Захоронение отходов горного производства

Фазовая характеристика отходов.

Добыча.

Обогащение.

Металлургический передел.

Открытая.

Подземная.

Гсо;

тех;

иоло;

гиче;

ская.

Гравитационное, магнитное, электрическое.

Флотационное.

Гидрометаллурги — ческое.

Термо;

металлургия.

Твердые.

Вскры;

ные породы.

Пустые породы.

Хвосты.

Хвосты.

Осадки.

Хвосты.

Жидкие.

Шахтные воды.

Раствор

Промывочная вода, шлам.

Шлам, пульпа.

Солевой раствор

Охда;

ющая вода.

Пылегазовые.

Пыль.

Метан, рудничный воздух.

Отсос воздуха.

Пар

Газы, пыль.

Массив пород.

Основные преимущества.

Основные недостатки.

Примечание.

Базальты и граниты.

• 1. Высокая плотность и прочность.
• 2. Практически водонепроницаемы (в монолите).
• 3. Высокая химическая стойкость.
• 4. Средняя теплопроводность

• 1. Структурные дефекты (разломы, трещины) способствуют свободной циркуляции воды.
• 2. Низкие сорбционные свойства

Мощные и плотные монолитные массивы могут быть использованы для размещения любых могильников.

Уровень

пригод

ности

Критерии оценки

Тектонические

элементы

Морфология

Породы вмещающей толщи

Глубина залегания, м

Мощность толщи до поверхности, м

Гидрогео

логия

Сейсмичность, но шкале MSK-64

Потен

циально

пригод

ные

Платформы,

щиты,

орогены

Батолиты, крупные лакколиты, штоки

Граниты, гранодиориты, сиениты

Более

Более 1000

Зона замедленного и крайне замедленного водообмена

Менее 7

Эффузивные покровы, интрузии, массивы метаморфизованных пород

Кварцевые порфиры, порфириты, базальты, туфы, андезиты, габбро, гнейсы, кварциты

Более

Более 500

Ограни

ченно

пригод

ные

Платформы, щиты, древние орогены

Интрузии, покровы, массивы метаморфизованных пород

Габбро, дуниты, базальты, кварциты, сланцы, гнейсы

Более

Более 1000

Зона

замедленного водообмена

Менее 7

Прак

тически

непригод

ные

Молодые орогены

Дайки, жилы, штоки, покровы, массивы мстаморфизованных пород

Габбро, дуниты, основные эффузивы, амфоболиты, гнейсы, сланцы

Более

Менее 1000

Все гидрогеологические зоны

Более 7

Наименование.

Значение.

Физикамеханические свойства

Плотность.

2,6−2,7 г/см³

Прочность на сжатие.

70−190 МПа.

Прочность на растяжение.

12−30 МПа.

Модуль упругости.

(7—10) • 10⁵ кгс/см²

Коэффициент Пуассона.

0,2−0,25.

Т еплопроводность.

2,9—4,3 Вт/(см • град).

Удельная теплоемкость.

0,2—0,8 кДж/(кг • град).

Коэффициент линейного температурного расширения.

(0,6−0,9) • 10-⁵ 1/град.

Геологическая характеристика

Скорость эрозии.

3 • 10⁵ м/год.

Сейсмическая активность.

Не более 6 по шкале MSK-64.

Мощность толщи.

До 10—15 км.

Расстояние до ближайшей активной структуры.

Более 20 км.

Вероятность развития трещин в зоне размещения отходов.

10 ¹² м/год.

Гидрогеологические характеристики

Размещение могильника ниже зоны свободного водообмена.

—.

Расстояние до ближайшей точки разгрузки.

Болес 2 км.

Гидравлический уклон.

0,01.

Удельная емкость массы: — для гнейсов.

1,1 • 10 ⁵ м³/с • м.

— для диоритов, габбро.

2 • 10 ¹ м³/с • м.

Зона развитой трещиноватости: — максимальная глубина.

200 м.

— проницаемость.

10−4-10 ⁵ м/с.

— кинематическая пористость.

5 • 10 ³

Зона скрытой трещиноватости: — проницаемость.

10⁷ м/с.

— кинематическая пористость.

10 ³

Зона сильного трещинообразования: — проницаемость.

10−4 м/с.

— кинематическая пористость.

10 ³

Наименование.

Значение.

Вмещающие породы: — проницаемость.

10 ¹⁰ м/с.

— кинематическая пористость.

10−4.

— расстояние до ближайшей скрытой трещины.

Более 10 м.

Характеристика подземных вод

Окислительно-восстановительный потенциал:

0,2−1,0.

— pH.

8,0.

— НС0₃

240 мг/л.

Коэффициент распределения.

Ni 0,32; S₂ 0,16; Zr 3,2; Тс 0,05; Cs 0,064; J 0; Се 10; Nd 10; Eu 10; Ra 0,5; Th 2,4; U 1,2; Np 1,2; Pu 0,3; Am 32.

Тип сооружения.

Отличительные характеристики ИМ, дх*.

Типы горных пород.

Назначение сооружения.

Основные рекомендации.

1. Подземные сооружения шахтного типа.

Наличие шахтных стволов, транспортных, технологических и вентиляционных выработок.

Скальные породы: граниты, гнейсы, порфириты, туфы, каменная соль.

Централизованные ПМ и ДХ федерального или регионального назначения для захоронения ВАО, САО, ДТВС и ОТВС.

Для долгоживущих ВАО, САО в твердом, фиксированном, упакованном виде с дополнительными искусственными барьерами в сухой геологической среде. Применение для короткоживущих САО, НАО нецелесообразно.

Тип сооружения.

Отличительные характеристики ПМ, дх*.

Типы горных пород.

Назначение сооружения.

Основные рекомендации.

2. Специальные шахтные стволы, буровые скважины.

Глубокие (до 1 км) шахтные стволы или скважины (d < 1,5 м), со специальным конструктивным оформлением, в том числе, с искусственным охлаждением.

Скальные породы: граниты, гнейсы, порфириты, туфы, каменная соль.

ПМ регионального назначения для захоронения ВАО и САО от деятельности радиохимических заводов.

Для долгоживущих ВАО, САО в твердом, фиксированном, упакованном виде с дополнительными искусственными барьерами в сухой геологической среде, есть пространство для распространения тепла.

3. Штольни.

Наличие выхода из выработки непосредственно на дневную поверхность, герметизация входов на участке размещения РАО.

Скальные породы, в том числе в условиях многолетнемерзлых пород Крайнего Севера.

ПМ регионального назначения для захоронения твердых САО, МАО, неперерабатываемых ТРО.

Для короткоживущих САО и НАО в твердом упакованном виде.

Для долгоживущих САО и НАО в твердом фиксированном, упакованном виде.

4. Заглубленные траншеи, котлованы (засыпаются горной массой на стадии консервации могильника).

Отсутствие конструктивного обустройства непосредственно на земной поверхности. Создаются в основном на базе взрывных технологий.

ПМ регионального назначения для захоронения твердых САО, совместное захоронение ТРО и ЖРО с их отверждением в рабочем объеме могильника.

Тип сооружения.

Отличительные характеристики ПМ, ДХ*.

Типы горных пород.

Назначение сооружения.

Основные рекомендации.

5. Буровые скважины.

Скважины (d < 1 м) глубиной до 200—300 м со специальным конструктивным оформлением устья.

Скальные породы, в том числе в условиях многолетнемерзлых пород Крайнего Севера.

ПМ регионального назначения для захоронения ДТВС, САО и НАО, совместное захоронение ТРО и ЖРО с их отверждением в рабочем объеме могильника.

б. Наземные или слабозаглубленные конструкции.

Наличие конструктивного обустройства непосредственно на дневной поверхности. Для ПМ необходимы специальные элементы, конструкции и контейнеры с усиленными инженерными барьерами. Для ДХ необходимы соответствующие конструкции и оборудование для периодической замены хранимых РАО.

Различные типы глин, скальные породы.

ДХ региональнотерриториального назначения для длительного хранения переработанных ТРО и ЖРО, отве.

Для короткоживущих САО и НАО. Возможно в фиксированном и упакованном виде с дополнительными барьерами в сухих геологических средах.