CC BY
18
© Н.Д. Курлаев, 2015
УЛК 622.7-17 Н.Д. Курлаев
НАМЫВ ПЕСКОВ ТОНКИХ ГЛИНИСТЫХ С УСРЕДНЕНИЕМ В НАМЫВАЕМОМ МАССИВЕ
Приведено технология намыва песков тонких глинистых на картах намыва с расчетом величин параметров. По приведенной технологии намыва формируется массив расчетного качества, подтверждаемый фактическими величинами параметров на практике ее применения.
Ключевые слова: пески тонкие глинистые; карта намыва; порог перелива; уклон пляжа.
Разработка залежей песчаных и гравийно-песчаных пород ведется с целью получения песка ГОСТ 8736—93 и гравия (щебня) ГОСТ 8267-93, а также смесей песчано-гравийных ГОСТ 23735-79.
В процессе переработки пород с классификаторов и обезвоживателей сбрасываются пески тонкие. Верхний предел крупности частиц сбрасываемых песков не превышает 0,5 мм при разделении по зерну 0,16 мм. Совместно с песком фр. 0,05-0,5 мм в процессе переработки в составе гидросмеси на карты намыва укладываются пылевидные и глинистые частицы. Содержание фракций менее 0,05 мм в составе гидросмеси в большинстве случаев составляет более 10 % (табл. 1, 2, 3.) ГОСТ 8736-93 и намываемые массивы в таком случае относят к отходам производства. Отнесение забалансовых пород, полученных в процессе переработки без изменения их химического состава, добавления к ним химических веществ, ухудшающих природное качество, и радиационной составляющей, не правомерно относить к отходам производства.
Такое отнесение их к отходам производства требует от недропользователя создание специальных отвалов для захоронения и размещения отходов и, соответственно, оплаты за такие мероприятия.
Фактически в сбрасываемых в подрешетный продукт мелких фракций неудовлетворяющих требованиям ГОСТ 8736-93 тонкие пески и глинистые составляющие могут быть отнесены при соответствующем фракционном составе и требованиям ГОСТ 2138-91 «Пески формовочные» марок жирные пески или ТУ предприятия недропользователя.
Такие условия формирования складов песков тонких с глинистыми составляющими управляемого качества по всей длине карты намыва были приняты на предприятиях Московской области.
Использование нижеприведенной технологии намыва тонких песков с глинистой составляющей на карте намыва позволяет в полном объеме добываемую массу из песчаных и гра-вийно-песчаных залежей, поставляемых на первичную переработку, классифицировать как товарный продукт различного качества, удовлетворяющего требованиям главы 26 НК. Намыв таких песков с усреднением качества по длине карты намыва в смеси с пылевидными и глинистыми частицами производится по следующей схеме.
По длине карты намыва производится укладка по ярусам попеременно на пляж и под воду. Управление мощностью яруса производится установкой на шандорном колодце порога перелива на расчетной высоте.
Общий принцип расчета величин параметров распределения частиц по длине карты намыва и гидроотвала в целом заключается в определении возможного распределения частиц песков различной фракции и частиц менее 0,05 мм от места выпуска пульпы до отстойного прудка и сброса из него осветленной воды.
Минимальная длина пляжа - надводного откоса от места выпуска пульпы до уреза воды в прудке определяется по формуле:
Ьп > Но/1, м,
где Но - высота основания гидроотвала до поверхности расчетного яруса, м; 1 - средний уклон пляжа.
Для тонких и очень тонких песков при суммарном содержании пылевидных и глинистых фракций более 10^15 % и намыве из торца пульпопровода уклон определяется по известной формуле:
1 1 1- = 0 15 £ №16
1 0,15 0! IИЬ | •
* в
где цт - расход твердого на выпуске из пульпопровода, Ьф-длина фронта намыва, м; дт.уд. - расход твердого, м3/с; дв -расход воды на выпуске из пульпопровода, м3/с; ё50- крупность фракций, содержание которых в массе песков составляет > 50 %. В соответствии с зерновым составом песков, намываемых на карту принимаются в среднем 650 = 0,1 мм; W -гидравлическая крупность частиц, соответствующая 650. При температуре воды -15 °С принимается в среднем 0,00535 м/с; д - ускорение силы тяжести, д = 9,8 м/с2.
Опыт работы по намыву на картах при соответствующих условиях показывает хорошую сходимость расчетных величин параметров с фактическими показателями.
Расчетный уклон соответствует откосу уклона песков, укладываемых непосредственно на участке выпуска пульпы. В соответствии с планируемой технологией, предусматривающей толщину слоя яруса намыва в среднем 0,2 м, длина участка составляет не менее 70 м.
Основной задачей укладки песков тонких, пылевидных и глинистых частиц по всей длине карты намыва является определение пути осаждения частиц гидросмеси в прудке-отстойнике, т.е. определение расстояний, на котором выпадут частицы различной крупности и массы, и определение массы частиц, которые будут вынесены с отработанной водой через порог перелива шандорного колодца.
Намыв на всей длине карты намыва производится на пляже и в воду. Длина пляжа подвигается от выпуска гидросмеси до минимальной длины пруда отстойника и формируется пляж при установке шандор на высоту каждого яруса - 0,4 м. Исходя из технологической схемы намыва и уклона пляжа определяется минимальная длина пути прохождения мелких частиц до порога перелива шандорного колодца.
Производительность по пульпе (фп) определяется в зависимости от объема подаваемой на промывку воды и объема от-мыва сбрасываемых в подрешетный продукт частиц.
По длине карты намыва скорость движения частиц по оси потока при выходе в прудок-отстойник определяется в общем случае зависимостью:
и п = Qn/bcphn3600.
Для ü п следует учитывать, что скорость движения потока
воды и частиц крупностью менее 0,05 мм практически совпадают по величине. Частицы крупностью менее 0,5 мм на уклонном участке прудка находятся в турбулентном потоке и соответственно их продольная скорость и скорость падения могут быть определены на расстоянии 3-5 м от уреза воды. Этот запас необходимо принимать в расчетах при определении размера прудка.
hn - средняя высота потока принимается 0,2 м по высоте намывного яруса и шага установки шандор на колодце - 0,4 м.
Для гидравлической крупности частиц диаметром до 0,5 мм (Wmjn =0,0052 м/с), при падении в стесненных условиях из-за низкой плотности гидросмеси принимается 0,95Wmjn = 0,0049 м/с.
Следовательно максимальная длина пути осаждения частиц крупностью до 0,05 мм определяется по формуле:
H
Lmax 1,18 —— .
W .
min
Для этих же условий при гидравлической крупности частиц диаметром до 0,05 мм (Wmjn = 0,003 м/с).
Максимальная длина пути осаждения частиц крупностью до 0,05 мм формируется по ширине потока 5-7 м и составляет 7-12 м.
При удержании минимальной длины прудка L = 12 м частицы крупнее 0,05 мм осаждаются в полном объеме. Сброс в перелив более мелких частиц возможен только при удержании минимальной величины прудка. Фактически на таком расстоянии от уклона пляжа в подводном положении до шандорного колодца происходит полное оседание мелких фракций.
По контрольным замерам параметры пляжа и прудка-отстойника на карте намыва при расходе гидросмеси на выпуске 350-400 м3/ч принимаются:
- минимальная длина прудка отстойника от уреза воды до шандорного колодца — 12 м;
- ширина карты намыва по урезу воды в среднем - 20 м;
- глубина в зоне осветления и осаждения частиц по длине карты намыва для 1го яруса - 1,0 м. На 2-4 м ярусах глубина в зоне осветления увеличивается и тем самым соблюдается условие полного осаждения мелких фракций по длине карты намыва). Величина яруса намыва составляет - 0,35 м устанавливаются на колодце 2 шандоры по 0,2 м.
Средний уклон поверхности на пляже - 0,005.
Длина пляжа намыва - 70 м. гттез
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Курлаев Н.Д. - кандидат технических наук, горный инженер, ООО «Экопроекткарьер».
А
UDC 622.7-17
FINE CLAYEY SAND WASHING AND BLENDING
Kurlaev N.D., Candidate of Engineering Sciences, Mining Engineer, Eko-ProektKarer Mine Design Company, Russia.
The article describes the technology of fine clayey sand washing on depositing sites with calculation of deposition parameters. Using the washing technology, washed sand deposition of the design quality can be generated, which is confirmed by the parameters obtained in actual application of the technology.
Key words: fine clayey sands, depositing site, flood threshold, beach slope.
