СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ НАСЫПНОГО ЗОЛОШЛАКООТВАЛА В ЗОНЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ НАСЫПНОГО ЗОЛОШЛАКООТВАЛА В ЗОНЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2278205 (13) C1

(51) МПК
E02B 7/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 06.03.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005109869/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.04.05 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.04.05 
(45) Опубликовано: 2006.06.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1693178 A1, 23.11.1991.

SU 1792462 А3, 30.01.1993.

SU 1687705 A1, 30.10.1991.

SU 1787181 A3, 07.01.1993.

RU 2081963 C1, 20.06.1997.

SU 1740535 А1, 15.06.1992. 
(72) Автор(ы): Балацкая Наталья Владимировна (RU); Ягин Василий Петрович (RU); Кузнецов Георгий Иванович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Красноярский государственный технический университет (КГТУ) (RU) 
Адрес для переписки: 660074, г.Красноярск, ул. Киренского, 26, КГТУ, ПИО 

(54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ НАСЫПНОГО ЗОЛОШЛАКООТВАЛА В ЗОНЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к возведению насыпных золошлакоотвалов в зоне распространения вечной мерзлоты. Способ включает возведение из грунта первичной дамбы, поярусную отсыпку золошлаков в секции и их промораживание естественным путем в холодное время года и отвод в водосборную емкость стоков, образовавшихся из осадков и загрязненных в секции, в теплое время года. Водосбросную емкость создают в пределах площади секции и с отметкой дна, повышающейся в процессе отсыпки золошлаков в ярус, а наружной поверхности яруса придают уклон в сторону водосборной емкости. В теплое время года в секции осуществляют пылеподавление водой, взятой из водосборной емкости и с интенсивностью, обеспечивающей, по меньшей мере, полуопорожненное состояние водосборной емкости на начало холодного времени года. Повышается эффективность возведения насыпного золошлакоотвала мерзлого типа и улучшается экологическое состояние окружающей среды. 6 з.п. ф-лы, 4 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к возведению насыпных золошлакоотвалов в зоне распространения вечной мерзлоты.

Известен способ возведения золоошлакоотвала, в котором заданная скорость наращивания золошлакоотвала по высоте обеспечивает аккумулирование всей инфильтрующей в него влаги атмосферных осадков и пылеподавления за счет "свободно удерживаемой" равновесной влажности золошлаков Wmax, то есть только за счет "бессточного" повышения влажности золошлаков (А.с. СССР №1792462, МПК Е 02 В 7/06, опубл. 30.01.93).

Влажность Wmax у золошлаков обычно не превышает величины 0,4, которая обеспечивает степень влажности (отношение объема воды к объему пор в единице объема золошлаков) G около 0,3, поэтому большая часть объема пор остается не заполненной водой, что обуславливает высокую скорость наращивания такого "бессточного" золошлакоотвала. В Северной же строительно-климатической зоне в продолжительное холодное время года твердые осадки (снег) послойно консервируются в промерзающих золошлаках, что ведет к непроизводительному использованию емкости золошлакоотвала, а в теплое время года, особенно весеннее, загрязненный сток с промороженной поверхности золошлакоотвала ухудшает экологическое состояние окружающей среды.

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения насыпного золошлакоотвала в зоне распространения вечной мерзлоты, включающий возведение из грунта первичной дамбы, поярусную отсыпку золошлаков в секции и их промораживание естественным путем в холодное время года, отвод за пределы золошлакоотвала в водосборную емкость стоков, образовавшихся из осадков и загрязненных в заполняемой секции, в теплое время года и создание на наружном откосе золошлакоотвала выше гребня первичной дамбы рекультивационного слоя. При этом первичной дамбой огараживают всю площадь золошлакоотвала, который водопроницаемыми внутренними дамбочками разделяют на секции с годовым объемом складирования золошлаков, а всю загрязненную в секции складирования воду отводят последовательно через незаполненные секции (А.с. СССР №1693178, МПК Е 02 В 7/06, опубл. 23.11.91).

В этом способе, как и в предыдущем, при отсыпке золошлаков в холодное время года осадки не заполняют поры в золошлаках, а послойно в них консервируются. При отводе же в теплое время года загрязненного стока с заполняемой секции происходит его смешивание с чистым стоком незаполненных секций, что увеличивает объем водосборной емкости, создание которой за пределами золошлакоотвала связано с усложнением работы, увеличением затрат и занимаемых площадей. При этом сама водосбросная емкость может стать источником загрязнения среды.

Задача изобретения заключается в аккумуляции в порах золошлаков всех атмосферных осадков, загрязненных при возведении насыпного золошлакоотвала мерзлого типа и обеспечении его "бессточности", что ведет к повышению эффективности возведения насыпного золошлакоотвала мерзлого типа за счет упрощения работ, сокращения затрат, уменьшения занимаемых площадей и улучшения экологического состояния окружающей среды.

Поставленная задача решается тем, что в способе возведения насыпного золошлакоотвала в зоне распространения вечной мерзлоты, включающем возведение из грунта первичной дамбы, поярусную отсыпку золошлаков в секции и их промораживание естественным путем в холодное время года и отвод в водосборную емкость стоков, образовавшихся из осадков и загрязненных в секции, в теплое время года, согласно изобретению водосбросную емкость создают в пределах площади секции и с отметкой дна, повышающейся в процессе отсыпки золошлаков в ярус, а наружной поверхности яруса придают уклон в сторону водосбросной емкости. В теплое время года в секции осуществляют пылеподавление водой, взятой из водосбросной емкости и с интенсивностью, обеспечивающей, по меньшей мере, полуопороженное состояние водосбросной емкости на начало холодного времени года.

Кроме того, золошлаки отсыпают сразу на полную высоту яруса, при этом объем золошлаков в ярусе равен их годовому объему отсыпки, а высота яруса h я удовлетворяет условию



где qи - расчетная величина годовых атмосферных осадков, подлежащих аккумулированию в секции золошлакоотвала;

n - расчетная пористость золошлаков в ярусе;

Gя - расчетная степень влажности золошлаков в полностью отсыпанном ярусе после приема им в себя расчетных годовых атмосферных осадков qи;

Gн - начальная степень влажности золошлаков при их расчетной начальной влажности перед отсыпкой и при их расчетной пористости n в ярусе.

Кроме того, водосбросную емкость создают в средней части площади секции между частью яруса, отсыпанного в холодное время года, и частью яруса, отсыпанного в теплое время года. Часть яруса, отсыпанного в холодное время года, размещают над такой же частью предыдущего яруса и отсыпают ее в плане в такой же последовательности, при этом наружную поверхность каждого яруса покрывают слоем фильтрующего грунта или грунтоподобного материала, который непосредственно примыкает к водоприемной емкости. Одновременно с отсыпкой золошлаков в ярус в водоприемную емкость, по меньшей мере, дискретно отсыпают фильтрующий материал, причем с опережением повышающегося дна этой емкости.

Целесообразно при отсыпке золошлаков в ярус снег, находящийся перед торцом яруса, перемещать, причем загрязненный - в водоприемную емкость, а чистый - на наружный откос вторичной дамбы. При необходимости отсыпку золошлаков в ярус осуществляют послойно.

Предлагаемый способ складирования золошлаковых отходов позволяет при возведении насыпного золошлакоотвала мерзлого типа заполнить поры золошлаков замерзающей водой более полно, чем заполнение пор водой в насыпном золошлакоотвале талого типа только за счет свободно удерживаемой влажностью Wmax, и возвести таким образом бессточный золошлакоотвал с относительно высокой скоростью его наращивания.

На фиг.1 изображен равнинный золошлакоотвал, план; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - овражно-балочный золошлакоотвал, план; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3. На фиг.2 и фиг.4 степень уменьшения горизонтальных размеров в 2 раза превышает степень уменьшения вертикальных размеров.

Способ реализуется следующим образом. 

Пример 1 (фиг.1 и фиг.2). 

Насыпной золошлакоотвал равнинного типа на мерзлом основании 1 возводят путем последовательного заполнения золошлаками 2 секции 3. Сначала по периметру секции 3 из грунта возводят первичную дамбу 4 мерзлого типа, которая образует емкость для складирования первого яруса 5 золошлаков. Емкость для каждого последующего яруса создают путем возведения из грунта вторичных дамб 6. При возведении первичной дамбы 4 используют грунт основания 1 с образованием в средней части секции 3 углубления 7, которое образует нижнюю часть водосборной емкости 8. Золошлаки 2 отсыпают в ярус 5 с их промораживанием естественным путем в холодное время года и сразу на его полную высоту по схеме "под откос", при этом объем золошлаков в ярусе 5 равен их годовому объему отсыпки в секцию 3. В каждом ярусе 5 в средней части площади секции 3 над углублением 7 между частью 9 яруса 5, отсыпаемой в холодное время года (то же: зимняя часть яруса), и частью 10 яруса 5, отсыпаемой в теплое время года (то же: летняя часть яруса), путем несмыкания этих частей яруса создают водосбросную емкость 8, отметку дна 11 которой в процессе отсыпки золошлаков повышают путем заполнения водосборной емкости 8 золошлаками. Наружной поверхности ярусов 5 придают уклон в сторону водосборной емкости 8. Это обеспечивает в теплое время года отвод стоков, образовавшихся из жидких и зимних твердых осадков и загрязненных в секции, в водосборную емкость 8 и использование этих стоков для пылеподавления в секции преимущественно над летней частью 10 яруса (средства подачи воды не показаны). Пылеподавление водой осуществляют с интенсивностью, обеспечивающей, по меньшей мере, полуопороженное состояние водосборной емкости 8 на начало холодного времени года.

Площадь секции назначают из условия, что бы при заданном годовом объеме отсыпки в секции золошлаков высота яруса hя, а следовательно, скорость наращивания секции по высоте, удовлетворяла ранее приведенному условию:



Зимнюю часть 9 яруса размещают над такой же частью 9 предыдущего яруса и отсыпают в плане в такой же последовательности. Последнее обеспечивает относительно равномерное промораживание по всей площади этой части яруса.

Наружную поверхность каждого яруса 5 от ветровой и водной эрозии защищают слоем 12, который выполняют толщиной обычно не более 0,05-0,1 метра из фильтрующего грунта или шлака и примыкают его к водоприемной емкости 8. Одновременно с отсыпкой золошлаков в ярус 5 в водоприемную емкость 8 дискретно и с опережением повышающегося дна 11 этой емкости отсыпают фильтрующий материал, образуя, таким образом, фильтрующий канал 13, который обеспечивает гидравлическую связь фильтрующих слоев 12 с водосбросной емкостью 8. Последнее в существенной мере способствует распространению стоков из водосбросной емкости 8 по всему объему отсыпаемых в секцию 3 золошлаков. Этому также способствует то, что при высоте яруса 1,5-2,0 метра и более у подошвы яруса, обычно временно, сохраняется талая прослойка.

При отсыпке золошлаков в зимнюю часть 9 яруса снег, находящийся перед торцом яруса, перемещают, при этом загрязненный снег - в водосбросную емкость 8, а чистый снег (при необходимости) - на наружный откос вторичной дамбы 6. Первое предотвращает захоронение в золошлаках слоя снега, а второе уменьшает расчетную величину годовых атмосферных осадков qи. Зимняя часть 9 яруса может быть отсыпана послойно. Это обеспечивает его качественное промораживание, но при этом усложняется пылеподавление.

Первичная дамба 4 и вторичные дамбы 6 возводят обычно в теплое время года с последующим промораживанием их в холодное время года. Эти дамбы возвышаются на отсыпаными золошлаками и предотвращают истечение загрязненных стоков из секции, а так же уменьшают вынос из секции продуктов ветровой эрозии, в том числе и в виде загрязненного снега. Одновременно с этим дамбы 4 и 6 защищают наружный откос от ветровой и водной эрозии и выполняют функции рекультивационного слоя.

Въезд в секцию 3 осуществляют через пандус 14, который по мере заполнения секции 3 поярусно наращивают. После отсыпки верхнего (пятого) яруса 15 поверхность золошлаков планируют и защищают рекультивационным слоем 16. Со временем вся секция 3 в зоне распространения вечной мерзлоты приобретает состояние вечномерзлого массива.

Дальнейшую отсыпку золошлаков осуществляют в последующую секцию 17, примыкающую к заполненной. При этом водосборная емкость 8 может непосредственно примыкать к наружному откосу заполненной секции.

В качестве примера определим высоту "годового" яруса hя по ранее приведенному неравенству при следующих параметрах: qи=0,4 метра; n=0,6; Gя=0,5; Gн=0,1



В Северно-восточных районах России среднее годовое количество осадков обычно менее 0,4 метра. Поэтому возведение бессточного насыпного золошлакоотвала мерзлого типа (среднегодовые температуры отрицательные) в этих районах является осуществимым. При промерзании золошлаков в них постоянно происходит перераспределение влаги. Поэтому соблюдение всей совокупности действий, предусмотренных предложенным способом, позволит насытить золошлаки стоками до величины их степени влажности Gя=0,6-0,7 и осуществить, таким образом, возведение бессточного золошлакоотвала при годовых количествах осадков 0,6-0,7 метра и более. При этом захоронение в ограниченном количестве осадков в виде льда и снега, преимущественно в пределах водосбросной емкости, не ухудшает предложенный способ.

Пример 2 (фиг.3 и фиг.4). 

Насыпной золошлакоотвал в овражно-балочном понижении рельефа возводят аналогично описанному равнинному. При этом секции 3 размещают последовательно от вершины понижения (оврага) к его устью. Возведение золошлакоотвала начинают с возведения нефильтрующей мерзлой водоподъемной плотины 18, снабженной временными замораживающими колонками 19 и перегораживающей понижение у ее вершины, и водоотводящих канав 20 в бортах 21 понижения. Емкость под первый выравнивающий ярус 22 золошлаков создают путем возведения первичной дамбы 4, перегораживающей понижение на расстоянии в сторону устья понижения от водоприемной плотины 18, а под верхние яруса - путем возведения вторичных дамб 6. Водоприемную емкость 8 в секции 3 в плане совмещают с тальвегом 23 понижения, а в выравнивающий ярус 22 золошлаки отсыпают слоями 24 (показаны пунктиром).




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ возведения насыпного золошлакоотвала в зоне распространения вечной мерзлоты, включающий возведение из грунта первичной дамбы, поярусную отсыпку золошлаков в секции и их промораживание естественным путем в холодное время года и отвод в водосборную емкость стоков, образовавшихся из осадков и загрязненных в секции, в теплое время года, отличающийся тем, что водосборную емкость создают в пределах площади секции и с отметкой дна, повышающейся в процессе отсыпки золошлаков в ярус, а наружной поверхности яруса придают уклон в сторону водосборной емкости, при этом в теплое время года в секции осуществляют пылеподавление водой, взятой из водосборной емкости с интенсивностью, обеспечивающей, по меньшей мере, полуопорожненное состояние водосборной емкости на начало холодного времени года.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что золошлаки отсыпают сразу на полную высоту яруса, при этом объем золошлаков в ярусе равен их годовому объему отсыпки, а высота яруса hя удовлетворяет условию



где qu - расчетная величина годовых атмосферных осадков, подлежащих аккумулированию в секции золошлакоотвала;

n - расчетная пористость золошлаков в ярусе;

Gя - расчетная степень влажности золошлаков в полностью отсыпанном ярусе после приема им в себя расчетных годовых атмосферных осадков qu;

Gн - начальная степень влажности золошлаков при их расчетной начальной влажности перед отсыпкой и при их расчетной пористости n в ярусе.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что водосборную емкость создают в средней части площади секции между частью яруса, отсыпанного в холодное время года, и частью яруса, отсыпанного в теплое время года.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть яруса, отсыпаемую в холодное время года, размещают над такой же частью предыдущего яруса и отсыпают в плане в такой же последовательности, при этом наружную поверхность каждого яруса покрывают слоем фильтрующего грунта или грунтоподобного материала, который непосредственно примыкает к водосборной емкости.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в водосборную емкость отсыпают, по меньшей мере, дискретно фильтрующий материал, причем с опережением повышающегося дна этой емкости.

6. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что при отсыпке золошлаков в ярус снег, находящийся перед торцом яруса, перемещают, причем загрязненный - в водосборную емкость, а чистый - на наружный откос вторичной дамбы.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отсыпку золошлаков в ярус осуществляют послойно.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru