способ изоляции карты действующего отвала промышленных отходов

Формула изобретения

Способ изоляции карты действующего отвала промышленных отходов, включающий проведение послойного складирования свалочных масс с промежуточным слоем и создание водонепроницаемого экрана в месте размещения основания, отличающийся тем, что промежуточный слой выполняют в виде многосоставной стабилизирующей конструкции, для этого на свалочную массу укладывают георешетку, слой битого кирпича фракции 20-40 мм мощностью слоя 15 см, слой загрязненного песка мощностью 20 см, геомембрану, слой загрязненного песка мощностью 70 см с уплотнением, георешетку, слой битого кирпича фракции 20-40 мм мощностью слоя 50 см, а складирование последующих свалочных масс осуществляют на промежуточный слой, и создание водонепроницаемого экрана проводят под основанием по его периметру путем нагнетания вязкоупругой смеси в виде полимерглинистой смеси через перфорационные отверстия фильтра горизонтальных скважин, образованных при бурении, в любом из углов основания с возможностью нагнетания полимерглинистой смеси по двум лучам этого угла, при этом последующий угол основания для бурения горизонтальных скважин выбирают с учетом возможности нагнетания полимерглинистой смеси по двум или одному лучам до создания водонепроницаемого экрана по всему периметру.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способу изоляции карты при складировании новых партий промышленных отходов действующего отвала и созданию водонепроницаемого экрана под ее основанием.

Способ обезвреживания твердых бытовых отходов на полигоне, включающий подготовку основания полигона, сооружение противофильтрационного экрана, послойное размещение отходов с грунтовыми изолирующими слоями, обустройство изолирующего покрытия поверхности сформированного полигона, разделение полигона на рабочие секции, причем каждую секцию формируют независимой от остальных, при этом заполнение отходами каждой последующей секции начинают по окончании заполнения предыдущей, RU № 2330733 C1, В09В 1/00, 10.08.2008.

Известен способ обезвреживания свалки путем прослойки ее минеральными слоями (глина, песок, биологические отходы птицеводства), RU № 2262398 C1, В09В 1/00, В09В 3/00, 20.10.2005.

Известны композиции для консервации промышленных отходов, RU № 2437853 C1, E02D 3/12, 27.12.2011; RU № 2396131 C1, В09В 1/00, 10.08.2010.

Известен защитный гидроизоляционный экран, содержащий слои гибкого защитного материала и дисперсного минерального материала, при этом первый слой выполнен из дисперсного минерального материала в виде смеси, содержащей мелкозернистый песок и порошковые глину и известь, поверх которого последовательно расположены слой водопроницаемого гибкого материала и дренирующий слой песка, RU № 2340727 C1, E02D 31/00, 10.12.2008.

Известен способ образования наружных покрытий накопителей отходов и создания послойной обсыпки, RU № 2151235 C1, В09B 1/00, 20.06.2000.

Известен способ сооружения подземной непроницаемой завесы, включающий бурение нагнетательных скважин и нагнетание твердеющих растворов, RU № 2400629 C1, E02D3 1/00, 27.09.2010; RU № 2375580 C1, E02D 31/00, 10.12.2010; RU № 2165497 C1, E02D 31/00, 20.04.2001; RU № 55796 U1, B09B 3/12, 27.08.2006.

Известные способы изоляции и обезвреживания бытовых и промышленных отходов содержат индивидуальные решения для их осуществления.

Известен способ складирования твердых отходов, включающий проведение послойного складирования с чередованием слоев с отходами с промежуточными (дренажными) слоями и создание водонепроницаемого экрана в месте размещения основания, RU № 2235610 C1, B09B 1/00, 10.09.2004.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

В ближайшем аналоге для создания промежуточных (дренажных) слоев используют строительные отходы, техногенные грунты и другие подобные материалы, которые не имеют определенной очередности при размещении и не предусматривают выполнение определенной структурной формы, что не способствует стабилизации слежавшихся свалочных масс.

Кроме того, в ближайшем аналоге водонепроницаемый экран создают на дне котлована при его сооружении.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей повысить изолирующие свойства карты при складировании новых партий отходов, повысить изолирующие свойства основания карты и упростить процесс их выполнения.

Технический результат настоящего изобретения заключается в стабилизации хранения осадок свалочных масс при выполнении промежуточного слоя в виде многосоставной стабилизирующей конструкции с определенными составляющими при определенной очередности их размещения, в создании надежной водонепроницаемой завесы без предварительной перевалки хранящихся в карте отходов.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ изоляции карты действующего отвала промышленных отходов включает проведение послойного складирования свалочных масс с промежуточным (дренажным) слоем и создание водонепроницаемого экрана в месте размещения основания.

Промежуточный слой выполняют в виде многосоставной стабилизирующей конструкции, для этого на свалочную массу укладывают георешетку, слой битого кирпича фракции 20-40 мм (мощность слоя 15 см), слой загрязненного песка (мощность 20 см), геомембрану, слой загрязненного песка (мощность 70 см) с уплотнением, георешетку, слой битого кирпича фракции 20-40 мм (мощность слоя 50 см), а складирование последующих свалочных масс осуществляют на промежуточный слой.

Создание водонепроницаемого экрана проводят под основанием по его периметру, путем нагнетания вязкоупругой смеси в виде полимерглинистой смеси через перфорационные отверстия фильтра горизонтальных скважин, образованных при бурении в любом из углов основания, с возможностью нагнетания полимерглинистой смеси по двум лучам этого угла, при этом последующий угол основания для бурения горизонтальных скважин выбирают с учетом возможности нагнетания полимерглинистой смеси по двум или одному лучам до создания водонепроницаемого экрана по всему периметру.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Выполнение промежуточного слоя в виде многосоставной стабилизирующей конструкции позволяет повысить изолирующие свойства карты.

Состав составляющих стабилизирующей конструкции и их размещение позволяют стабилизировать осадки свалочных масс.

Создание по периметру карты под основанием водонепроницаемого экрана путем нагнетания вязкоупругой смеси в виде полимерглинистой смеси позволяет повысить изолирующие свойства основания карты.

Нагнетание полимерглинистой смеси по двум лучам упрощает процесс создания водонепроницаемого экрана.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

На фиг.1 - Карта действующего отвала промышленных отходов, разрез.

На фиг.2 - Узел А на фиг.1.

На фиг.3 - Схема нагнетания вязкоупругой смеси по периметру основания карты, схематично в плане.

На фиг.4 - Промышленный отвал № 1 (Пример), схематично в плане.

На фиг.5 - Промышленный отвал № 2 (Пример), схематично в плане.

Карта содержит:

Слои свалочных масс - 1,

промежуточный слой в виде многосоставной стабилизирующей конструкции - 2,

георешетку (в слоях 2) - 3,

слой битого кирпича фракции 20-40 мм (в слоях 2) - 4,

слой загрязненного песка (в слоях 2) - 5,

геомембрану (в слоях 2) - 6,

слой загрязненного песка (в слоях 2) - 7,

георешетку (в слоях 2) - 8,

слой битого кирпича фракции 20-40 мм (в слоях 2) - 9,

слой свалочных масс (под слоем 2) - 10,

основание - 11,

горизонтальные скважины (под основанием 11) - 12,

фильтр - 13,

полимерглинистую смесь (через фильтр 13) - 14.

Способ осуществляют следующим образом.

Карта содержит слои свалочных масс 1, промежуточный слой в виде многосоставной стабилизирующей конструкции 2, слой свалочных масс 10 и основание 11.

Над слоем свалочных масс 10 выполняют промежуточный слой 2 в виде многосоставной стабилизирующей конструкции.

На слой свалочной массы 10 укладывают георешетку 3, слой битого кирпича фракции 20-40 мм (мощность слоя 15 см) 4, слой загрязненного песка (мощность 20 см) 5, геомембрану 6, слой загрязненного песка (мощность 70 см) 7 с уплотнением, георешетку 8, слой битого кирпича фракции 20-40 мм (мощность слоя 50 см) 9.

На промежуточный слой 2 осуществляют складирование последующих слоев свалочных масс 10.

Стабилизация осадок слежавшихся свалочных масс осуществляется путем передачи нагрузок от слоев геотехнического массива (слой битого кирпича, песчано-гравийный слой) на георешетку. Георешетка, в свою очередь, благодаря оптимальным геометрическим и механическим характеристикам перераспределяет большую часть этих нагрузок на растягивающие усилия, которые ею достаточно хорошо воспринимаются благодаря прочностным характеристикам материала решетки.

Геомембрана при укладке полностью изолирует загрязненный массив отходов от неорганизованного контакта с атмосферными осадками. Для защиты геомембраны от повреждения сверху и снизу укладывается загрязненный песок и второй слой георешетки со слоем битого кирпича.

Создание водонепроницаемого экрана проводят под основанием 11 по его периметру, путем нагнетания полимерглинистой смеси 14 через перфорационные отверстия фильтра 13 горизонтальных скважин 12.

Сначала в одном из углов основания 11 бурят горизонтальные скважины 12 по двум лучам этого угла и нагнетают по ним полимерглинистую смесь 14.

Затем в последующем углу основания 11 бурят горизонтальные скважины 12 и по лучам этого угла также нагнетают полимерглинистую смесь 14.

Выбор луча определяют в зависимости от возможности создания водонепроницаемого экрана по всему периметру основания 11.

Бурение горизонтальных скважин 12 осуществляют на расчетной глубине.

Количество полимерглинистой смеси 14 определяют расчетным путем.

Нагнетание полимерглинистой смеси 14 создает надежный водонепроницаемый экран под основанием 11 без предварительной перевалки хранящихся в карте действующего отвала промышленных отходов.

Примером осуществления складирования промышленных отходов являются промышленные отвалы № 1 и № 2 на территории Крайнего Севера.

Размещение отходов на территориях расположения промышленных отвалов № 1 и № 2 осуществляют при использовании систем индивидуального картирования территорий промышленных отвалов.

На индивидуальных картах постоянного складирования отходов промышленного производства размещают различные отходы производства. Эти карты использованы для осуществления заявляемого способа (фиг.4 и фиг.5).

Карты постоянного складирования поступающих отходов имеют промежуточный слой в виде многосоставной стабилизирующей конструкции (как на фиг.1 и фиг.2), а под основанием карты четырехугольной формы (как на фиг.3) целесообразно создание водонепроницаемого экрана при необходимости, в случае, если нагнетание полимерглинистой смеси не проводилось по периметру всего отвала № 1 или № 2.

Вместо полимерглинистой смеси может быть использована любая вязкоупругая смесь.

В предложенном способе изоляции карты действующего отвала промышленных отходов использованы методы и устройства, широко применяемые при хранении бытовых и промышленных отходов, а осуществление изоляции отдельно взятой карты в верхней ее части при складировании новых слоев и создание водонепроницаемого экрана в нижней части под основанием на примере отвалов № 1 и № 2 на территории Крайнего Севера обусловливает, по мнению заявителей, соответствие способа критерию «промышленная применимость».

Использование предложенного способа позволяет:

- повысить изолирующие свойства карты при складировании новых партий отходов;

- стабилизировать осадки свалочных масс при их хранении;

- повысить изолирующие свойства основания карты;

- упростить процесс изоляции основания карты.