8. ПОРОДНЕ ГОСПОДАРСТВО ФАБРИКИ

Породне господарство збагачувальної фабрики являє собою комплексну систему, призначену для видалення і складування відходів, прояснення і очищення стоків та оборотного водопостачання.

Залежно від крупності і вологості відходів, що видаляються з фабрики, розрізняють сховища для мокрих дрібних відходів і сховища для сухих крупних відходів.

1. Транспортування й укладання дрібних мокрих відходів

При мокрих процесах збагачення корисних копалин утворюється пульпа, яка містить відходи. Ця пульпа гідравлічним способом по лотках і трубах транспортується в спеціально створені природні або штучні басейни-сховища - гідравлічні відвали, де відбувається осадження і укладання твердої фази відходів та прояснення води, що направляється в оборот на фабрику.

Площадка, на якій розташовується басейн-сховище, вибирається на основі вивчення матеріалів топографічних, інженерно-геологічних і гідрогеологічних досліджень. При виборі площадки повинні бути дотримані такі умови:

• місткість басейну повинна бути достатньою для складування відходів протягом усього періоду експлуатації фабрики,

• при вмісті в складованих відходах або окремих їхніх фракціях цінних компонентів, що можуть бути використані в майбутньому або в інших галузях промисловості, необхідно передбачити можливість їхнього відвантаження,

• басейн повинен розміщатися нижче рівня площадок прилеглих житлових масивів і промислових підприємств, щоб запобігти їхньому затопленню у випадку аварії, крім того це дозволить використовувати самопливний транспорт пульпи в басейн,

• мінімальна віддаленість гідравлічного відвала від зони забудови повинна бути не менше 1 км,

• заборонено скидати прояснені води у водойми, які використовують як джерела водопостачання або як рибогосподарські,

• місце розташування площадки під басейн-сховище необхідно узгоджувати з планами забудови району,

• найдоцільніше розташовувати гідравлічний відвал у природній западині або долині, що дозволяє при невеликій довжині дамби для обгороджування одержати басейн значного об'єму. Типи гідравлічних відвалів, що зустрічаються в практиці збагачення, наведені в табл. 8.1.

Взагалі транспортування і складування мокрих дрібних відходів збагачення здійснюється за такою схемою (рис. 8.1). Від збагачувальної фабрики відходи по головному пульпопроводу подаються в розвідний пульпопровід, прокладений по дамбі, що огороджує сховище.

Таблиця 8.1 -- Типи гідравлічних відвалів

У розвідному пульпопроводі на відстані 1 - 2 м один від одного робляться отвори з насадками, через які відходи по жолобах направляються в басейн, де тверді частинки осаджуються, а прояснена вода через зливні колодязі відводиться в колектор і повертається на фабрику.

Дамба (гребля) огородження басейну-сховища першої черги зводиться з місцевих матеріалів висотою 4-6 м. Висота греблі першої черги повинна бути не менш ніж на 1 м вище рівня води в басейні. Басейн, що утворюється, за місткістю повинен бути достатній для скидання відходів протягом першої зими експлуатації збагачувальної фабрики, а площа його дзеркала повинна забезпечити прояснення води.

Якщо відходи містять до 60 % матеріалу крупністю --0,074 мм, то дамби намивають із самих відходів. При більш тонких відходах споруджують змішані дамби, а із місцевих піщаних або піщано-гравійних матеріалів зводяться тільки маленькі дамби нарощування. У деяких випадках роблять класифікацію відходів на дамбі і піски використовують для намиву дамби, а злив скидають в басейн. Басейн заповнюється в напрямку від дамби, при цьому крупні частинки, осаджуючись поблизу дамби, збільшують її міцність.

Стічні води флотаційних фабрик після прояснення містять реаґенти, тому випускати їх у відкриті водойми без додаткового очищення забороняється. Способи хімічного очищення стічних вод перед скиданням їх у відкриті водойми повинні розроблятися в проекті збагачувальної фабрики на основі результатів досліджень.

Вуглезбагачувальні фабрики проектують з цілком замкненою водно-шламовою схемою, що дозволяє значно знизити потребу фабрики у свіжій воді.

Необхідна місткість басейну-сховища визначається за формулою:

V = Qn / [ηδ(1 - m)] ,м³ , (8.1)

де Q -- маса відходів, що укладаються протягом року, т/рік; n -- число років експлуатації фабрики; η -- коефіцієнт заповнення басейну-сховища, який змінюється пропорційно його місткості і приймається η = 0,75 - 0,90; δ -- густина твердої фази відходів, т/м³; т -- пористість відкладів відходів, яка змінюється обернено пропорційно середньозваженій крупності їхніх частинок (т = 0,40 - 0,65).

2. Транспортування й укладання крупних сухих відходів

Вибір способу транспортування й укладання сухих і крупних зневоднених відходів збагачення залежить від їхніх фізичних властивостей і кількості, рельєфу площадки для складування відходів, відстані між збагачувальною фабрикою і відвалом.

Відвали сухих відходів розміщають поза територією фабрики з дотриманням протипожежних і санітарних норм, відповідно до яких для вуглезбагачувальних фабрик розриви між відвалами породи і громадськими, житловими та промисловими спорудами повинні бути не менше передбачених нормативами:

- від населеного пункту...……………………………………........ 500 м,

- від лінії електропередачі 35 кВ і вище...…………………….… 300 м,

- від лінії електропередачі 3-6 кВ...…………………………….... 100 м,

- від вентиляційного ствола шахти...……………………………... 80 м,

- від адміністративних приміщень і контор...………………....…. 50 м,

- від шосейних і ґрунтових доріг...…………………………....….. 40 м,

- від допоміжних будівель і споруд...…………………...……...… 20 м.

Місткість відвалу для крупних сухих відходів визначається за формулою:

V = Qn/γ , (8.2)

де γ - насипна щільність відходів, т/м³, інші позначення ті ж.

Найчастіше в практиці збагачення застосовують чотири способи транспортування й укладання крупних сухих відходів.

1-й спосіб. Транспортування відходів скіпами або вагонетками по похилих рейкових коліях і укладання їх у конусоподібні відвали (терикони).

Відходи накопичують у бункерах, місткість яких приймають звичайно рівною масі відходів, одержуваних за зміну, мінімально -- за 2-3 години роботи збагачувальної фабрики. З бункерів відходи завантажують у скіп або вагонетку і канатною відкаткою по рейковій колії з кутом нахилу 20 - 30^о піднімають на вершину відвалу і перекидають. Місткість відвалу звичайно досягає 3 - 4 млн м³.

Продуктивність установки для транспортування відходів при одноколійній відкатці складає 5 - 15 м³/год, при двоколійній 15 - 55 м³/год.

Цей спосіб транспортування й укладання відходів застосовується при розміщенні відвалу на горизонтальній площадці і розташуванні його на віддалі від фабрики не більше ніж 0,7 км.

Перевага конусоподібних відвалів -- невелика займана ними площа, що особливо важливо при великій кількості одержуваних відходів і тривалому терміні експлуатації фабрики. Недоліки -- трудомісткість робіт з підтримки рейкового шляху, складність пересування розвантажувальних ферм, забруднення повітря, а для вуглезбагачувальних фабрик -- і схильність до самозаймання.

2-й спосіб. Транспортування відходів у відвал конусоподібної форми пересувними стрічковими конвеєрами застосовується в умовах м'якого клімату, якщо можлива цілорічна робота під відкритим небом. Кут підйому стрічкових конвеєрів приймається 16 - 17^о. Відстань від відвалу до фабрики також не перевищує 0,7 км. Місткість відвалів при цьому способі укладання відходів складає 1-2 млн м³.

3-й спосіб. Транспортування відходів підвісними канатними дорогами застосовується при розташуванні відвалу від фабрики на відстані до 3 км. При маятниковому русі вагонеток і довжині відкатки до 0,8 км канатні дороги забезпечують продуктивність 100-150 м³/год. Форма відвалу залежить від прийнятої схеми розташування щогл:

- конусоподібні відвали утворюються при одній кінцевій щоглі,

- штабельні - при спорудженні декількох щогл і розміщенні штабелів у прольотах між ними ,

- секторні -- при пересуванні кінцевої щогли по дуговій рейковій колії.

Переваги підвісних канатних доріг у порівнянні з наземною рейковою відкаткою полягають у тому, що вони не залежать від рельєфу місцевості, можуть перетинатися з наземними комунікаціями, не вимагають трудозатрат на підтримку шляхів і переміщення розвантажувальних ферм. Їхній головний недолік -- великі капітальні витрати на спорудження високих сталевих щогл.

В умовах холодного клімату підвісні канатні дороги не можна застосовувати для транспортування відходів підвищеної вологості через їхнє змерзання у вагонетках.

4-й спосіб. Транспортування відходів у перекидних залізничних вагонах або автосамоскидами з утворенням плоских відвалів . Відвал розташовується на похилій площадці, відходи скидаються під укіс і розрівнюються бульдозером. Цей спосіб застосовується при великій продуктивності фабрики і значному віддаленні відвалу (більше 3 км). Місткість відвалу складає 3-10 млн м³. Переваги способу полягають в його високій продуктивності (до 500 т/год), маневреності транспорту (особливо автомобільного), незначній імовірності самозаймання відходів (відвал знаходиться в западині), крім того, відвали зручні для рекультивації.