CC BY
18
СИМПОЗИУМ «СОВРЕМЕННОЕ ГОРНОЕ ДЕЛО: ОБРАЗОВАНИЕ, НАУКА. ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
ПОСВЯЩАЕТСЯ ПАМЯТИ АКАДЕМИКА ВЛАДИМИРА ВАСИЛЬЕВИЧА РЖЕВСКОГО
29.01.96-2.02.96 г
В, С. ЗАЙЦЕВ Ю. В. КИРИЧЕНКО А.А.САРКИСЯН Московский государственный горный университет
Инженерно-геологическое обоснование технологии складирования отходов городских агломераций
Проблема складирования бытовых и промышленных отходов городских агломераций с каждым годом становится все более актуальной. К примеру: в странах ЕС и США масса твердых бытовых отходов в 1988 году составила соответственно 350 кг/чел. и 600 кг/чел. Тенденции последнего времени позволяют ожидать рост бытовых отходов до 400 кг/чел. Как показыва-ект зарубежный опыт, решению проблемы устранения отходов способствует как внедрение без- и малоотходных технологий в добывающей и перерабатывающей отраслях промышленности при законодательно оформленном ограничении на использование отдельных видов сырья, так и максимально возможное вторичное использование отходов. При этом отходы, непригодные для переработки в настоящее время, целесообразно складировать раздельно, что обеспечить в будущем их последующее использование.
На местах складирования отходов, где основания достаточно надежны, создаются центральные крупные свалки, представляющие потенциальную опасность для окружающей среды, подземных вод и здоровья людей.
Опыт складирования отходов в России и зарубежом, свидетельствует, что состояние наземных свалок необходимо оценивать с учетом следующих положений:
• высота старых свалок составляет 50-100 м, при этом крутизна откосов - максимальная;
• отдельные слои тела свалки и ее основание под действием веса отхо-
дов претерпевают вертикальные и горизонтальные деформации; предполагается, что величина деформаций под действием зернистых отходов (золы, шлаки, строительный мусор) достигает меньших значений, чем при складировании крупногабаритных отходов;
• происходящие внутри свалки процессы превращения и разложения также могут быть причиной деформации;
• оседание в результате процессов разложения не прекращается в течение длительного периода;
• оседание свалок бытовых отходов может в зависимости от доли органических веществ составлять около 20% первоначальной высоты, а на специальных свалках в зависимости от времени - до 50 %;
• осадки, связанные с процессами разложения, происходят постепенно и затухают обычно через три года, так что визуально бывает трудно определить их масштабы; в связи с этим возникают проблемы изоляции и осушения оснований, изоляции поверхности и дегазации;
• на участках, пограничных между старыми и новыми отложениями, возникают осадки, вызывающие зависание отходов на боковых откосах;
• неравномерные осадки отходов, вызванные неоднородностью грунтов оснований или отходов могут ос* ложнить создание систем изоляции и осушения оснований; в то же время осадки оснований, по сравнению с суммарной осадкой всего массива свалки бывают незначительными; масштабы уплотнения зависят от геотехнических свойств складируемых отходов, мощности слоев, а также методов укладки и используемой техники;
• при определении устойчивости массива свалки следует учитывать, что высокое содержание органических веществ обуславливает уменьшение сопротивления складируемого материала сдвигу: по опытным данным оно может достигать 50 %; подобное явление не распространяется на зернистые материалы типа зол или шлаков.
По сравнению с другими крупными городами мира, Москва является единственным из городов, где промышленные и бытовые стоки сбрасываются в единую очистную систему.
В Москве ежегодно вырабатывается свыше 270 кг/чел твердых бытовых отходов, из которых сжигается и утилизируется не более 10%, а остальное вывозится на свалки, размещаемые в отработанных карьерах стройматериалов, понижениях
рельефа или на «пустырях». В Московском регионе зарегистрировано более 210 круп-^ ных свалок.
На станциях аэрации г. Москвы, входящих в систему А/О «Мосводоканал», ежедневно образуется около 30 тыс. м3 осадков с объемной влажностью 97% (более 10 млн. м3 в год).
С целью улучшения экологической об' становки Московского региона кафедрой геологии МГГУ совместно с рядом проектных и производственных организаций выполнены проектно-исследовательские работы по складированию (захоронению) продуктов очистки сточных вод - илового осадка.
Лабораторные испытания илового осадка (после фильтр-прессов объединения КСА) предусматривали определение гранулярного состава, показателей плотности и влажности, компрессионных свойств, сопротивления сдвигу, водопроницаемо-сти. Аналогичный комплекс исследований проведен также на образцах глинистых по-род естественных оснований и искусственных экранов для условий площадки «Видное» (Ленинский район Московской области) и отработанного карьера Подольского экспериментального цементного завода (ПЭЦЗ).
Результаты изучения физико-механи-ческих свойств илов и суглинков основания площадки «Видное» приведены в таблице.
Таблица
РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИЛОВ И СУГЛИНКОВ ОСНОВАНИЯ
1 Грунт Содержание частиц Плотность Плотность Влажность <Р- с/ з
>0,05 мм < 0,05 мм < 0,005 мм минер, частиц г/см г/см (весовая) % град кгс/см
Илы* 7,02 92,98 - 2,23 1,35 123 18 0.12
Четвертичные суглинки 41,18 47,03 11,79 2.72 2.03 22 21 0,2
* По илам определен агрегатный состав, формирующийся под влиянием коагулянтов.
Результаты лабораторных испытаний глинистых грунтов и илового осадка использованы при выборе конструкции защитного экрана и дренажных мероприятий, позволяющих исключить проникно-
вение в ложе фильтрата из илового осадка и осуществить его отвод в емкость за пределами хранилища в отработанном пространстве карьера ПЭЦЗ.
Площадка «Видное» представляет собой старые (около 30 лет) карьеры очистных сооружений г. Видное. На основании проведенного комплекса топосьемных и инженерно-геологических работ предложена технология экскаваторного складирования илового осадка, включая углубление ложа сооружения в коренных глинистых грунтах, создание дренажной системы, отсыпку ограждающих и разделительных дамб и разгрузочных площадок. Для обеспечения доступа рекультивационного оборудования во внутренние зоны заполненных карт с учетом опыта подготовки к рекультивации глинисто-меловых отложений с консистенцией от текучей до текучепластичной предложено создать несущий фильтрующий слой, параметры которого и конечные отметки поверхности хранилища определены при помощи геомеханических расчетов. Оценка несущей способности производилась по методике МГИ-МГГУ.
При складировании илового осадка используется экскаватор Э-5116Б с удлиненным оборудованием и емкостью ковша Е = 1 м3. Радиус разгрузки экскаватора (при положении стрелы под углом ЗОо к горизонтали) составляет 21,6 м.
Разгрузка илового осадка производится с площадок в местах сопряжения пандусов с автодорогой. Разгрузочные площадки оборудованы колесоотбоями длиной до 6 м, изготовленными из железобетонных свай сечением 30x30 см. Крепление коле-соотбоев осуществляется при помощи инвентарных стропальных крюков, зацепляемых за петли дорожных плит.
Экскаватор, стоящий в торце пандуса за пределами бермы возможного обрушения, производит формирование хранилища до проектной отметки из привозимого автотранспортом и разгружаемого под откос илового осадка. Экскаватор формирует слабовыпусклый техногенный рельеф в пределах зоны действия оборудования и покрывает иловый осадок слоем дренирующего материала в этой секции. На основании расчетов деформируемости и устойчивости массива илового осадка определе-
но, что с одной разгрузочной площадки ав-тосамовалы типа КрАЗ-256Б могут отсыпать 52 м3 привозимых твердых отходов. Этот объем соответствует вместимости 8-9 самосвалов, С учетом того, что разгрузка ведется с двух площадок по обеим сторонам пандуса, формирование хранилища до проектной отметки в заданной секции производится без непроизводительных перемещений экскаватора по периметру участка депонирования.
По результатам произведенных расчетов экскаватор Э-5116Б производит заполнение хранилища илового осадка до проек-тной отметки и создание верхнего дренажного слоя в течение 1 года. Производительность автосамосвалов должна составлять не менее 2500 м3 в месяц.
Предлагаемая схема производства отвальных работ обеспечивает посекционное формирование хранилища илового осадка до проектных отметок и создание слабовыпуклого техногенного рельефа.
После заполнения одной секции участка депонирования экскаватор перемещается на следующий пандус. Транспортирование колесоотбоев к следующей разгрузочной площадке производится бульдозером путем зацепления стропальных крюков за его отвал.
Предложено два варианта техногенного рельефа (слабовыпуклый и выпуклый), создание которых позволяет исключить размыв и заболачивание территории хранилища (рис. 1).
Проблемы экологически безопасного складирования бытовых отходов и отходов горного производства имеют много общих черт. Как свидетельствует приведенный материал, опыт, накопленный в горнотехнической практике при формировании и последующем восстановлении насыпных и намывных массивов, может быть полезным при строительстве городских свалок и проведении необходимых природоохранных мероприятий.
Рис. І. Поперечный разрез хранилища илового осадка на момент формирования слабовыпуклого техногенного рельефа
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гальперин А.М., Дьячков Ю.Н. Природоохранные гидромеханизированные технологии. М., Недра, 1993.
2. Ржевский В.В. Об экономических принципах горных наук. В кн.: Развитие теории открытых горных работ. М., МГИ, 1991.
3. Ржевский В.В., Болотова Л.Е. Экология горного производства. М., МГИ, 1988.
4. Осипов В.И. Геоэкология - междисциплинарная наука о экологических проблемах геосфер. Геоэкология. № 1, 1993.
© B.C.Зайцев, Ю.В.Кириченко, А.А.Саркисян.
& & Московском государственном годном унибфсптвт
fatiommm депоЗнішфті -нтпфлпШатих ттфшишв На депонирование принимаются работы по широкому спектру проблем горного дела, включая гуманитарные аспекты. Ограничений по объему рукописей нет.
Библиографические описания депонированных работ публикуются в Горный информационно-аналитический бюллетень в течение 1,5 месяцев. Справки о депонировании высылаются (выдаются) не позднее чем через 4 дня со дня получения рукописи.
Требования к депонированным рукописям:
□ Титульный (первый) лист не нумеруется и содержит фамилию, имя, отчество (полностью) авторов и название работы.
О Текст работы начинается со второй страницы.
□ Присылайте только первый экземпляр, напечатанный через 1,5 или 2 интервала на пищущей машинке (компьютере) с хорощо различимым текстом (лента средней жирности).
□ На последней странице авторы ставят свои подписи.
□ К работе прикладывается справка об авторах (ф.и.о., место работы, должность, ученая степень, почтовый адрес для переписки).
Все материалы присылается в Информационно-аналитический центр горных наук по адресу:
И?93§, Mockk, zfC91-j, Ленинский тфоопеклі, 6.
