Хвостохранилище — это сооружение, построенное для перекрытия устья долины или ограждения территории для хранения хвостов или других промышленных отходов, сбрасываемых после обогащения руды на металлургических или неметаллических рудниках. Созданная система для обработки хвостов называется хвостохранилищем. В этой статье рассматриваются состав, типы, характеристики и принципы выбора площадки для хвостохранилищ.

Хвостохранилища обычно состоят из нескольких частей: системы хранения хвостов, системы водосброса хвостохранилища и системы возврата воды хвостохранилища.

1. Система хранения хвостов

Эта система обычно включает в себя трубопроводы для сброса хвостов на плотину, первоначальную плотину хвостохранилища, последующую плотину хвостохранилища, наблюдение за линией фильтрации, наблюдение за смещением и дренажные устройства.

2. Система водосброса хвостохранилища

Эта система обычно включает в себя такие сооружения, как водоотводные канавы, водосливы, дренажные колодцы, дренажные трубы и дренажные тоннели.

3. Система возврата воды хвостохранилища

В этой системе в основном используются дренажные колодцы и трубы в резервуаре для направления чистой воды на перекачивающую станцию возврата воды вниз по течению, а затем подъема ее в водоем высокого уровня. В некоторых случаях также устанавливаются передвижные насосные станции на краю водной поверхности в резервуаре для непосредственного извлечения чистой воды и подъема ее в водоем высокого уровня.

1. Хвостохранилища являются незаменимыми сооружениями для горнодобывающих и обогатительных предприятий

Хвостохранилища являются крупнейшими природоохранными проектами горнодобывающих предприятий. Они могут предотвратить произвольный сброс хвостов в реки, озера, моря, пустыни и степи. Пока рудник производит хвосты, у него должно быть хвостохранилище. Поэтому хвостохранилища являются неотъемлемой частью горнодобывающих и обогатительных предприятий.

2. Высокая стоимость строительства хвостохранилищ

Капитальные вложения в хвостохранилища обычно составляют более 10% от общих инвестиций в строительство рудника и около 20% инвестиций в обогатительные фабрики. В некоторых случаях они почти приближаются или даже превышают инвестиции в обогатительные фабрики. Эксплуатационные расходы на хвостохранилища также высоки. На некоторых рудниках эксплуатационные расходы на хвостохранилища составляют более 30% от себестоимости продукции обогатительной фабрики. Для снижения эксплуатационных расходов местоположение некоторых горнодобывающих и обогатительных предприятий зависит от местоположения хвостохранилища.

3. Хвостохранилища являются самым большим источником опасности на горнодобывающих предприятиях

Хвостохранилище — это источник опасности с высокой потенциальной энергией искусственных селевых потоков. В течение более десяти лет или даже десятилетий различные природные (дождевая вода, землетрясения, норы грызунов и т. д.) и антропогенные (плохое управление, плохая координация между промышленностью и сельским хозяйством и т. д.) неблагоприятные факторы постоянно или периодически угрожают его безопасности. Факты неоднократно показывают, что в случае разрушения хвостохранилища это приведет к огромным катастрофам и потерям в промышленном и сельскохозяйственном производстве, а также жизни и имуществу людей ниже по течению.

Прорыв хвостохранилища

1. Долинные хвостохранилища

Долинные хвостохранилища образуются путем строительства плотин у устья долин. Их особенностью является то, что начальная плотина относительно короткая, объем земляных работ по плотине относительно небольшой, последующая плотина хвостохранилища относительно проста в управлении и обслуживании, а при большей высоте плотины можно получить больший объем резервуара; продольная глубина площади водохранилища больше, а расстояние осветления хвостовой воды и длина сухого пляжа легко соответствуют проектным требованиям; однако, когда площадь водосбора велика, сооружения для водосброса имеют относительно большой объем земляных работ. Большинство крупных и средних хвостохранилищ в Китае относятся к этому типу.

2. Склоновые хвостохранилища

Склоновые хвостохранилища — это хвостохранилища, огороженные путем строительства плотин у подножия склонов. Их особенностью является то, что начальная плотина относительно длинная, а начальная и последующая плотины хвостохранилища имеют большой объем земляных работ; из-за небольшой продольной глубины площади водохранилища расстояние осветления хвостовой воды и длина сухого пляжа ограничены, а высота последующей плотины обычно не очень велика, поэтому объем водохранилища небольшой; хотя площадь водосбора мала, водорегулирующая способность низкая, а водозаборное сооружение водосбросных устройств большое; из-за плохих условий осветления хвостовой воды и условий водорегулирования управление и обслуживание относительно сложны. Малые и средние рудники в низкогорных и холмистых районах Китая часто выбирают этот тип хвостохранилищ.

3. Равнинные хвостохранилища

Равнинные хвостохранилища — это хвостохранилища, огороженные путем строительства плотин вокруг плоской местности. Их особенностью является то, что начальная плотина и последующая плотина хвостохранилища имеют большой объем земляных работ, а обслуживание и управление более хлопотные; из-за окружающих плотин площадь водохранилища становится все меньше и меньше, а уклон пляжа отложения хвостов становится все более пологим, поэтому расстояние осветления, длина сухого пляжа и водорегулирующая способность уменьшаются, а высота плотины ограничена и обычно невысока; однако площадь водосбора мала, а дренажная конструкция относительно мала; этот тип хвостохранилищ часто используется на равнинах или в пустынных районах Гоби в Китае.

4. Речные перехватывающие хвостохранилища

Речные перехватывающие хвостохранилища образуются путем перехвата участка русла реки и строительства плотин на верхнем и нижнем концах. В некоторых случаях оставляют определенную ширину потока воды на широком и мелком русле и строят плотины с трех сторон, образуя хвостохранилище, которое также относится к этой категории. Его особенностью является то, что он не занимает пахотных земель; площадь водосбора площади водохранилища не очень велика, но площадь водосбора выше по течению хвостохранилища обычно очень велика, и в водохранилище и выше по течению водохранилища необходимо создавать дренажные системы, которые относительно сложны и масштабны. Этот тип хвостохранилищ более сложен в обслуживании и управлении и не получил широкого распространения в Китае.

Правильный выбор места расположения хвостохранилища чрезвычайно важен. При проектировании обычно выбирается несколько мест для технико-экономического сравнения, чтобы определить окончательное местоположение. При поиске места следует всесторонне учитывать следующие принципы:

1. Вместимость резервуара хвостохранилища должна обеспечивать размещение всего объема хвостов за весь период эксплуатации. При наличии трудностей срок службы должен составлять не менее пяти лет.

2. Местоположение должно быть близко к обогатительной фабрике, предпочтительно ниже по течению. Это может сократить расстояние транспортировки хвостов, уменьшить подъем и снизить негативное воздействие на обогатительную фабрику.

3. Он должен располагаться как можно дальше вниз по течению от крупных жилых районов, источников воды, рыбоводных хозяйств и ключевых охраняемых живописных мест.

4. Следует избегать или минимизировать занятие сельскохозяйственных угодий и переселение деревень.

5. Он не должен располагаться над рудником с горнодобывающей ценностью без технической проверки.

6. Площадь водосбора площади водохранилища должна быть небольшой, продольная глубина должна быть большой, а продольный уклон должен быть пологим. Это может уменьшить масштабы системы водосброса.

7. Устье водохранилища должно быть небольшим, а «брюхо» — большим. Это может уменьшить объем инженерных работ по сооружению первоначальной плотины и увеличить вместимость водохранилища.

8. Следует избегать районов с неблагоприятными геологическими явлениями, чтобы снизить затраты на работы.