9.2. Наращивание накопителей

К первой группе относятся традиционные способы наращивания – поэтапное возведение ограждающих дамб до полной проектной высоты (рис. 9.1). Данный способ применим при возведении и наращивании дамб одноярусных наливных накопителей.

Ко второй группе относятся способы поярусного наращивания, при которых дополнительная емкость создается возведением дамб наращивания на основании из намытого зернистого материала – золошлаков или хвостов. Дамбы наращивания могут быть выполнены из фильтрующих грунтов, из слабофильтрующих грунтов и из прочных зернистых отходов.

К третьей группе относятся способы поэтапного возведения (наращивания) намывных ограждающих дамб, которые формируются из крупнозернистых фракций складируемых материалов в процессе эксплуатации. Эти способы наиболее распространены на хвостохранилищах при значительных объемах складируемых материалов и высокой интенсивности намыва. Необходимым условием применения этих способов является правильная эксплуатация и наличие постоянно действующего обслуживающего персонала и отсутствующих механизмов.

В этой группе выделяют способы верхового, центрального и низового намыва. Способы центрального и низового намыва основаны на опережающем формировании намывной ограждающей дамбы из крупнозернистых фракций складируемых материалов. При этом широко используется сочетание искусственного разделения пульпы с помощью гидроциклонов, покартовый намыв и намыв на дренируемое основание.

Способ верхового намыва основан на использовании естественного фракционирования складируемого материала при рассредоточенном одностороннем намыве от дамбы к отстойному пруду. При этом откладывающиеся вблизи выпусков крупные фракции формируют тело внешней упорной призмы.

Способ поярусного наращивания дамбами из складируемого материала и способ верхового намыва аналогичны – при высокой интенсивности намыва дискретный способ поярусного наращивания переходит в непрерывный.

Одним из необходимых условий поярусного наращивания намывного накопителя является опережающий намыва экранирующего пляжа вдоль ограждающих сооружений. Основной принцип при выборе и разработке технологических схем заполнения накопителя заключается в максимальном отдалении отстойного пруда от ограждающих дамб. Этому принципу соответствует схема намыва «от дамбы к пруду» и применение способа рассредоточенного намыва отходов с помощью распределительных пульпопроводов и выпусков пульпы. Распределительные пульпопроводы располагаются по периметру ограждающих сооружений, диаметр и число одновременно работающих выпусков подбирают по аналогам и опытным путем.

При работе нескольких выпусков происходит разделение пульпы по фракциям – через первые выпуски сбрасываются наиболее крупные, через последние – наиболее мелкие частицы отходов. Эту особенность необходимо учитывать при разработке проекта эксплуатации и технологии заполнения накопителя.

Необходимым условием для образования качественного пляжа является максимальное удаление водосбросных сооружений от ограждающих дамб. В равнинных и пойменных накопителях это центральная часть чаши, в овражно-балочных накопителях – верховье или борта оврага. Использование мобильных водозаборов значительно облегчает эксплуатацию, позволяет регулировать расположение отстойного пруда и тем самым управлять намывом. При отсутствии такой возможности для регулирования положения отстойного пруда необходимо предусматривать периодическое переключение стационарных водосбросных сооружений, расположенных в различных частях накопителя.

Расположение водосбросных сооружений на большом удалении от дамб вызывает определенные трудности в их эксплуатации. Здесь приходится использовать плавучие средства, возводить мостики и специальные дамбы. Однако сложности обслуживания оправдываются повышением надежности ограждающих сооружений – удаленность пруда от ограждающих дамб позволяет намывать пляж достаточной ширины.

Рис. 9.1. Поэтапное возведение насыпных ограждающих дамб

1 – 3 – этапы возведения, 4 – складируемые отходы

Рис. 9.2. Способ поярусного наращивания накопителей намывными ограждающими дамбами из складируемого материала

1 – первичная дамба из грунта; 2 – дамбы наращивания из фильтрующего грунта; 3 –намывные отложения; 4 – основание из слабофильтрующего грунта; 5 – дренаж осушения; 6 – линия обобщенного откоса.

Расположение водосбросных сооружений вблизи ограждающих дамб определяет расположение уреза воды отстойного пруда непосредственно у верхового откоса. Это приводит к необходимости его крепления для защиты от размыва, вызывает значительные сложности при дальнейшем наращивании дамб и, в конечном итоге, приводит к удорожанию строительства при наращивании накопителя.

Близкое расположение колодцев к дамбам в сочетании со строительным браком и отсутствием грамотной эксплуатации неоднократно приводило к неудовлетворительному или аварийному состоянию накопителей [35].