способ изоляции солеотвалов на калийных рудниках

Формула изобретения

Способ изоляции солеотвалов на калийных рудниках, включающий торкретирование их поверхности гидроизолирующим материалом, отличающийся тем, что после упрочнения всего массива солеотвала, но не ранее чем через 1,0-1,5 месяца после отсыпки соли в отвал, в наиболее жаркий и засушливый период его поверхность покрывают слоем глинисто-солевого шлама, остающегося после обогащения сильвинитовых руд на галургических фабриках, толщиной 10-20 мм путем торкретирования данным шламом поверхности солеотвала, при этом шлам в виде суспензии подают в приемный бункер пневмонасоса при соотношении твердой и жидкой фаз от 1:2 до 1:3.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к различным технологическим процессам, а именно к способам последующей обработки природного камня путем покрытия или пропитки жидкостями или текучими веществами на поверхности.

В 2003 году на поверхности земли на территории рудоуправлений ОАО "Уралкалий" складировано около 14 млн. тонн твердых отходов. Это на два млн. тонн больше, чем в 2002 году. Сейчас общая масса солеотвалов составляет порядка 250 млн. тонн.

На охране в ПО "Беларуськалий" находится около 80 миллионов тонн глинисто-солевых шламов и 660 миллионов тонн галитовых отходов, расположенных на площади 904 и 762 гектара соответственно. В районе Солигорских килийных рудников фиксируется засоление подземных вод под солеотвалами и шламохранилищами, распростанившееся уже на глубину не более 100 м. В результате ветровой эрозии солеотвалов происходит и площадное загрязнение почв.

Рассолонасыщение свежих солеотходов изменяется от 8 до 12%. Полное насыщение отходов рассолами в момент подачи на солеотвал достигает 18-20%. За счет отжима в глубь отвала и испарения содержание жидкой фазы в солеотвалах уменьшается и остается равным 5-7%. Процесс интенсивного отжатия жидкой фазы и одновременно уплотнения отходов продолжается 15-18 часов, после чего уплотнение становится малозаметным.

Твердые галитовые отходы обладают высокой слеживаемостью. Слеживание солеотходов происходит не только вследствие уплотнения под действием собственного веса, но и в результате перекристаллизации солей из отжимаемых рассолов. Причем сцепление отдельных зерен вначале проявляется в приповерхностной зоне отвала при его высыхании, а через 1,0-1,5 месяца происходит упрочнение всего массива.

Состоят солеотвалы более чем на девяносто процентов из поваренной соли. Интенсивность засоления прилегающих к Солигорским рудникам территорий невысока, поскольку из-за атмосферных осадков идет выщелачивание солевых составляющих и в итоге солеотвал покрывается тоненькой эластичной глиняной пленкой, которая затрудняет распыление соли (Ганкина В. Подземные рассолы и мусорные горы. РЭСПУБЛIКА. Газета Совета Министров республики Беларусь. №50 (3490), 17.03.2004 г.).

Глинисто-солевые шламы содержат до 40-62% процентов воды, 6-20% KCl, 5-24% NaCl, 0,14-7% MgCl₂, 0,03-0,1% CaCl₂, 2-5% CaSO₄ и 5-28% нерастворимого остатка, в составе которого преобладают глинистые минералы. Данные шламы в виде суспензии насосами подаются в шламохранилище при соотношении твердой и жидкой фазы от 1: 2 до 1: 3 [1, с.144].

Известен способ изоляции солеотвалов на калийных рудниках, включающий торкретирование их поверхности гидроизолирующим материалом, который принят за прототип [1].

Недостатком известного способа является низкая эффективность гидроизоляции используемого для этой цели полимербетона вследствие его недостаточной эластичности.

Целью изобретения является повышение эффективности гидроизоляции солеотвала путем применения более эластичного материала.

Поставленная цель достигается тем, что поверхность солеотвала покрывается слоем глинисто-солевого шлама толщиной 10-20 мм.

Способ осуществляют следующим образом.

После упрочнения всего массива солеотвала, но не ранее чем через 1,0-1,5 месяца после отсыпки соли в отвал в наиболее жаркий и засушливый период его поверхность покрывают слоем глинисто-солевого шлама, остающегося после обогащения сильвинитовых руд на галургических фабриках, толщиной 10-20 мм путем торкретирования данным шламом поверхности солеотвала. При этом шлам в виде суспензии подают в приемный бункер пневмонасоса при соотношении твердой и жидкой фазы от 1:2 до 1:3.

После высыхания шлама поверхность солеотвала покрывается прочной глинистой коркой, предотвращающей как ветровую эрозию, так и растворение соли атмосферными осадками. При этом значительный экологический эффект достигается за счет применения отходов производства.

Необходимо еще отметить, что данный глинистый противофильтрационный экран имеет повышенную механическую прочность и водонепроницаемость в связи с тем, что в его составе присутствует полиакриламид, добавляемый в сгуститель для ускорения осаждения глинистого шлама [2, с.37].

Способ может быть осуществлен, например, с помощью пневмобетононасоса СО-50 ПБН (конструкция инженера Марчукова Н.С.). Насос предназначен для транспортирования и послойного нанесения на различную поверхность(торкретирование) строительных растворов и мелкозернистых бетонов минимальной подвижностью 6 см, с крупностью фракции заполнителя не более 10 мм, нагнетания (инвентирование) растворов и других жидкостей в различные полости и массивы из бетона, камня, грунта и др. с целью их укрепления. Дальность подачи раствора по вертикали не менее 100 м и по горизонтали не менее 300 м.

Источники информации

1. Пермяков Р.С., Романов B.C., Бельды М.П. Технология добычи солей // М.: Недра, 1981, с.147.

2. Переработка природных солей и рассолов //Справочник/ И.Д.Соколов, А.В.Муравьев, Ю.С.Сафрыгин и др.; под ред. И.Д. Соколова. Л.: Химия, 1985, с.37.