Использование эффекта сегрегации техногенных отходов для решения эколого-технических задач горного производства

• Автор: Морозов, Михаил Григорьевич
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. Изученность вопроса и задачи дальнейших исследований
1.1. Теоретические предпосылки сортировки горной массы
в отвалах и рудных складах
1.2. Экспериментальные исследования сортировки горной массы
в отвалах, рудных складах и на физических моделях
1.3. Учет эффекта сегрегации при отсыпке каменнонабросных
плотин и отсыпке высоких насыпей при переходе болот и мелких рек
1.4. Задачи дальнейших исследований
2. Исследование механизма гравитационной сегрегации горной
массы при отсыпке отвалов
2.1. Анализ энергетических переходов при движении обломков по откосу
2.2. Динамика движения обломков по откосу
2.3. Определение линейного коэффициента трения качения по гранулометрическому составу горной массы, слагающей откос
Выводы по главе
3. Исследование процесса сегрегации обломочных грунтов
в процессе их отсыпки на эквивалентных материалах
3.1. Методика и программа лабораторных экспериментов
3.2. Обработка результатов моделирования
3.3. Обоснование методики расчета среднего размера обломков при отсыпке в отвал с учетом эффекта сегрегации
(на основе данных моделирования)
Выводы по главе
4. Исследование процесса сегрегации в натурных условиях
4.1. Исследование закономерности распределения горной массы
в отвальном ярусе по крупности обломков
4.2. Исследование взаимосвязи крупности и формы обломков на откосе яруса
4.3. Исследование динамики движения обломков горной массы по
откосам отвальных ярусов и расчет линейного коэффициента трения качения
Выводы по главе

5. Опыт использования эффекта сегрегации для решения
эколого-технических задач горного производства
5.1. Использование эффекта сегрегации для сортировки горной
массы по крупности и прочности обломков при отвалообразовании
5.2. Использование эффекта сегрегации для пропуска через
тело отвала и высокие насыпи вод ручьев и мелких рек
5.3. Использование эффекта сегрегации для снижения интенсивности
загрязнения подземных вод тяжелыми металлами
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Акту альность работы. Гигантские объемы техногенных образований, накопленных в горнодобывающих провинциях являются неисчерпаемым источником строительных грунтовых материалов. Вместе с тем механические и деформационные свойства этих образований остаются практически не изученными, хотя они существенно отличаются от свойств грунтов естественного происхождения. Эти различия обусловлены разнообразием технологий переработки и складирования вскрышных пород, не имеющих аналогов среди пород природного генезиса. Применительно к несвязным грунтам различие в свойствах техногенных образований проявляется, прежде всего в зональности их сложения. При этом различия в показателях этих образований определяются, прежде всего, степенью сортировки слагающих грунт обломков по крупности и прочности, т.е. так называемой сегрегацией. Хотя понятие сегрегации для горной массы, отсыпаемой в отвалы и насыпи описано в технической литературе более 30 лет назад, описание механизма этого явления отсутствует. Вместе с тем знание закономерностей изменения таких показателей как гранулометрический состав, пористость и коэффициент фильтрации техногенных образований по всей толще отвальных ярусов, упорных насыпей ограждающих дамб и т.п. крайне необходимо для решения большинства технологических и природоохранных задач, связанных с их использованием в народном хозяйстве. Определение вышеперечисленных показателей в натурных условиях, как правило невозможно или требует уникального оборудования. Таким образом теоретическое обоснование механизма сегрегации горной массы, отсыпаемой в отвалы, базирующегося на учете ее исходного гранулометрического состава и технологии складирования и обеспечивающем возможность расчета крупности и неоднородности обломков в любой зоне дамб и насыпей следует считать актуальной задачей исследований.
Цель исследований. Разработка метода расчета параметров сегрегации горной массы, отсыпаемой в отвалы, насыпи и дамбы, обеспечивающего получение надежных данных по ее гранулометрическому составу и пористости с учетом технологии и режима складирования.
Основная идея работы заключается в том, что сегрегация горной массы реализуется только при перемещении обломков по откосу за счет качения, при их скольжении сегрегация невозможна.
Научные положения:
1. Предлагаемый алгоритм расчета позволяет определить крупность и неоднородность обломков слагающих любую зону отвала, по заданной технологии отсыпки и исходному гранулометрическому составу горной массы.

Схематический график сопоставлении гранулометрического состава складируемой горной массы и на откосе отвального яруса
<1д0 и с!“ах - средний и максимальный размеры обломков складируемой горной массы;
ЙС и с1;,х - средний размер обломков в верхней и нижней частях откоса отвального яруса;
1 — кривая исходного гранулометрического состава;
2 - распределение обломков по откосу яруса при наличии сегрегации;
3 - распределение обломков по откосу при отсутствии сегрегации;