или в виде штольни 10, за пределы котлована 1 в систему технического водоснабжения (например, самотеком в оперативный гидроотвал) или очистные сооружения. При этом как вода из гидроотвала, так и вода атмосферных осадков, инфильтрующая из насыпного отвала, в трещиноватой зоне 2 постоянно находится в практически безнапорном состоянии и поэтому ее проникновение в окружающую среду через сохранные и относительно сохранные породы происходит весьма в ограниченном количестве. При положении водоотводящего коллектор ниже уровня 20 (фиг. 2) подземных вод посредством, например, дренажных скважин 12 происходит понижение уровня 20 подземных вод вблизи штольни 10, в результате чего проникновение воды, инфильтрующей из отходов 15, в окружающую среду полностью предотвращается.