Устройство для забора воды из отстойного пруда-хранилища зернистых отходов

 

Использование: в гидротехническом строительсве, при заборе воды из отстойного пруда хранилища зернистых отходов, гидравлически складируемых в узкое углубление с водопроницаемыми бортами. Сущность изобретения: устройство включает водоприемное сооружение в виде плавучей насосной станции 3, отводящий водовод 4 и заграждение в виде замкнутого вокруг станции 3 бревенчатого бона 5, вытянутого в плане в направлении наиболее удаленного борта карьера 2. На продольных участках 6 и 7 и на поперечном участке 10 бон снабжен продольным козырьком, непроницаемым для отходов. Козырек прикреплен к бону со стороны бортов карьера, образует с настилом бона острый угол, имеет переменную высоту, уменьшающуюся по мере удаления станции 3, и выполнен с продольными щелями, а со стороны борта карьера покрыт фильтрующим слоем из геосинтетики уложенной на металлическую проволочную сетку. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при заборе воды из отстойного пруда хранилища зернистых отходов, гидравлически складируемых в узкое углубление с водопроницаемыми бортами.

Известно устройство для забора (отвода) воды из отстойного пруда хранилища зернистых отходов, выполненное в виде бортового водосброса.

Недостатком такого устройства является то, что оно включается в работу только после наполнения хранилища до уровня, близкого к проектному (максимальному).

Известно устройство для забора воды из отстойного пруда хранилища зернистых отходов, включающее водоприемное сооружение с плавучим заграждением вокруг него в виде бона, конструктивно с ним соединенного, и отводящий водовод. При этом водоприемное сооружение может быть как в виде водосбросного колодца каркасной конструкции с бетонным фундаментом, так и плавучим; причем, в последнем случае непосредственно сама насосная установка может быть как плавучей, расположенной на общем понтоне с водоприемником, так и стационарной, соединенной с плавучим водоприемником плавучим водоводом.

Недостатком этого устройства является то, что оно, в случае узкого в плане хранилища типа отработанного скального карьера с крутонаклонными бортами, не обеспечивает намыв из отходов защитного надводного пляжа вдоль бортов по всему периметру хранилища при одновременном образовании отстойного пруда с глубиной воды в пруде и объемом воды в нем, достаточными для качественного осветления воды и ее забора в определенном количестве.

Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет увеличения глубины воды перед водоприемным сооружением и повышение качества осветленной воды при одновременном обеспечении намыва защитного пляжа вдоль бортов узкого в плане хранилища.

Цель достигается тем, что в устройстве для забора воды из отстойного пруда хранилища зернистых отходов, включающем водоприемное сооружение, плавучее заграждение в виде замкнутого вокруг водоприемного сооружения бона и конструктивно с ним соединенного и отводящий водовод, согласно изобретению, бон в плане вытянут в направлении наиболее удаленного борта хранилища, а на обоих продольных участках бона, расположенных между водоприемным сооружением и продольными бортами хранилища, бон снабжен продольным подводным козырьком, непроницаемым для отходов, при этом козырек прикреплен к бону со стороны продольных бортов хранилища, образует с палубой бона острый угол и имеет переменную высоту, уменьшающуюся по мере удаления бона от водоприемного сооружения. Дополнительно, по меньшей мере, верхняя половина козырька выполнена водопроницаемой и со стороны борта хранилища покрыта фильтрующей геосинтетикой.

Сущность заявленного технического решения заключается в следующем.

При малых уклонах поверхности отложений, например, зольного материала (надводный откос i<0,01, подводный - i<0,1) в хранилище, ширина которого менее 100-150 метров, возникают трудности при осуществлении намыва защитного пляжа необходимой ширины при одновременном образовании отстойного пруда с требуемыми глубиной и объемом воды, необходимыми для качественного осветления воды и ее забора в достаточном количестве. В случае же более узкого хранилища с водопроницаемыми бортами типа вытянутого котлована отработанного скального карьера, возникает необходимость выполнения сложных и дорогостоящих работ по гидроизоляции таких бортов. В предлагаемом же решении посредством водопроницаемых и покрытых фильтром продольных подводных козырьков, прикрепленных к бону со стороны продольных (ближайших) бортов хранилища, осуществляется одновременно резкое (обрывистое) увеличение глубины отстойного пруда со стороны этих продольных бортов и осветление части воды фильтром, что повышает качество осветления воды в пруде. Таким образом, удается образовать узкий, вытянутый в направлении наиболее удаленного борта, глубоководный отстойный пруд с необходимым объемом воды в нем, причем часть воды осветляется при прохождении ее через фильтр. Одновременно расположение козырька под острым углом к палубе бона (козырек уходит под бон) уменьшает давление на него отходов, повышает плавучесть бона (предотвращается замыв бона отходами) и обеспечивается самоочистка фильтра.

На фиг.1 изображено устройство для забора воды, план; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг. 1 (отложения не показаны); на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Устройство для забора воды из отстойного пруда 1 хранилища, расположенного в узком скальном карьере 2, включает водоприемное сооружение в виде плавучей насосной станции 3, отводящий водовод 4 и плавучее заграждение в виде замкнутого вокруг станции 3 бревенчатого бона 5, вытянутого в плане в направлении наиболее удаленного борта (не показан) карьера 2 и состоящего по длине (периметру) из двух продольных участков 6 и 7, расположенных между станцией 3 и продольными бортами соответственно 8 и 9 карьера 2, и двух поперечных участков 10, расположенных со стороны плотины 11, перегораживающей пандус 12, и 13, замыкающего бон 5 со стороны наиболее удаленного борта. На продольных участках 6 и 7 и на поперечном участке 10 бон 5 снабжен продольным подводным козырьком 14 (фиг.3), непроницаемым для отходов 15, при этом козырек прикреплен к бону со стороны бортов карьера, образует с настилом (палубой) 16 бона острый угол и имеет переменную высоту, уменьшающуюся по мере удаления от станции 3. Козырек 14 выполнен с продольными щелями 17, а со стороны борта карьера покрыт фильтрующим слоем 18 из геосинтетики (геотекстиля), уложенной на металлическую проволочную сетку 19, например, в виде параллельно расположенных цилиндрических спиралей - панцирная сетка.

Конструктивно насосная станция 3 соединена с боном 5 мостиками 20 и связующими элементами 21, а также отводящим трубопроводом 4, который посредством промежуточных понтонных опор и шарниров, например, из автомобильных покрышек (опоры и шарниры не показаны) через бон 5 выведен за пределы карьера 2.

Бон 5 может быть вытянут вдоль карьера 2 в обе противоположные от станции 4 стороны с образованием по торцам под собою водопропускных окон 22 (фиг. 4) и может быть выполнен из тонкостенных труб с герметизированными полостями. Водоприемное сооружение также может быть выполнено в виде водосбросного колодца или в виде плавучего водоприемника с расположением насоса 23 за пределами отстойного пруда 1, например, на откосе плотины 11 или на ее гребне.

Устройство работает следующим образом.

После возведения плотины 11, гидроизоляции днища карьера 2 и установки на временные опоры (не показаны) элементов устройства для забора воды, подаваемая по магистральному пульпопроводу 24 пульпа, например, зольная по распределительному пульповоду 25 и посредством работающих выпусков 26, расположенных по периметру карьера, по схеме "от борта" направляется в выработанное пространство карьера. По мере заполнения пульпой узкого карьера у его бортов образуется защитный пляж 27, а вокруг насосной станции 3 - отстойный пруд 1. При этом наклонный козырек 14 бона 5 воспринимает на себя давление отложений 15 со стороны бортов карьера (фиг.3), чем обеспечивается резкое увеличение глубины воды в пруде 1 от h₁ перед козырьком до h₂ за козырьком. В результате образуется глубоководная зона 28 (h 1,5 м) непосредственно вокруг станции 3, а также мелководные зоны: 29 - вокруг бона 5 и 30 - в хвостовой части пруда 1, чем обеспечиваются заданные глубина воды у насосной станции 3 и объем воды в пруде 1, необходимые для подачи насосной станцией 2 качественной воды в отводящий водовод 4. Работой же выпусков 26 по установленной схеме и регулированием объема воды в пределах пруда 1, а следовательно, и планового положения уреза 31, достигается непрерывность защитного пляжа 27 в процессе всего срока складирования, что существенно уменьшает инфильтрацию воды через трещиноватые борта скального карьера 2 в окружающую среду.

Поступление воды в глубоководную зону 28 осуществляется из мелководных зон 29 и 30 по удлиненному пути осветления в условиях мелководья через водопропускное окно 22, расположенное под боном на участке 13, и через щели 17 в козырьке 14 с отфильтрованием золы слоем 18 геотекстиля. В последнем случае металлическая проволочная сетка 19 выполняет роль как опорного слоя для геотекстиля, так и роль дренажного слоя, осуществляющего сбор воды, профильтровавшей через геотекстиль, и отвод этой воды через щели 17 в глубоководную зону 28. В результате осуществляется качественное осветление воды.

От одностороннего воздействия отложений 15 на наклонный козырек 14 осуществляется дополнительное взвешивание бона 5 силой W (фиг.3), что повышает плавучесть бона и тем самым предотвращается его замыв отложениями.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРА ВОДЫ ИЗ ОТСТОЙНОГО ПРУДА-ХРАНИЛИЩА ЗЕРНИСТЫХ ОТХОДОВ, преимущественно выполненного удлиненной формы в плане, включающее водоприемное сооружение, плавучее заграждение в виде замкнутого вокруг водоприемного сооружения бона с палубой, соединенного с водоприемным сооружением, и отводящий водовод, отличающееся тем, что большая сторона бона размещена вытянутой в плане в направлении наиболее удаленного борта хранилища, а на обоих продольных участках бона, расположенных между водоприемным сооружением и продольными бортами хранилища, бон снабжен продольным козырьком, непроницаемым для отходов, при этом козырек прикреплен к бону со стороны продольных бортов хранилища, образуя с палубой бона острый угол, и выполнен с переменной высотой, уменьшающейся по мере удаления бона от водоприемного сооружения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере верхняя половина козырька бона выполнена водопроницаемой и со стороны борта хранилища покрыта фильтрующим геосинтетическим материалом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4