Способ создания противофильтрационного экрана

Способ создания противофильтрационного экрана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для создания противофильтрационных экранов шламонакопителей промышленных отходов, например, угольной промышленности Сущность изобретения заключается в укладке на экранируемую поверхность щеоня и покрытии его вяжущим, содержащим, мас.% шлам углеобогащения 6-7, смолистые отходы коксохимического производства 7-9, серу 1-2 и минеральный наполнитель, например граносев, остальное. 1 з.п. ф-лы, 7 табл.

colo3 сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОП И САН И Е И ЗО БР ЕТЕ Н И "- .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4753090/15 (22) 25.10.89 (46) 07.11.92. Бюл. ¹ 41 (71) Гасударственный проектный институт по водоснабжению, канализации и гидротехническим сооружениям, "Харьковский

Водоканалпроект" и Харьковский отдел

Всесоюзного научна-исследовательского института водоснаб>кения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (72) А.С.Михович, И.А.Захарченко, Г.С.глихович, И,А,Гиленко и Г.И.Яловенко (56) 1. Рекомендации по проектированию и устройству асфальтобетонных противофильтрационных элементов в грунтовых гидротехнических сооружениях. Труды

ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. Л., 1986, с. 1314. 29-30, 32, 35-38.

2, Авторское свидетельство СССР № 1731895, кл. Е 02 В 3/16, С 09 К 17/00, 1989, Изобретение относится к гидротехниЧескому строительству и может быть использовано для создания противофильтрационных экранов шламонакопителей промышленных отходов, в частности шламов угольной промышленности.

Известен способ создания противофильтрационного экрана, включающий укладку на экранирующую поверхность щебня, покрытие его вяжущим с последующим уплотнением и нанесением сверху слоя . из смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком. При атом в качестве вяжущего используют битум, à е качестве минерального порошка коренные горные

„„Я „„1773971 А1 (5 )я Е 02 В 3/16, С 09 К 17/00 (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭКРАНА (57) Использование: для создания противофильтрационных экранов шламонакопителей промышленных отходов. например, угольной промышленности, Сущность изобретения заключается в укладке на экранируемую поверхность щебня и покрытии его вяжущим, содержащим, мас. : шлам углеабогащения 6-7, смолистые отходы коксохимического производства 7-9, серу 1-2 и минеральный наполнитель, например граносев, остальное. 1 з.п. ф-лы, 7 табл. породы, измельченные на шаровых мельницах jl).

Недостатком этого способа является сравнительно невысокая прочность создаваемого противофильтрационного экрана, дефицитность используемого вяжущего, минерального порошка и значительная стоимость, Наиболее близким к изобретению является способ (2) создани-. противофильтрационного экрана, включь!ощий укладку на экранируемую поверхность щебня, покрытие его вяжущим с последующим уплотнением и нанесением сверху слоя из смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком, в котором в качестве вяжущего

1773971 используют смесь смолистых отходов KQK сахимическаго производства с серой, а в качестве минерального порошка — .шлам химводоочистки отходов производства азотных удобрений при следующем соотношении компонентов, мас, .

LUnar химводоочистки 7-9

Смолистые отходы коксохимического производства 5-9

Сера 1-5

Наполнитель Остальное

Недостатками этого способа являются сравнительно невысокая прочность создаваемого экрана для шламов угольной промышленности и значительная стоимость.

Цель изобретения-повышение прочности и экономичности экрана.

Цель достигается тем, что в известном способе создания противофильтрационнога экрана, включающем укладку на экранируемую поверхность щебня, покрытие его вяжущим из смеси смолистых отходов коксохимического производства с серой, уплотнение и нанесение сверху слоя из смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком, в качестве минерального порошка используют шлам углеобогащения при следующем соотношении компонентов, мас, :

Шлам углеобогащений 6-7

Смолистые отходы коксохимичес кого п роизводства . 7-9

Сера 1-2

Минеральный напалнитель Остальное

В качестве минерального наполнителя используют гранотсев.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что в противофильтрацианнам слое в качестве MllHGpanbHol порошка используют шлам углеобогащения — отход предприятий угольной промышленности при определенном соотношении компонентовв.

Таким образом, предлагаемый способ соответствует критери.а новизны.

Как известно, составными частями асфальтобетонных смесей, применяемых в дорожном и гидротехническом строительстве, являются минеральный наполнитель, например мелкий щебень или гранотсев, минеральный порошок и вяжущее, Одним из важнейших компонентов состава для создания противофильтрационного экрана предлагаемым способом является минеральный порошок, в значительной степени определяющий повышенную прочность, плотность и долговечность экрана.

ГОСТ 9128-84 допускает применение кроме традиционных порошков,из карбонатных

5 пород порошков из пылеватых отходов промышленности. Исследования шлама углеобогащения в лаборатории фильтрационных исследований и инженерной гидрогеологии ХО ВНИИ ВОДГЕО в со10 ответствии с ГОСТ 16557-78 "Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия" и ГОСТ 12784-78

"Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний", показали, 15 что шлам углеобогащения полностью отвечает требованиям ГОСТ. В табл. 1 приведены результаты определения физико-механических свойств шлама в виде средних значений нескольких повторных

20 испытаний.

В табл. 2 приведен химический состав шлама углеобогащения — отхода предприятий угольной промышленности, Иэ приведенных показателей следует, 25 что шлам углеобогащения полностью удовлетворяет требованиям, предьявляемым

ГОСТ к минеральным порошкам асфальтобетанных смесей, что позволяет испольэовать его в качестве минерального порошка

30 в предлагаемом способе создания противофильтрационного экрана.

В табл. 3 приведен гранулометрический состав минеральных материалов, а в табл. 4 — расчет состава песчаной смеси с содержа35 нием материалов в долях объема, так как минеральные материалы (гранотсев, шлам) имеют разные плотности. В табл.5 приведен состав минеральной части смеси в долях обьема и массы.

40. Как показали результаты выполненных исследований, оптимальным количеством шлама углеобогащения в составе минеральной части по массе является 6-7, так как при содержании шлама менее 6 или более

45 7 получаемые составы минеральной части выходят за пределы кривых плотных смесей, приготовляемых в соответствии с ГОСТ

9128-84 (см. табл. 4 и 5).

Смолистое вяжущее — отход каксохими50 ческого производства представляет собой смесь каменноугольной смолы и кислой смолки типа СТУ (смола тяжелого улавливания}, Смесь готовят на коксохимзаводе по

ТУ 14-6-131-76 и применяют в качестве вя55 жущего для дорожного строительства.

Введение серы обеспечивает повышение вязкости и водоустойчивости вяжущего.

Сера является отходом коксохимического производства и соответствует ГОСТ 1071-72

"Сера техническая".

1773971

20

40

Наполнитель (гранотсен) соответствует

ГОСТ 8267-82.

В табл. 6 приведены экспериментальные данные, характеризующие физико-механические показатели противафильтрационнаго слоя из смеси минерального наполнителя со шламом углеобогащения (А) и вяжущего (СТУ) с добавлением серы (Б).

При содержании серы менее 1,0% не обеспечивается требуемая вязкость СТУ, соответствующая вязкости БНД 60/90/.

При увеличении содержания СТУ и серы н смеси начинает снижаться предел прочности при сжатии при 20 С.

Таким образом, оптимальным содержа-, нием серы и СТУ является соответственно

1-2 и 7-9 мас.%.

Б табл. 7 приведены сравнительные данные, характеризующие предел прачности при сжатии(при 20 С) по предлагаемому способу и по прототипу, Коэффициент фильтрации противофильтрационного экрана, создаваемого предлагемым способом, был определен путем лабораторных испытаний и составил

1.05 10 м/сут. т.е. примерно на один порядок ниже, рекомендуемого СНиП дпя расчетов коэффициента фильтрации обычнага гидротехнического асфальтобетона, равного 8,64 .10 м/сут.

Таким образом, предлагаемый способ создания противафильтрационного экрана позволяет не только повысить зкономич- 35 ность за счет использования отходов производства, но и значительно увеличить прочность экрана и улучшить его вадонепроницаемость, Из приведен!!ых данных следует. чта несмотря на то, что применение различных шламов в качестве минеральных состанля ощих асфальтобетона в технике дорожного и гидротехнического строительства известно, предлагаемый способ создания противофильтрационного экрана соотнетстнует критерию существенных отличий, Предлагаемый способ создания противофильтрационного экрана осуществляют следующим образом, Укладывают подстилающий слой из черного щебня фракции 10-20 мм, который доставляют к месту укладки и распределяют равномерна по экранируемой поверхности споем толщиной 0,1 м. СТУ с добавлением

1 серы доставляют автогудронатарами и наносят сплошну!о пленку вяжущего путем розлива по сло!о черного щебня при температуе 100-200 С и норме расхода 1,2-1,5 л/м . Уложенный слой уплотня!От катками горячем состоянии. Предварительное упЛОТНЕНИ8 ПРОВОДЯТ Л8ГКИМ!! КаТКаМИ (f "8CCr до 8т) за 4-6 проходов. Ока гча-ельное уплотнение тя>(елыми riBTI(8M! (IRccc3 10 18 т) за

10-20 проходов по одному следу, Окон гательное уплотнение произнодя1 тяжелыми катками за 6-10 проходов. В процессе уп!!Отнения осуществляют контроль плотности слоя общепринятыми методами, Шлам углеобагащения доставляют à!I тосамосналами на асфальтабетонный завод. На площадке эанада шлам распределяют тонким слоем 15-20 см дпя начального высушивания. Б процессе нысушивания шлам периодически перемешивают антагрейдером. Окончательно нысушива!О шлам в сушильном отделении асфальтасмесительнай установки при 100120 С, после чего шлам подвергают размельчению. Дальнейший процесс приготовления смеси минеральной части и вяжущего осущестнля!От па общепринятой технологии, Готовую смесь дастанлгпат к месту укладки, распределя!От и уплатня!От В Горячем состоянии при температуре смеси не ниже

120-140 С слоем 5 см. Уп:отнение смеси произнадлт катками аналогично уплотнениюю подстилающего слоя. После укладки и уплотнения двух слоев общей толщиной 10 см па уплотненному покрыти!а наносят пленку вяжущего путем розлива ега при температуре 100-200 С при норме расхода

1,2-1,5 л/и .

Использование предлагаемого способа позволяет создать эластичный, прочный и нефильтрующий экран шламан8êîïèòåëåé угольной промышленности, За счет использования О предлагаемом способе отходов коксохимического производства и шламов углеабагащения — отходов угольной пра-, мышленностидпя зкраниравания !!ак0llèT8лей этих заводов, годовой зкономический эффект составит 83,2 ть,с. руб. (1>армула изобретения

1. Способ создания протинОФильтрациОннаГО экаана, вкл!Оча!Опций !:.(ладку t f8 эк ранируему!о поверхность щебня, покрытие

8ГО ВЯ>КУЩИМ Из СМЕСИ СМОЛИСТЫХ ОТХОДОН коксохимическога произ.одстна с серой, уплотнение и нанесение сверху слал из смеси вяжущего с напалнителем и минеральfff,ff порошком, а т л и ч а IO шийся тем, ITo, с цельlo повышения прочности и зконами IIJ0сти экрана, н качества минеральH0го ff(JpoIJJ ка использу!ат шлем углепбг Га!цеlfllл при следу!Ошем соотношении кnìпоне!!Тав, манж:

1773971

6-7;

7-9;

1-2;

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Гранулометрический состав минеральных материалов шлам углеобогащения смолистые отходы коксохимического производства сера наполнитель Остальное.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минерального наполнителя используют гранотсев, 1773971

10 л о о

О " Л О " 0О Î ОЪ О - О о о о о о сВ оъ cD оо оо

a) "Ъ сч 3

»>0

CO л о

С>!

СО съ

ОЪ СЪ

OO со лло л

Ф, о ш

3»

С>

X

lA с>ъ

C) о сч

Ь О

„,, CD (D

Ф

СЧ О ! о

ОЪ Ъ

" с ъ

>:>

S и

Ф

Х и

Q)

X

Ф о

cQ о

Ф

Ф

Б LO х сч (Q

lA

lA

,, СО съ С Ъ

Щ

Iи о о

Д аъ э съ о о

I I» I С» I» СЧ I» I Л сч сч сч сч сч о

IФ о

CQ

«L

LP >О ЫЪ !О >,>

О LA LO LA lA

> ш

0 о Ф оД Х

ДФam

С

«ъ о о

Ф0!Ф о ш ш «» е

m о Ф о с»Ъ Л сч сО - Оъ оо

ОЪО CDC> ОЪО СВоо оо оо оо

CQ

X ш

Ф о о о к о

Щ

X ш о Iо Iо

Ф о о ш

Ф о !

М

I<5 о о

Б

ICg

3и о с

CO

CL

Ф

С0

>Я

2I

IБ

X (Q ш с

CL - о

Ф

К () .>

>0

С О

Л I

К о. g

Ф х

Х я оС

Б !

: u

Ф х

С0 о

С

C o с

> о о

Ф л

X

Ф с

> о

< С

Ф 2 ФС m о <о

Ф М

0, Ь

>Я

- I»

Х щ

С! 0 CO сО с ъ <о в о

<О LA I о . !,«> съ

LC> LD CD CD с"ъ . л- о

Л ФГ! и>С.Э иЪ СЪ СЪ

lA lA ОЪ LA л с"ъ ct) о

СО I «О - I I с ) съ с ъ () 12

1773971

Таблица 5

0,978-0,981

Итого:

100

Таблица 6

Значение

Показатель

84

Таблица 7

Составитель Г. Михович

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н. Слободяник

Редактор

Заказ 3909 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Содержание минерального наполнителя, %

Содержание шлама углеобогащения и минеральной части, %

Средняя плотность минеральной части. мкг/смз

Истинная плотность минеральной части, кг(см

Пористость мине ральной части, %

Содержание вяжущего СТУ, %

Содержание серы, %

Средняя плотность смеси, кг/см

Истинная плотность смеси, кг/см

Остаточная пористость смеси, %

Водонасыщение, абухание %

Предел прочности при сжатии при температуре

20 С, МПа

Коз ициент ильт ации, м/с

2110

2620

195

2340

2400

2,4

2,6

0,82

1,05 10

2080

2620

20,6

2350

2370

0,8

1,3

0,85

1,05 10