Разработка эффективных способов подготовки (стр. 4 )

Время работы фильтра зависят от типа ГТМ, площади поперечного сечения фильтра, режима фильтрации, концентрации и среднего диаметра частиц ВВ в исходной воде.

При С £ 50…100 мг/л и среднем удельном расходе воды 0,5.10-3 м3/(с. м2) срок службы фильтра в капиллярно-сифон­ном режиме фильтрации до регенерации составляет 20…30 суток, при наличии частиц фракции d = 0,05…0,1 мм более 50 % и С £ 500…1000 мг/л – 10…20 суток, а при d ³ 0,1 мм более 50 % и С > 1000 мг/л – 5…10 суток.

Корреляционный анализ полученных зависимостей позволил установить закономерности изменения удельного расхода воды от высоты капиллярного подъема, перепада уровня воды и типа ГТМ (рис. 15):

- для Дорнита (19)

- для Нетканого (20)

где А, В, С - коэффициенты регрессии (табл. 6).

Рис. 15. Изменение удель­ного расхода воды в зави­симости от типа фильтро­валь­ного мате­риа­ла, вы­со­ты капиллярного подъема (Нпод) и перепада уров­ня воды (Нпер):

____ –Дорнит; _ _ _–Нетканый;

1 – Нпер = 0,2 м; 2 – Нпер = 0,08 м

Таблица 6

Коэффициенты функций парной корреляции удельного расхода воды

Тип материала, Формула	Коэффи- циент корре- ляции	Погреш- ность аппрок- симации	Коэффициенты регрессии
А1	В1	С1
Дорнит: А = А1 / Нпер + В1 + С1 . Нпер; В = А1 / Нпер + В1 + С1 . Нпер; С = А1 + В1 . Нпер + С1 . Нпер2.	1,00 0,99 0,99	0,002 0,169 1,823	-0,012 0,702 -103,400	-0,915 -13,080 1512,600	3,725 -19,620 -3665,000
Нетканый: А = 1 /(А1+ В1 . Нпер+ С1. Нпер2); В = 1 /(А1+ В1 . Нпер+ С1. Нпер2).	1,00 1,00	0,001 0,001	-0,726 -0,099	3,435 0,219	-35,820 -0,326

В соответствии с проведенными исследованиями выведены общие уравнения связи (соответственно) для Дорнита и Нетканого:

(21)

(22)

где Нпер – перепад воды, м; Нпод – высота капиллярного подъема воды, м.

По физико-техническим характеристикам наиболее приемлемым ГТМ для изготовления фильтров является иглопробивная ткань Дорнит с объем­ной плотностью 100…150 кг/м3.

Геотекстильный материал и слой цеолита в про­цессе фильтрации приобретают отрицательный заряд, по­этому происхо­дит не только меха­ни­ческая задержка твердых частиц, но и сорбция ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов.

При этом тонкость очистки загряз­ненных вод нелинейно возрастает с увеличением степени измель­чения порошка цеолита, но вместе с тем пропорционально сни­жается удельный расход воды через фильтр.

Новизна способа доочистки сточных и оборотных вод подтверждается патентом на изобретение № 2 МПК 6 В 01 D 21/00.

Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования позволяют обосновать пятое научное положение:

Приме­нение гео­текстильных материалов и цеолитов в техно­ло­гиче­ских процессах водоподготовки повы­шает эффектив­ность обо­рот­ного водо­снаб­жения на объектах открытой разра­ботки рос­сып­ных месторождений и обеспечивает снижение содержания загряз­няющих при­ме­сей в сточ­ных и обо­ротных водах в десятки раз до норм ПДК.

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований в диссертационной работе решена крупная научно-техниче­ская про­блема по­вы­шения эффективности водоподготовки и подготовки горных пород к выемке на объектах открытой разработки россыпных месторождений Забайкалья, имеющая важное хозяй­ственное зна­чение для развития золотодобывающей отрасли страны.

Основные научные и практические результаты проведенных иссле­дований заключаются в следующем:

1. По результатам исследований методом корреляционного анализа установлены статистические нелинейные кумуляты и ап­прок­сими­рую­щие формулы гра­ну­ло­мет­рического соста­ва рых­лых от­ло­жений на основе которых рос­сып­ные месторо­ждения Забайкалья расклас­сифицированы по критериям не­од­нородности, что позволяет повы­сить точ­ность расчетов коэф­фи­циентов фильт­рации горных пород, на­деж­ность выбора способа от­таивания мерз­лых пород и создания противофильт­рационной защиты гидротех­нических сооруже­ний при пре­дохранении по­род от промерза­ния затоплением водой.

2. Разработана и апробирована на предприятиях ПО «Забайкалзо­ло­то» технология фильтрационно-дренажного оттаивания мерзлых гор­ных по­род с одновременным созданием в массиве зон фильтрации. Эта технология реко­мендована МЦМ СССР для внедрения на пред­при­ятиях золотодобы­ваю­щей промыш­ленно­сти.

3. Выявлена целесообразность применения соляных солнечных нагре­вателей в оросительных и питающей канавах (патент № 000 Российская Федерация, МПК E 02 F 5/30), камуфлетного взрывания, электрогидрораз­рыва пласта, и механического рыхления для создания соответственно фильт­рационных каналов, трещин и бороздовых оросите­лей, что позволяет повысить эффектив­ность фильтрационно-дренажного оттаивания мерзлых пород – в более сжатые сроки проводить подготовку драж­ных полигонов со сложными горно-геологическими условиями, повы­сить произ­водительность драг, сократить срок пуска драг на 20…30 дней и умень­шить эксплуа­таци­онные и технологические потери металла.

4. Разработаны новые перспективные экономически-целесообразные способы оттаива­ния мерзлых пород – тепловые ванны с активацией те­п­лообмена в придонном слое соляного сол­нечного бас­сейна и конвективно-кондуктивной передачей солнечной энергии вглубь мерзлого мас­сива за счет обеспечения движения тепло­носителя по скважинам, позволяющие максимально использо­вать солнечную энергию и ускорить оттаивание в 2-3 раза (патент №2 № 000 Российская Федерация, МПК E 02 F 5/30).

5. Разработан способ создания противофильтрационного устройства (ПФУ) гидротех­ни­че­ских сооружений, основанный на попеременной об­работке пород химическими реагентами, позво­ляющей повысить эффек­тивность кольматации за счет усиления адсорб­ци­онных связей и межмо­лекулярного взаимодействия. Предложенные конст­рук­тив­ные па­ра­метры и способ создания ПФУ (а. с. № 000 СССР, МКИ Е 02 В 3/16, С 09 К 17/00) внедрены на дражных полигонах Забайкалья. Суммар­ный эко­но­ми­ческий эффект от внедрения комбиниро­ван­ной технологии предохра­нения пород от

промерзания в 1979…1981 гг. составил 69,7 млн. р./год в ценах 2006 г.

6. Разработан способ комбинированной противофильтрационной за­щиты плотин на основе создания противофильтрационного экрана из гео­текстильного материала и противофильтрационной завесы, выполненной путем попеременной об­работки горных пород химическими реагентами (патент №2 Рос­сийская Федерация, МПК E 02 В 3/16), обеспечиваю­щий надежность предохранения пород от сезонного промерзания затопле­нием за счет снижения водопроницаемости горных пород в 15-20 раз.

7. Проведенные лабораторные и аналитические исследования вы­яви­ли целесообразность применения геотекстильных материалов и цеолитов в технологических процессах доочистки сточных и оборотных вод на объектах открытой разработки россыпных месторождений Забайкалья (па­тент № 000 Россий­ская Федерация, МПК 6 В 01 D 21/00.). Натур­ные исследования и опытно-промышлен­ные испыта­ния показали, что исполь­зование геотекстильных материалов в сочетании с цеолитсодержащими туфами по­зволяет умень­шить содержание взве­шенных веществ, железа, алюми­ния, меди, аммиака, сульфатов ртути и нефтепродук­тов в технологической воде до норм ПДК.

8. Уста­новлены зависимости производительности геотекстиль­ного фильтра от напора, высоты капиллярного подъема воды и ее заг­рязненно­сти, а также от режима работы, типа геотекстильного материала и параметров фильтра. По фи­зико-техническим характеристикам наиболее при­ем­лемым ма­териа­лом для изготовления фильтров является иглопробив­ная ткань Дор­нит, выполненная на основе полиамида и полипро­пилена с объ­емной плотно­стью 100…150 кг/м3.

9. На горнодобывающих предприятиях Забайкалья со сложными горногеологи­че­скими условиями внедрены способ очистки сточных вод с использова­нием геотекстильных материалов и цеолитов (предотвращенный экологиче­ский эффект составил 551 тыс. р/год в ценах 2004 г.), а также технология управле­ния водоприто­ками в открытые горные выработки путем исполь­зования в качестве тампо­нирую­щих мате­риалов химических реагентов Na-КМЦ и FeCl3, геотек­стильных материалов и вскрышных пород из аргилли­тов и алевролитов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.  Субботин и водная подготовка горных пород при разработке мерзлых россыпей: монография / , , . - М.: Горная книгас.

2.  Подготовка мерзлых горных пород к разработке в суровых климатических условиях: учебное пособие (УМО ВО РФ) / [и др.]. - Чита: ЧитГТУ, 20с.

3.  Субботин , выемка и погрузка горных пород при разработке месторождений открытым способом: учебное пособие / Ю. В.

Субботин.- Чита: ЧитГУ, 20с.

4.  Субботин способов оттаивания мерзлых пород / , , // Горный журнал№ 9-10. - С. 9-11.

5.  Повы­шение экологической безопасности разработки россыпей За­бай­калья/[и др.]//Горный журнал№ 9-10. - С.31-35.

6.  Субботин экспертиза проектов разработки малых россыпей Забайкалья / , // Горный журнал№8. - С. 33-34.

7.  Субботин использования геотекстильных материалов в горном производстве / , , // Горный журнал№2. - С. 41-43.

8.  О глубокой очистке сточных и оборотных вод при разработке месторождений россыпного золота / , // Горный журнал№5. - С. 60-62.

9.  Опыт освоения технологий кучного выщелачивания руд на горных предприятиях Забайкалья / [и др.] // Горный информационно-анали­тический бюллетень. - М.: МГГУ№4. - С. 284-290.

10.  Субботин технологии оттаивания мерзлых гор­ных пород при разработке россыпей / , , // Горный информационно-анали­тический бюллетень. - М.: МГГУ№6. - С. 125-127.

11.  Субботин водных ресурсов при разработке угольных месторождений Восточного Забайкалья / // Горный информационно-анали­тический бюллетень. - М.: МГГУ№1. - С. 238-244.

12.  Субботин соляного солнечного бассейна при оттаи­ва­нии мерзлых горных пород / , , // Горный информационно-анали­тический бюллетень. - М.: МГГУТематическое приложение «Физика горных пород». - С. 168-173.

13.  Субботин способы оттаивания сезонно - и многолет­не­мерзлых пород / // Горный информационно-анали­тический бюллетень. - М.: МГГУТематическое приложение «Физика горных пород». - С.186-193.

14.  Субботин противофильтрационная защита

тех­нологических плотин / // Горный информационно-анали­тический бюллетень. - М: МГГУ№ 4. - С. 350-356.

15.  Субботин снижения катастрофических водопритоков в горные выработки угольных разрезов / // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М: МГГУ№ 4. - С. 344-349.

16.  Субботин взрыво­гидравлического способа оттаива­ния мерзлых дражных полигонов / , , ­лаков // Разработка месторождений полезных ископаемых Сибири и Севе­ро-Востока: сб. науч. тр. - Иркутск: ИПИ, 1980. - с. 91-99.

17.  Субботин геотекстильных материалов для очист­ки сточных и оборотных вод при гидромеханизированной разработке золо­тоносных россыпей / . - Чита: Межотраслевой террито­ри­аль­ный центр ЦНТИ, 19с.

18.  Субботин экспертиза проектов разработки россы­пей Забайкалья / , // Вестник Читинского политехнического института: сб. науч. тр. - М.: МГГУЮбилейный вы­пуск. - с. 16-24.

19.  Субботин преодоления техногенных изменений в горных экосистемах Забайкалья / , ­мов, // Горы и Человек: в поисках путей устойчивого развития: сб. науч. тр. - Барна6. - с. 114-116.

20.  Исс­ледование и разработка способа очистки промышленной воды с ис­пользованием геотекстильных фильтров / [и др.] // Хозяй­ственно-питьевая и сточные во­ды: проблемы очистки и использования: сб. науч. тр. - Пенза: Приволжский дом знаний, 1996. - С. 98-101.

21.  Экологические аспекты открытой разработки месторождений Забайкалья / [и др.] // II Всероссийская научно-прак­ти­ческая конференции с международным участием: сб. науч. тр. - Санкт-Петербург: МЦ ЭНТ, 1997. - Т.1. - С. 57-60.

22.  Субботин способов очистки сточных и оборотных вод / , // Вестник МАНЭБ. - Чита: Забтрас, 1998. - №8. - С. 77-81.

23.  Субботин сточных и оборотных вод с применением гео­текстильных фильтров / , , // I научно-техническая конференция: сб. науч. тр. - Чита: ЧитГТУ, 1998. - С. 81-84.

24.  Субботин неоднородности рыхлых отложений и ситового состава россыпного золота / , // I научно-техническая конференция: сб. науч. тр. - Чита: ЧитГТУ, 1998. - С. 66-69.

25.  Субботин параметров фильтрационно-дренаж­но­го оттаивания с механическим рыхлением пород / , ­ботин // Вестник ЧОНТО строителей: сб. науч. тр. - Чита: ЧитГТУ, 1998. -Вып. 2. - С. 104-111.

26.  Субботин экологических факторов на выбор энерго-и ресурсосберегающих технологий / , , // II научно-техническая конференция ЧитГТУ: сб. науч. тр. - Чита: ЧитГТУ, 1999. - С. 158-161.

27.  Субботин повышения эффективности и экологической безопасности разработки россыпей / // Международная конференция: сб. науч. тр. - Чита: ЧитГТУ, 1999. - С. 6-8.

28.  Субботин гранулометрического состава золота и рыхлых отложений россыпей Забайкалья / , , //Научные и практические аспекты добычи цветных и благородных металлов: сб. науч. тр. - Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 2000. - С. 228-234.

29.  Субботин поверхностных водотоков от загрязнения при открытой разработке месторождений Забайкалья / // III научно-техническая конференция Горного института: сб. науч. тр. - Чита: ЧитГТУ, 2000. - С. 128-129.

30.  Субботин мерзлых горных пород к выемке при разработке месторождений Забайкалья / , // III научно-техническая конференция Горного института: сб. науч. тр. – Чита: ЧитГТУ, 2000. - С. 174-176.

31.  Экологическое сопровождение проектов реконструкции угольных раз­резов Забайкалья / [и др.] // IV научно-техническая конференция Горного института: сб. науч. тр. - Чита: ЧитГТУ, 2003. - С. 10-15.

32.  Субботин , водоотведение и очистка сточных вод при гидромеханизированной разработке россыпей / , // Комплексное освоение и экология россыпных и морских месторождений: Межвузовский научный сборник. - М.: МГГРУ, 2004. - С. 125-130.

33.  Субботин -экономические показатели подготовительных работ на дражных разработках / , , // Комплексное освоение и экология россыпных и морских месторождений: Межвузовский научный сборник. - М.: МГГРУ, 2004. - С. 86-90.

34.  Субботин -геологическая характеристика золотоносных россыпей Забайкалья / // Вестник МАНЭБ. - С-Пб.-Чита: Стиль, 2004. - №6. - С. 78-83.

35.  Субботин геотекстильных материалов в технологии очистки сточных вод / // Вестник ЧитГУ: сб. науч. тр. - Чита, 2004. - С. 32-42.

36.  Субботин технологии гидравлического оттаивания мерзлых горных пород / // Межвузовский научный сборник. - М.: РГГРУС. 121-125.

37.  Субботин эффективности солнечно-радиационного способа оттаивания мерзлых горных пород / // Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения». - Чита: ЧитГУ, 2006. - С. 30-34.

38.  Субботин защита технологических плотин при разработке золотоносных россыпей / // Вестник МАНЭБ. - С-Пб. - Чита: Стиль, 2006. - Т.11, №5. - С. 130-133.

39.  А. с. 836277 СССР, МКИ Е 02 В 3/16, С 09 К 17/00. Способ создания противофильтрационных завес / , , ; Читинский политехнический ин-т/29-15; заявл. 01.11.78; опубл. 07.06.81, Бюл. №21 // ИСМВып. 15, №8. - 5 с.

40.  Пат. 2094085 Российская Федерация, МПК 6 В 01 D 21/00. Устройство для очистки сточных вод / , , ; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. - № /25; заявл. 25.07.96; опубл. 27.10.97, Бюл. №с.

41.  Пат. 2276236 Российская Федерация, МПК E 02 F 5/30 (2006-01). Способ оттаивания мерзлых горных пород и грунтов / , ; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. -№/03; заявл. 24.11.2004; опубл. 10.05.2006, Бюл. №с.

42.  Пат. 2295008 Российская Федерация, МПК E 02 F 5/30 (2006-01). Способ оттаивания мерзлых горных пород / , ; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. - № /03; заявл. 11.04.2005; опубл. 10.03.2007, Бюл. №7. - 4 с.

43.  Пат.2310711 Российская Федерация, МПК E 02 В 3/16 (2006-01). Способ создания противофильтрационных завес/; заявитель и па­тен­тообладатель Читинский государственный университет. - №/03; заявл. 02.02.2006; опубл. 20.11.2007, Бюл. №с.

44.  Пат. 2315155 Российская Федерация, МПК E 02 F 5/30 (2006-01). Способ оттаивания мерзлых пород / , ; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. - № /03; заявл. 09.03.2006; опубл. 20.01.2008, Бюл. №2. - 4 с.

45.  Yu. V.Subbotin Thermophysical and ecologo-economical effectiveness of Hydraulic-Blast and Hydro-Burst Methods of Frozen Soil Thawing / A. V. Rashkin, Yu. V.Subbotin, P. B.Avdeyev // Geocryological problems of construction in Eastern Rossia fnd Northern China: sb. nauch. tr. - Yakutsk: SB RAS PubliSHers, 1998. - С. 38-41.

46.  Yu. V.Subbotin Permafrost placer mining / A. V.Rashkin, Yu. V.Subbotin // Russian mining№5, С. 19-24.

Лицензия ЛР № 000 от 02.06.97

Подписано в печать 2008 г. Формат 60х84х1/16

Усл. печ. л. 2 _ Тираж 100 экз. Заказ №

ул. Александро-Заводская 30, г. Чита, 672039

РИК ЧитГУ