Исследование массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах

Тюленев, Максим Анатольевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Исследование массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах"

экземпляр!

На правах рукописи

Тюленев Максим Анатольевич

ИССЛЕДОВАНИЕ МАССОПЕРЕНОСА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ В ТЕХНОГЕННЫХ ПОРОДНЫХ МАССИВАХ

Специальность 25.00.20 - 'Теомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика"

, Автореферат

диссертации на соискание ученой степени | кандидата технических наук

Кемерово - 2003

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет"

Ведущая организация - ОАО "Холдинговая Компания Кузбассразрезуголь"

Защита диссертации состоится " 5 " декабря 2003 г. в 15. часов на заседании диссертационного совета Д 212.102.02 Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" по адресу: 650026, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет".

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Лесин Юрий Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Бирюков Альберт Васильевич;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Шалауров Виссарион Александрович

Автореферат разослан " ноября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Хямяляйнен В. А.

1 7 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Существенное влияние на окружающую водную среду оказывает добыча полезных ископаемых открытым способом. Интенсивное загрязнение водных объектов, истощение подземных водоносных горизонтов, нарушение гидрографической сети - этим далеко не ограничивается характер воздействия открытых горных разработок на водные ресурсы. Забор воды на горных предприятиях намного превышает потребности в ней самих предприятий. Ежедневно угледобывающие предприятия Кузбасса сбрасывают в водоемы около полумиллиона кубометров сточных вод. Таким образом, в связи с неизбежностью сброса воды, одной из сторон проблемы охраны водных ресурсов при разработке месторождений является ее.очистка.

Решение вопроса очистки сточных вод при открытой разработке месторождений полезных ископаемых связано с большими трудностями. Значительные сезонные колебания объемов сброса и загрязненности карьерных вод, наличие на разрезах, как правило, нескольких удаленных друг от друга водосбросов, к тому же часто изменяющих свое местоположение по мере развития горных работ, затрудняют использование технологических схем очистки воды в сооружениях отстойного типа. Отстойники и пруды-осветлители занимают большие площади земли и не всегда обеспечивают необходимое качество воды после очистки.

В то же время при открытой разработке месторождений образуются большие объемы таких твердых отходов добычи полезных ископаемых, как вскрышные породы. Отвалы вскрышных пород, в свою очередь, наносят значительный вред окружающей природной среде.

С учетом того, что вскрышные породы разрезов Кузбасса более чем наполовину представлены песчаниками - прочными неразмокаемыми нетоксичными породами, в КузГТУ совместно с работниками производства был разработан способ очистки карьерных сточных вод путем 1ь рскус-

БИБЛИОТЕКА I СЛИнфОрт с'- 1

оэ

3«Ш

ственные фильтрующие массивы из отходов горного производства, широко используемый в настоящее время при открытой разработке угольных месторождений Кузбасса, Дальнего Востока и Сахалина.

Цель работы - выявление закономерностей массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах и разработка мероприятий по повышению эффективности фильтрационной очистки карьерных сточных вод на . угольных разрезах Кузбасса.

Идея работы заключается в учете фильтрационной неоднородности техногенных породных массивов при использовании их в качестве фильтров для очистки карьерных сточных вод от взвешенных веществ.

Задачи исследований:

установить пространственно-временные изменения фильтрационных свойств отвальных массивов из коренных вскрышных пород;

установить закономерности фильтрационного массопереноса дисперсных систем в насыпных отвальных массивах;

разработать мероприятия по повышению эффективности очистки сточных карьерных вод от взвешенных веществ в фильтрующих массивах из вскрышных пород.

Методы исследований. При решении задачи применены такие методы, как анализ и обобщение литературных источников, экспериментальные исследования фильтрационных и фильтрующих свойств массивов из отходов горного производства, кольматации и переноса взвешенных веществ, обработка экспериментального материала средствами математической статистики, численные расчеты на ЭВМ.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

пространственно-временные изменения фильтрационных свойств

(

отвальных массивов из коренных вскрышных пород, обусловленные технологией их возведения и последующим воздействием на них техногенных и природных факторов, приводят к образованию в отвалах зон с различной водопро-

ницаемостью и характером основного закона фильтрации, причем нижние слои характеризуются высокой водопроницаемостью и квадратичной зависимостью скорости фильтрации от гидравлического градиента, верхние - низкой водопроницаемостью и линейной зависимостью скорости фильтрации от гидравлического градиента;

массопе^енос дисперсных систем в насыпных техногенных породных массивах сопровождается элиминированием дисперсных частиц в порах массива, причем показатель фильтрования, характеризующий интенсивность элиминирования, имеет обратную степенную зависимость от размеров кусков фильтрующего массива и экспоненциальную зависимость по высоте фильтрующего массива;

повышение эффективности очистки сточных вод фильтрованием через фильтрующие массивы из крупнокусковых пород вскрыши достигается путем отсыпки в их основании водоупорных перемычек из глинистых пород высотой, равной 1/3 высоты фильтрующего массива.

Научная новизна работы заключается:

в установлении закономерностей изменения фильтрационных свойств породных массивов по высоте;

в установлении закономерностей массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах;

в разработке конструкции и обосновании параметров водоупорных перемычек, отсыпаемых при возведении искусственных фильтрующих массивов с целью повышения степени очистки воды, загрязненной взвешенными веществами.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением апробированных методов математической статистики, достаточным по статистическим критериям объемов выборок, определяющих фильтрационные и фильтрующие свойства техногенных породных массивов (более двухсот наблюдений).

Личный вклад автора заключается:

в систематизации и научном обобщении методов исследования массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах;

в проведении экспериментальных исследований отвалов вскрышных пород на разрезах Кузбасса;

в получении закономерностей массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах;

в разработке мероприятий по повышению эффективности очистки карьерных сточных вод.

Научное значение работы. Получены закономерности массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах, позволяющие определять показатель фильтрования, характеризующий интенсивность элиминирования дисперсных частиц, по известным структурным характеристикам массива.

Практическая ценность работы. Разработана конструкция искусственных фильтрующих массивов из отходов горного производства с водоупорными перемычками, позволяющая повысить степень очистки сточных карьерных вод, загрязненных взвешенными веществами.

Реализация работы. Результаты диссертационной работы использованы ОАО "Разрез Кедровский" при проектировании фильтрующего массива для очистки карьерных сточных вод, поступающих с горных участков.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на IV-VI Международных научно-практических конференциях «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (КузГТУ, 2000-2002 г.), Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки полезных ископаемых» (Красноярск, 2000), VI Международном научном симпозиуме "Проблемы экологии и освоения недр" (Томск, 15 апреля, 2002 г.); ХХХХУ1-ХХХХ\ПШ научно-практических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава КузГТУ

(1999-2003), семинарах кафедры геологии КузГТУ (2001-2003), техническом совете ОАО «Разрез Кедровский» (2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 121 странице, содержит 32 иллюстрации, 6 таблиц и список использованной литературы из 116 наименований российских и зарубежных авторов. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и двух приложений.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору, д.т.н. Лесину Ю.В. за ценные советы и содействие в работе, а также инженерно-техническим работникам ОАО «Разрез Кедровский» за оказанную помощь при проведении экспериментальных исследований в натурных условиях и содействие при внедрении результаюв работы в производство.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен обзор и анализ состояния вопроса очистки сточных вод на угледобывающих предприятиях, приведены и проанализированы существующие схемы очистки сточных вод, рассмотрены научные исследования отечественных и зарубежных ученых.

Вопросами предотвращения загрязнения водоемов стоками угледобывающих предприятий занимались такие ученые, как В.А. Горшков, И.Л. Мон-гайт, К.Д. Текиниди, С.А. Брылов, В.А. Дорогов, В.А. Фоминых, Б.Б. Нем-ковский, А.П. Красавин и другие. Вопрос очистки карьерных вод остается пока малоизученным. В 2002 году на разрезы поступило более 140 млн. м3 воды. Вследствие значительных сезонных колебаний объемов сброса и загрязненности воды, наличие на карьерах, как правило, нескольких удаленных друг от друга водосбросов, часто меняющих свое местоположение из-за постоянного подвигания фронта горных работ, использование технологических схем очистки воды, нашедших широкое применение на шахтах, затруднено. Отстой-

ники и пруды-осветлители занимают большие площади земли и зачастую работают с перегрузками.

Исследованиями процесса переноса взвесей в зернистых средах и разработкой методов расчета фильтров для очистки воды посвящены труды многих ученых: Д.М. Минца, В.А. Жужикова, В.Б. Кленова, А.Н. Патрашева, В.А. Меркулова, В.П. Криштула, Ю.М. Шехтмана, К. Элиассена, К. Айвеса, В. Края, Дж. Герцига, Д. Леклерка, С. Реднера, Д. Хэмптона и других. Но при моделировании фильтрационных процессов и расчета переноса взвесей они использовали мелкозернистые среды: кварцевый песок, горельники и др. Полученные методики неприменимы для расчета параметров фильтров, отсыпаемых из крупнокусковых вскрышных пород. Исследования В.А. Хямяляйнена, Ю.В. Буркова, Г.С. Франкевича, Л.П. Понасенко, В.А. Жеребцова, П.С. Сыркина и других ученых связаны с изучением трещиноватых массивов и поэтому не могут быть использованы для данной диссертационной работы, поскольку фильтрационные свойства трещиноватых массивов значительно отличаются от фильтрационных свойств техногенных массивов из коренных пород вскрыши. Гранулометрическую неоднородность кусковых массивов из вскрышных коренных пород изучали такие ученые, как A.B. Бирюков, A.C. Ташкинов, И.А. Паначев, В.А. Шалауров, С.А. Прокопенко и другие. Исследованиями особенностей фильтрации жидкости через крупнокусковые массивы и разработкой методики расчета фильтров из крупнокусковых пород вскрыши занимался Ю.В. Лесин, но в его разработках не проведен учет фильтрационной неоднородности, имеющей место при отсыпке фильтрующих масси-- вов. Имеющиеся исследования Ю.А. Рыжкова посвящены изучению закладочных массивов, где размер частиц ограничен несколькими десятками сантиметров.

Во второй главе приведены результаты исследований фильтрационных свойств крупнокусковых массивов из пород вскрыши и методика расчета фильтрующих массивов.

Коэффициент фильтрации определялся для массива, отсыпанного из частиц различного размера. Установлено, что при крупности частиц массива, равной 3 мм, происходит изменение характера основного закона фильтрации с квадратичной зависимости между скоростью фильтрации V и гидравлическим градиентом I (V = к-Ц ) на линейную: У=к'Д (рис. 1).

Проведенные исследования заиловки массивов в лабораторных условиях показали, что фильтрация жидкости в них прекращается при достижении предела насыщения, причем для каждой фракции этот предел различен. Для более крупных фракций этот предел наступает быстрее и составляет 10-11%. Полученные результаты позволяют более точно определить срок службы фильтрующего массива.

В натурных условиях проводились эксперименты по определению коэффициента фильтрации в породном отвале. Коэффициент фильтрации верхних слоев массива определялся при помощи фильтрационного зонда, разработанного в КузГТУ, и в среднем составлял 0,23'10"2 м/с. Коэффициент фильтрации нижних слоев, определяемый с использованием индикаторных методов, был равен (1,2-1,7) 10"2 м/с. При определении коэффициента фильтрации свежеот-сыпанного отвала были получены следующие результаты: 0,41 О*2, 0,810"2 и 8,4Ю"2 м/с соответственно для верхнего, среднего и нижнего слоев отвала. Полученные результаты свидетельствуют о значительной фильтрационной неоднородности крупнокусковых породных массивов. Поскольку фильтрующие массивы отсыпаются по технологии, аналогичной технологии периферийного отвалообразования, то в результате происходит сегрегация пород по высоте массива, что и обусловливает фильтрационную неоднородность. Поэтому отвальные массивы в зависимости от фильтрационных свойств можно разделить по высоте на две часта: верхнюю и нижнюю, мощностью соответственно 2/3 и 1/3 всей высоты отвала. Верхняя часть отвала характеризуется слабой водопроницаемостью и линейной зависимостью скорости фильтрации V от гидравличе-

ского градиента I; нижняя, наоборот, высокой водопроницаемостью и квадратичной зависимостью V от 1

Рис. 1. Изменение основного закона фильтрации при изменении размера частиц, слагающих массив, соответственно: 1 -10-7 мм; 2 - 7-5 мм; 3 - 5-3 мм; 4 - 3-2 мм; 5 - 2-1 мм; 6 - 1-0,5 мм.

Также было установлено, что изменение фильтрационных свойств массива происходит не только в пространстве, но и во времени. В течение года коэффициент фильтрации снизился от (0,5-1,7)10"3 м/с до (0,8-2,6) 10"5 м/с. Таким образом, фильтрационные свойства отвальных массивов коренных вскрышных пород изменяются как в пространстве, так и во времени. Про-

странственные изменения фильтрационных свойств обусловлены, главным образом, сегрегацией породы по крупности кусков в процессе отсыпки отвала, а временные изменения вызваны разрушением и переупаковкой часгиц в результате воздействия воды, колебаний температуры, действия отвального оборудования и собственного веса.

Поскольку нижняя часть массива сложена наиболее крупнокусковыми породами, и коэффициент фильтрации этой части массива будет значительно выше средней и верхней частей, то, чтобы избежать ошибки, необходимо при расчеге параметров фильтрующего массива использовать значение коэффициента фильтрации, рассчитанное отдельно для каждого слоя.

При наличии в фильтрующих слоях отвальных массивов участков с различной водопроницаемостью, расположенных по пути фильтрации, средний коэффициент фильтрации таких слоев можно определить по формуле:

где Ъ - общая длина слоя, м; 1, - длина 1-го участка слоя массива, м; к, - коэффициент фильтрации ¿-го участка, м/с.

Если фильтрационный потк направляется параллельно слоям, имеющим различную водопроницаемость, то средний коэффициент фильтрации рассчитывается по формуле:

где Б - поперечное сечение массива, м; - сечение ¡-го слоя, м2; к, - коэффициент фильтрации ьго слоя, м/с.

Итак, расчет параметров фильтрующего массива необходимо вести с учетом неоднородности, то есть предварительно рассчитывать значения «среднего» коэффициента фильтрации по формулам (1) и (2) для различных схем расположе-

(1)

(2)

ния участков массива с значительно различающимися коэффициентами фильтрации.

В третьей главе представлены результаты исследования массопере-носа дисперсных систем в техногенных породных массивах.

Натурные исследования интенсивности осаждения взвешенных веществ при фильтрации воды в крупнокусковых массивах скальных и полускальных вскрышных пород проводились на породных отвалах и технологических насыпях разрезов ОАО ХК "Кузбассразрезуголь". В качестве суспензии использовались карьерные воды, загрязненные тонкодисперсными породными и угольными частицами. Сущность исследований заключалась в отборе проб карьерных вод до и после фильтрации в массивах вскрышных пород, лабораторном анализе их состава и определении интенсивности осаждения взвесей в фильтрующих массивах.

Интенсивность осаждения взвешенных частиц в порах фильтрующих массивов оценивались по формуле:

где Ь - расстояние между точками входа и выхода воды из фильтрующего массива, м; Со и О, - концентрация взвесей до и после очистки воды, мг/л.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что показатель фильтрования имеет обратную степенную зависимость от среднего диаметра кусков фильтрующего массива (рис. 2), причем для более крупных ,

фракций взвеси показатель фильтрования снижается более интенсивно, а при * средней крупности кусков массива, равной 0,1-0,2 м, показатель фильтрова- , ния имеет примерно одинаковое значение для частиц взвеси любой крупности.

Для определения показателя фильтрования т] при крупности взвешенных частиц соответственно 10, 5 и 1 мкм по известному значению среднего диаметра кусков массива И, были получены следующие формулы:

Л = 2 10"8'Б"2'36;

г) = ЗЮ"8£)"2'16; (4)

г| = 3'10'8 Л"2'07.

Ю-1 10-2

10* НИ-

10*

0 м

Рис. 2. Зависимость показателя фильтрования т} от среднего диаметра кусков фильтрующего массива И для частиц взвеси различной крупности: 1, 2, 3 - размер частиц взвеси размером соответственно 10, 5 и 1 мкм.

Проанализировав зависимости показателя фильтрования от среднего диаметра кусков фильтрующего массива, используя известные значения

среднего размера куска в каждом слое массива, были получены графики изменения показателя фильтрования по высоте фильтрующего массива (рис. 3), из которых следует, что показатель фильтрования имеет максимальное значение в верхних слоях массива.

Рис. 3. Изменение показателя фильтрования г) по высоте фильтрующего массива Н для частиц взвеси различной крупности: 1 - размер частиц взвеси 10 мкм, 2-5 мкм, 3-1 мкм.

Получены формулы для определения показателя фильтрования т] при крупности частиц взвеси соответственно 10, 5 и 1 мкм в зависимости от изменения высоты фильтрующего массива Н:

г] = 210'8 е0>42Н;

Л = 4Ю-9е°-40Н; (5)

Т1 = 7.10-юе0,40н

В результате проведенных исследований установлено, что показатель фильтрования имеет обратную степенную зависимость от среднего диаметра кусков фильтрующего массива, причем степень меняется от -2,07 до -2,36 для частиц взвеси различной крупности. Это свидетельствует о различной интенсивности элиминирования дисперсных частиц в порах массива. Для более крупных частиц взвеси концентрация их в фильтрующейся воде снижается более интенсивно. Также выявлена экспоненциальная зависимость показателя фильтрования по высоте фильтрующего массива для частиц взвеси различной крупности, степень экспоненты изменяется от 0,42 до 0,40, что говорит о существенном различии фильтрующих свойств разных слоев массива.

В четвертой главе изложены рекомендации по повышению эффективности очистки карьерных сточных вод фильтрованием через фильтрующие массивы из отходов горного производства.

Возведение искусственных фильтрующих массивов происходит, как правило, по технологии, аналогичной периферийному способу отвалообразо-вания. Поэтому вследствие естественной сегрегации пород по высоте массива его нижняя часть заполняется наиболее крупнокусковым материалом. Очищаемая вода движется с большей скоростью по нижней части фильтра, из-за чего снижается степень ее очистки.

Для решения этой проблемы предлагается возводить на днище фильтра водоупорные перемычки из слабоводопроницаемых пород для искусственного снижения скорости фильтрации воды, а также подъема уровня фильтрующейся воды в более мелкокусковые слои, имеющие более высокий

показатель фильтрования. В качестве слабоводопроницаемых пород могут использоваться аргиллиты, достаточно широко представленные на угольных разрезах Кузбасса в петрографическом составе вскрышных пород.

Фильтрующий слой делится по высоте на 2 части: мелкокусковую и крупнокусковую мощностью соответственно 2/3 и 1/3 высоты фильтрующего слоя. Высота водоупорных перемычек принимается равной 1/3 высоты фильтрующего слоя, поскольку нижний слой такой же мощности сложен наиболее крупнокусковыми породами, имеющими высокий коэффициент фильтрации, а расстояние между ними рассчитывается по формуле:

Т - н

где Ь - расстряние между перемычками, м; Н - высота перемычки, м; а -угол наклона дншца фильтра, град.

На рис. 4 представлена конструкция фильтрующего массива с водоупорными перемычками. Работа его осуществляется следующим образом: очищаемая вода по трубопроводу или самотеком поступает в водоприемник и фильтруется по нижней части фильтра, заполненной крупнокусковыми породами, достигает первой водоупорной перемычки и начинает скапливаться перед ней, образуя прудок, до тех пор, пока уровень воды не превысит высоту перемычки. При небольшом расходе воды образовавшийся прудок также выполняет роль отстойника, в котором оседают наиболее крупные частицы взвеси, имеющие высокую скорость седиментации. После этого вода перетекает гребень водоупорной перемычки, фильтруясь с более низкой скоростью через мелкокусковой слой. Далее вода фильтруется через крупнокусковый слой, достигает следующей водоупорпой перемычки и цикл повторяется. Таким образом, вода проходит по всей длине фильтрующего массива, скапливаясь в водосборнике очищенной воды, откуда ее можно откачивав, если существует потребность. В том случае, когда потребности в воде нет, водо-удерживающая дамба не отсыпается и вода уходит самотеком.

А-А

Б-Б

Рис. 4. Конструкция фильтрующего массива с водоупорными перемычками: 1 - днище фильтра; 2 - фильтрующий массив; 3 - водоприемник неочищенной воды; 4 - водоупорные перемычки; 5 - водосборник очищенной воды; 6 - трубопровод для подачи загрязненной воды; 7 - трубопровод для отведения очищенной воды; 8 - водоудерживающая дамба.

Использование указанного способа очистки карьерных сточных вод позволяет повысить степень их очистки без увеличения затрат на возведение фильтрующего массива, а также сократить его объем. Данная технология принята к внедрению на разрезе «Кедровский» при очистке воды, поступающей с горных участков. Получено положительное решение о выдаче патента на поданную заявку на изобретение «Способ изготовления фильтра для очистки воды».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачи исследования массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах, обеспечивающее повышение качества очистки карьерных сточных вод, сбрасываемых в больших объемах с угольных разрезов, фильтрованием через массивы из коренных вскрышных пород, имеющее существенное значение для угледобывающей отрасли.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем.

1. Основной загрязняющей примесью карьерных сточных вод являются взвешенные вещества, представляющие собой дисперсные породные и угольные частицы. В среднем концентрация взвесей в воде до очистки составляет 100-300 мг/л. Максимальный сброс карьерных сточных вод приходится на весенне-летний период. В это же время наблюдается наибольшая концентрация взвешенных веществ. Очистка воды в сооружениях отстойного типа не всегда обеспечивает требуемое качество, а на некоторых разрезах недостаточно места, чтобы разместить отстойники и пруды-осветлители.

2. При уменьшении среднего размера частиц, слагающих массив, характер основного закона фильтрации изменяется, и зависимость скорости фильт-

рации от гидравлического градиента меняется с квадратичной на линейную.

При заиливании массива вскрышных пород скорость фильтрации воды в нем

^ снижается и при достижении предела насыщения, зависящего от крупности

частиц, слагающих массив, движение воды по нему прекращается.

3. Предложены формулы расчета коэффициента фильтрации для слоистого массива с различными схемами напластования, когда слои массива с различным гранулометрическим составом и коэффициентом фильтрации располагаются как параллельно, так и последовательно друг другу, так и один за дру-

I гим, учитывающие фильтрационную и фильтрующую неоднородность масси-

I вов из отходов горного производства.

4. Показатель фильтрования имеет обратную степенную зависимость от

среднего диаметра кусков фильтрующего массива для частиц взвеси различной крупности, причем для более крупных частиц взвеси показатель фильтрования

снижается более интенсивно.

5. Показатель фильтрования имеет обратную экспоненциальную зависи-

}

мость по высоте массива: в нижнем крупнокусковом слое он имеет минимальное значение, увеличиваясь к верхнему (мелкокусковому) слою.

6. Разработан способ изготовления фильтра для очистки воды с использованием водоупорных перемычек. Использование данного способа повышает качество очистки воды. Водоупорные перемычки возводятся перед отсыпкой фильтрующего массива, расстояние между ними рассчитывается по формуле L=H/tg ос, где Н - высота водоупорной перемычки, а - угол наклона днища. Высота перемычек принимается равной 1/3 высоты всего массива.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Рыжков Ю.А. Фильтрационная очистка сточных вод на разрезах / Ю.А. Рыжков, Ю.В. Лесин, М.А. Тюленев // Совершенствование подземной

разработки: материалы конференции. / Кемерово, 1999. - С. 64-66.

2. Лесин Ю.В. Фильтрование суспензий в углеотходах. / Ю.В. Лесин, М.А. Тюленев // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс -99: Материалы Ш Междунар. науч.-практ. конф. / Кемерово, 1999. - С. 53-55.

3. Марков С.О. Моделирование структуры массивов разрушенных горных пород. / С.О. Марков, М.А. Тюленев // Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии в горном производстве // Сб. материалов Всеросс. на-уч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Красноярск, 2000. -С. 84-86.

4. Тюленев М.А. Фильтрационная очистка карьерных сточных вод от взвесей / М.А. Тюленев, С.О. Марков// Экологические проблемы горнометаллургического комплекса: Сб. материалов Всеросс. науч.-техн. конф. -Красноярск, 2000. - С. 86-87.

5. Лесин Ю.В. Прогноз качества очистки карьерных вод от взвесей фильтрованием через отвальные массивы / Ю.В. Лесин, С.О. Марков, М.А. Тюленев// Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах: Материалы IV Междунар. научн.-практ. конф. 21-23 ноября 2000 г. -Кемерово, 2000. - С. 165-166.

6. Тюленев М.А. Сброс загрязненных сточных вод при открытой разработке полезных ископаемых в Кузбассе // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Материалы VМеждунар. науч.-практ. конф,- Кемерово, 2002-С. 166-167.

7. Марков С.О. Программа структурного моделирования техногенных породных массивов / С.О. Марков, Ю.В. Лесин, В.А. Гоголин, М.А. Тюленев. -М.: ВНТИЦ, 2003. - № 50200200670.

8. Марков С.О. Программа структурного моделирования техногенных породных массивов / С.О. Марков, Ю.В. Лесин, В.А. Гоголин, М.А. Тюленев // Компьютерные учебные программы и инновации. - 2003, № 4. - С.17.

9. Markov S.O. Program of the waste dumps structure modeling /S.O. Markov, J.V. Lesin, V.A. Gogolin, M.A. Tioulenev/ The magazine Computing teaching programs and innovation. - 2003, № 4. - P.17.

10. Майков C.O. Программа структурного моделирования техногенных породных массивов / С.О. Марков, Ю.В. Лесин, В.А. Гоголин, М.А. Тюленев // [Электронный ресурс]: Компьютерные учебные программы и инновации. -2003, № 4,- Режим доступа к журн.: http://www.infonnika.ni/text/magaz/innovat/n4_2003/n4_2003.html, свободный. -Загл. с экрана. - Свидетельства Министерства РФ по делам печати, телерадио-

| вещания и средств массовых коммуникаций ПИ№ 77-5323 от 11.09.00 и

ЭЛ N77-4173 от 03.11.00.

(

( ♦

) I

Подписано в печать 03.11.2003 Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ ГОУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28. Типография ГОУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

'7871 * t7 83 Г

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Тюленев, Максим Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1. Сброс загрязненных сточных вод при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в

Кузбассе.

1.2. Очистка карьерных сточных вод на угледобывающих предприятиях Кузбасса.

1.3. Современные теории переноса дисперсных систем в зернистых средах.

1.4. Цель и задачи исследования.

Выводы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ

• ОТВАЛЬНЫХ МАССИВОВ.

2.1. Методика исследования фильтрационных свойств отвальных массивов.

2.2. Лабораторные исследования фильтрационных свойств отвальных массивов.

2.3. Исследования фильтрационных свойств отвальных массивов на разрезах Кузбасса.

2.4. Расчет фильтрации воды в породных массивах.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАССОПЕРЕНОСА ДИСПЕРСНЫХ

СИСТЕМ В ОТВАЛАХ

3.1. Исследования массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах на разрезах Кузбасса.

3.2. Разработка модели для расчета переноса взвешенных частиц в крупнокусковых массивах.

Выводы.

4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ОЧИСТКИ КАРЬЕРНЫХ СТОЧНЫХ ВОД.

4.1. Конструкция фильтров для очистки карьерных сточных

4.2. Снижение скорости фильтрации в фильтрующих массивах из крупнокусковых вскрышных пород.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах"

Решение вопроса очистки сточных вод при открытой разработке месторождений полезных ископаемых связано с большими трудностями. Значительные сезонные колебания объемов сброса и ^ загрязненности карьерных вод, наличие на разрезах, как правило, нескольких удаленных друг от друга водосбросов, к тому же часто изменяющих свое местоположение по мере развития горных работ, затрудняют использование технологических схем очистки воды в сооружениях отстойного типа. Отстойники и пруды-осветлители занимают большие площади земли и не всегда обеспечивают необходимое качество воды после очистки.

С учетом того, что вскрышные породы разрезов Кузбасса более чем наполовину представлены песчаниками - прочными неразмокаемыми нетоксичными породами, в КузГТУ совместно с • работниками производства был разработан способ очистки карьерных сточных вод путем фильтрования через искусственные фильтрующие массивы из отходов горного производства, широко используемый в настоящее время при открытой разработке угольных месторождений Кузбасса, Дальнего Востока и Сахалина.

Идея работы заключается в учете фильтрационной неоднородности техногенных породных массивов при. использовании их в качестве фильтров для очистки карьерных сточных вод от взвешенных веществ.

Задачи исследований:

- установить пространственно-временные изменения фильтрационных свойств отвальных массивов из коренных вскрышных пород; установить закономерности фильтрационного массопереноса дисперсных систем в насыпных отвальных массивах; разработать мероприятия по повышению эффективности очистки сточных карьерных вод от взвешенных веществ в фильтрующих массивах из вскрышных пород.

Основные научные положения, выносимые на защиту: пространственно-временные изменения фильтрационных свойств отвальных массивов из коренных вскрышных пород, обусловленные технологией их возведения и последующим воздействием на них техногенных и природных факторов, приводят к образованию в отвалах зон с различной водопроницаемостью и характером основного закона фильтрации, причем нижние слои

• характеризуются высокой водопроницаемостью и квадратичной зависимостью скорости фильтрации от гидравлического градиента, верхние - низкой водопроницаемостью и линейной зависимостью скорости фильтрации от гидравлического градиента; массоперенос дисперсных систем в насыпных техногенных породных массивах сопровождается элиминированием дисперсных частиц в порах массива, причем показатель фильтрования, характеризующий интенсивность элиминирования, имеет обратную степенную зависимость от размеров кусков фильтрующего массива и экспоненциальную зависимость по высоте фильтрующего массива; повышение эффективности очистки сточных вод фильтрованием через фильтрующие массивы из крупнокусковых пород вскрыши достигается путем отсыпки в их основании водоупорных перемычек из глинистых пород высотой, равной 1/3 высоты фильтрующего массива.

Научная новизна работы заключается: в установлении закономерностей изменения фильтрационных свойств породных массивов по высоте; в установлении закономерностей массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах; в разработке конструкции и обосновании параметров водоупорных перемычек, отсыпаемых при возведении искусственных фильтрующих массивов с целью повышения степени очистки воды, загрязненной взвешенными веществами.

Личный вклад автора заключается: в систематизации и научном обобщении методов исследования массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах; в проведении экспериментальных исследований отвалов вскрышных пород на разрезах Кузбасса; в получении закономерностей массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах; в разработке мероприятий по повышению эффективности очистки карьерных сточных вод.

• угольных регионах» (КузГТУ, 2000-2002 г.), Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки полезных ископаемых» (Красноярск, 2000), VI Международном научном симпозиуме "Проблемы экологии и освоения недр" (Томск, 1-5 апреля, 2002 г.); XXXXVI-XXXXVIII научно-практических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава КузГТУ (1999-2003), семинарах кафедры геологии КузГТУ (2001-2003), техническом совете ОАО «Разрез Кедровский» (2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Тюленев, Максим Анатольевич

Выводы

1. Предлагаемый способ очистки карьерных сточных вод фильтрованием через массивы из крупнокусковых коренных пород вскрыши с применением водоупорных перемычек, отсыпаемых на днище фильтра при его возведении, позволяет повысить степень очистки воды.

2. Данная методика возведения фильтрующего массива принята к использованию на разрезе "Кедровский".

106

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем.

2. При уменьшении среднего размера частиц, слагающих массив, характер основного закона фильтрации изменяется, и зависимость скорости фильтрации от гидравлического градиента меняется с квадратичной на линейную. При заиливании массива вскрышных пород скорость фильтрации воды в нем снижается и при достижении предела насыщения, зависящего от крупности частиц, слагающих массив, движение воды по нему прекращается.

4. Показатель фильтрования имеет обратную степенную зависимость от среднего диаметра кусков фильтрующего массива для частиц взвеси различной крупности, причем для более крупных частиц взвеси показатель фильтрования снижается более интенсивно.

5. Показатель фильтрования имеет экспоненциальную зависимость по высоте массива: в нижнем крупнокусковом слое он имеет минимальное значение, увеличиваясь к верхнему (мелкокусковому) слою.

6. Разработан способ изготовления фильтра для очистки воды с использованием водоупорных перемычек. Использование данного способа повышает качество очистки воды. Водоупорные перемычки возводятся перед отсыпкой фильтрующего массива, расстояние между ними рассчитывается по формуле L=H/tg а, где Н - высота водоупорной перемычки, а - угол наклона днища. Высота перемычек принимается равной 1/3 высоты всего массива.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Тюленев, Максим Анатольевич, Кемерово

1. Брылов С.А. Охрана окружающей среды. Учеб. для вузов / С.А. Брылов, Л.Г. Грабчак, В.И. Комашенко и др.; под ред. С.А. Брылова, К. Штродки. М.: Недра, 1985. - 272 с.

2. Горшков В.А. Очистка и использование сточных вод предприятий угольной промышленности. М.: Недра, 1981. - 269 с.

3. Дорогов А.В. Очистка шахтных и карьерных вод / В.А. Дорогов, А.П. Пунышев, B.C. Кривощеков // Проектирование и технический прогресс в угольной промышленности Восточной Сибири. -Иркутск, 1975.-С. 147-150.

4. Избаш С. В. Фильтрационные деформации грунта. "Изв. НИИГ". 1933, № 10.

5. Монгайт И.П. Очистка шахтных вод / И.П. Монгайт, К.Д. Текиниди, Г.И. Николадзе М.: Недра, 1978. - 173 с.

6. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. -М.: Недра, 1991.

7. Шалауров В.А. О деформациях искусственных целиков при разработке залежей с закладкой и обрушением // В.А. Шалауров,

8. A.M. Фрейдин, В.В. Кочетов / ФТПРПИ, 1993. №2. - С. 49-57.

9. Фрейдин A.M. О разработке рудных залежей под водоемами в регионах повышенной удароопасности // A.M. Фрейдин,

10. B.А. Шалауров, В.В. Кочетов / ФТПРПИ, 1994.-№ 2. С. 107-117.

11. Меркулов В.А. Охрана природы на угольных шахтах. М.: Недра, 1991.

12. Парахонский Э.В. Охрана и контроль за состоянием природной среды при добыче горючих сланцев. Таллинн: Валгус, 1984.

13. Комплексная переработка шахтных вод. // Под ред. акад. А.Т. Пилипенко. Киев: Техника, 1985.

14. Красавин А.П. / Комплексное использование твердых отходов угольного производства // А.П. Красавин, B.C. Сандаков, Ю.А. Данилов и др. М.: ЦНИЭИуголь, 1987.

15. Розанов Н.Н. / Использование отходов углеобогащения длястроительства дамб и плотин // Н.Н. Розанов, B.C. Малышенко, С.В. Глушнев//-Уголь, 1986. № 9. С. 17-20.

16. Шпирт М.Я. Безотходная технология. Утилизация отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых / Под ред. Б.Н. Ласкорина. // М.: Недра, 1986.

17. Патрашев А. Н. Напорное движение грунтового потока, насыщенного мелкими песчаными и глинистыми частицами. Ч. 1. "Изв. НИИП. 1935, № 15, 16.

18. Минц Д. М. Теоретические исследования процесса фильтрации суспензии через песочные фильтры. Науч. тр. Акад. коммун, хоз. им. К.Д.Панфилова, вып. 4-5. 1949.

19. Минц Д. М. Теоретические основы технологии очистки воды. -М.: Стройиздат, 1964. -156 с.

20. Eliassen R. The Clogging of a rapid sand filter. J. of the amer. water works Ass., 1941, vol.33, №5.

21. Жужиков B.A. Фильтрование. M.: Химия, 1971. -440 с.

22. Кленов В.Б. О заилении фильтров // Докл. АН УзССР. -1956. -№ 10.-С.13-16.

23. Шехтман Ю.М. Фильтрация малоконцентрированных суспензий. М.: Изд-во АН СССР, 1961. -211 с.

24. Ives K.I. Water Research. -1970. -4, №3. -P.201-223.

25. Kray W. The changes in the Porosity Coefficient during the Process of Colmatage // Bulletin de L/Academie Polonaise des Sciences. Serie des Sciences techniques. -1970. -V. XVIII, №6. -P.239-243.

26. Джаваршейшвили А.Г. Применение полиакриламида для борьбы с выносами мелких фракций при гидрозакладке / А.Г. Джаваршейшвили, В.А. Силагадзе, А.К. Инашвили // Технология добычи угля подземным способом. М., 1970. -№7-8. -С.42-44.

27. Хямяляйнен В.А. Формирование цементационных завес вокруг капитальных горных выработок / В.А. Хямяляйнен, Ю.В. Бурков, П.С. Сыркин //- М.: Недра, 1994.

28. Бурков Ю.В. Комбинированные инъекционные крепи / Ю.В. Бурков, В.А. Хямяляйнен, Г.С. Франкевич // РАЕН. -Кемерово, 1999.

29. Хямяляйнен В.А. Физико-химическое укрепление пород при сооружении выработок / В.А. Хямяляйнен, В.И. Митраков, П.С. Сыркин //- М.: Недра, 1996.

30. Н.М. Jaeger and S.R. Nagel, Science 255, 1523 (1992).

31. Y-h. Taguchi, H. Hayakawa, S. Sasa, and H. Nishimori eds., Int. J. Mod. Phys. В 7, 1757 (1993).

32. Disorder and Granular Media, edited by D. Bideau and A. Hansen (North-Holand, Amsterdam, 1993).

33. Powders and Grains 93, edited by C. Thornton (Balkema, Rotterdam, 1993).

34. Granular Matter An Interdisciplinary Approach, edited by A. Metha (Springer-Verlag, New York, 1993).

35. H. Hayakawa, H. Nishimori, S. Sasa, and Y-h. Taguchi, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 397 (1995).

36. P. Evesque and J. Rajchenbach, Phys. Rev. Lett. 61, 44 (1989).

37. Y-h. Taguchi, Phys. Rev. Lett. 69, 1367 (1992).

38. J.A.C.Gallas, H.J Herrmann, and S.Sokolovski, Phys. Rev. Lett. 69, 1371 (1992).

39. Fluidization, 2nd ed., edited by J.F.Davidson, R.CIift, and D.Harrison (Academic Press, London, 1985).

40. D.Gidaspow, Multiphase Flow and Fluidization (Academic Press, London, 1994).

41. K.lchiki and H.Hayakawa, Phys. Rev. E (1995), to be published. (Chao-dyn/9502021).

42. G.W.Baxter, R.P.Behringer, T.Fagert, and G.A.Johnson, Phys. Rev. Lett. 62, 2825 (1989).

43. G.H.Risrow and H.J.Herrmann, Phys. Rev. E 50, R5 (1994).

44. K.L.Schick and A.A.Verveen, Nature 251, 599 (1974).

45. T.Poschel, J.Phys. I France 4, 499 (1994).

46. J.Lee, Phys. Rev. E 49, 281 (1994); J.Lee and M.Leibig, J.Phys. I France 4, 507 (1994).

47. G.Peng and H.J.Herrmann, Phys. Rev. E49, R1796 (1994); 51, 1745 (1995).

48. S.Horikawa, A. Nakahara, T.Nakayama, and M.Matsushita. 1995, submitted to J. Phys. Soc. Jpn.

49. I. Goldhirsch and G.Zanetti, Phys. Rev. Lett. 70, 1619 (1993).

50. S.McNamara and W.R.Young, Phys. Rev. E50, R28 (1994).

51. H.Hayakawa and K.lchiki, Phys. Rev. E 51, R3815 (1995).

52. J.F.Brady and G.Bossis, Annu. Rev. Fluid Mech. 20, 111 (1988).

53. J. Herzig, D. Leclerc, and P. LeGoff, "Flow of Suspensions through porous media: Application to Deep Bed Filtration". Ind. Eng. Chem. 61, 8-35 (1970).

54. S.Goren, "Matrix Filtration, a tutorial" in Physical Separations, edited by M.Freeman and J.FitzPatrick, 535-548 (Engineerind Foundation, New York, 1977).

55. J.Dodds, G.Baluals, and D.Leclerc, "Filtration Process" in Disorder and Mining, edited by E. Guyon, J.Nadal, and Y.Pomeau, 163-183 (Klewer, Dordrecht, 1988).

56. C.Tien, Granular Filtration of Aerosols and Hydrosols (Butterworths, Boston, 1989).

57. S.Datta and S.Redner, "Gradient Clogging in Depth Filtration". Phys. Rev. E 58, R1203-R1206 (1998); "Gradient and Percolative Clogging in Depth Filtration". Int. J.Mod. Phys. С 9, 1535-1544 (1998).

58. S.Redner and S. Datta, "Clogging Time of a filter". Cond-matt/0001343 (2000).

59. O.Lamrous, D.Houi, C.Zarcone and J.Pradere, "Mannetic Resonance Imaging Application To Study Porous Media", Rev. Phys. Appl. 24, 607-637 (1989).

60. D.Houi, "Filtration and Porous Media", in Hydrodynamics of Dispersed Media, J.Hulin, A.Cazabat and E.Carmona, eds., 155-173 (Elsevier, Dordrecht, 1990).

61. C.Ghilaglia, E.Guazzelli and L.Oger, "Particle Penetration Depth Distribution in Deep Bed Filtration", J.Phys. D24, 2111-2114 (1991).

62. C.Ghilaglia, L.de Arcangelis, J.Hinch, E.Guazzelli, "Hydrodinamic Interactions in Deep Bed Filtration", Phys.Fluids A 8, 6-14 (1996).

63. C.Ghilaglia, L.de Arcangelis, J.Hinch, E.Guazzelli, "Transition in Particle Capture In Deep Bed Filtration", Phys. Rev. E, 53, R3028-R3031 (1996).

64. M.Leitzelement, P.Maj, J.Dodds, and J.Greffe, "Deep Bed Filtration in a Network of Random Tubes", in Solid Liquid Separation, edited by J.Gregory, 273-296 (Elis, Harwood, 1984).

65. S.Rege and H.Fogler, "A Network Model for Deep Bed Filtration of Solid Particles and Emulsion Drops", AlChE, J.34, 1761-1772 (1988).

66. M.Sahimi and A.lmdakm, "Hydrodynamics of Particulate Motion in Porous Media", Phys. Rev. Lett. 66, 1169-1172 (1991).

67. J.Hampton, S.Savage, and R.Drew, "Computer Modeling of Filter Pressing add Clogging in a Random Tube Network", Chem. Eng. Sci. 48, 1601-1611 (1993).

68. P.Bungay and H.Brenner, "The Motion of a Closely Fittinf Sphere• Through a Fluid-filled Tube", Int. J. Multiphase Flow 1, 25-52 (1979).

69. D.Auget and W.OIbright, "The Motion of Model Cells at Capillary Bifurcations", Microvasc. Res. 33, 377-396 (1987).

70. J.Lee and J.Koplik, "Microscopic Motion of Particles Flowing Through a Porous Medium", Phys. Fluids 11, 76-87 (1999).

71. Y. Bachmat and D.E.Erick, "Hydrodinamic instability of miscible fluids in a vertical porous column", Water Resour. Res., 6(1), 156-171,• 1970.

72. K.H.Coats and B.D.Smith, "Dead-end pore volume and dispersion in porous media", Soc. Petrol. Eng. J., 4(1), 73-84, 1964.

73. P.R.Goodrich, "Movement of pollutant phosphorous in saturated soils", Ph.D.Thesis, Purdue Univ., West Lafayette, Indiana, 1970.

74. S.P.Gupta, "Dispersion and adsorption in porous media", Ph.D. thesis, Purdue Univ., West Lafayette, Indiana, 1972.

75. S.P.Gupta and R.A.Greencorn "Dispersion during flow in porous media with bilinear adsorption", Water Resour. Res., 9(5), 1357-1368, 1973.

76. S.P.Gupta and R.A.Greencorn "Solution of dispersion equation for a one-dimensional linear system with Freundlich equilibrium adsorption", submitted to Water Res.Res., 1974.

77. S.P.Gupta, J.E.Vernon and R.A.Greencorn "Viscous finger wavelenght degeneration in Hele-Shaw models", Water Res.Res., 9(4), 1039-1046, 1973.

78. D.R.F.Harleman, P.F.Mehlhorn, and R.R.Rumer "Dispersion-permeability correlation in porous media", J.Hydraulic Div. Proc. Amer. Soc. Civil Eng., 89 (HY2), 67-85, 1963.

79. R.D.Harter "Adsorption of phosphorous by lake sediments", Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 32, 514-518, 1968.• 83. L.Lapidus, N.R.Amundson "Mathematics of adsorption in beds", J.

80. Phys. Chem., 56, 984-988, 1952.

81. D.W.Lawson "A new method for determining and interpreting dispersion coefficients in porous media", Ph.D.thesis, Univ. of Guelph, Guelph, Ontario, Canada, 1971.

82. O.Levenspiel and W.K.Smith, "Notes on the diffusion type model for the longitudinal mixing of fluids in flow", Chem. Eng. Sci., 6, 227, 1957.

83. F.T.Lindstrom, L.Boersma, and D.Stockard, "A Theory of the mass transport of previously distributed chemicals in a water saturated sorbing porous medium: Isothermal cases", Soil Sci., 112(5), 291-300, 1971.

84. A. Ogata, "Dispersion in porous media", Ph.D.thesis, Northwestern University, Chicago, III., 1958.

85. A.Pissarides, J.W.B.Stewart, and D.A.Rennie, "Influence of cation saturation on phosphorous adsorption by selected clay materials", Can. J. Soil Sci., 48, 151-157, 1968.

86. D.A.Rose, "Some aspects of the hydrodynamics dispersion of solutes in porous materials", J. Soil Sci., 24(3), 284-295, 1973.

87. B.R.Singh, Y.Kanehiro, "Adsorption of nitrate in amorphous and kaolinitic Hawaiian Soils", Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 33, 681-683, 1969.

88. G.I.Taylor, "Dispersion of soluble matter in solvent flowing slowly through a tube", Proc. Roy. Soc. Ser. A, 219, 186-203, 1953.

89. S.P.Gupta, R.A.Greenkorn, "Determination of Dispersion and Nonlinear Adsorption Parameters for Flow in Porous Media", Water Res.Res., 10(4), 839-846, 1974.

90. P.S. Huyakorn, J.W. Mercer, D.S. Ward, "Finite element matrix and mass balance computational scheme for transport in variably saturated porous media", Water Res.Res., 21(3), 346-358,1985.

91. Ломтадзе В.Д. Методы лабораторных исследований физико-механических средств горных пород. Руководство к лабораторным занятиям по инженерной геологии. Л.: Недра, 1972. - 312 е.,

92. Рыжков Ю.А. Исследование коэффициента фильтрации закладочных материалов из дробленых коренных пород / Ю.А. Рыжков, М.В. Лебедянцев, Ю.В. Лесин и др. // Разработка свиты крутых пластов. Кемерово, 1972. - С. 148-157.

93. Колбасин А.А. Рациональная разработка недр и охрана природы на карьерах / А.А. Колбасин, Г.Л. Середа, Б.Н. Тартаковский и др., М.: Недра, 1983. - 117 с.

94. БаранникЛ.П. Лес на "Промышленных пустынях" / Л.П. Баранник, A.M. Калинин. Кемерово: Кн. изд-во, 1976. - 64 с.

95. Справочное руководство гидрогеолога. Т.2 / Под ред. В.М. Максимова. Л.: Недра, 1967. - 360 с.

96. Богомолов А.И., Гидравлика. 2-е изд., перераб. и доп./ А.И. Богомолов, К.А. Михайлов. - М.: Стройиздат, 1972. - 648 с.

97. Ильин Н.И. Оценка точности определения водопроницаемости горных пород / Н.И. Ильин, С.Н. Чернышев, Е.С. Дзекцер и др. -М.: Наука, 1971. 149 с.

98. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР (19171967). -М.: Наука, 1969. 545 с.

99. Куприна Г.А. Кольматация песков / Под ред. Е.М. Сергеева. М.: Изд-во МГУ, 1968.-172 с.

100. БирюковА. В. Статистические модели в процессах горного производства/ А. В. Бирюков, В. И. Кузнецов, А. С. Ташкинов. -Кемерово: Кузбассвузиздат, 1996.-228 с.

101. Паначев И.А. Определение грансостава массива горных пород // И.А. Паначев, Н.Я. Репин, А.В. Бирюков, А.С. Ташкинов / Изв. вузов. Горный журнал. Свердловск, 1970. - № 7.

102. Прокопенко С. А. Формирование композиционных отвальных массивов с повышенной плотностью при открытой разработке угольных месторождений Кузбасса: Автореферат дис. . канд. техн. наук. Кемерово, 1988. 24 с.

103. Лесин Ю.В. О некоторых особенностях осветления малоконцентрированных суспензий в крупнозернистых массивах // Проблемы охраны окружающей среды в районах с интенсивно развивающейся промышленостью: Крат. тез. II Респ. конф. -Кемерово, 1982.

104. Истомина B.C. О расчетных размерах пор в фильтрах /

105. B.C. Истомина, В.В. Буренкова // Труды ВНИИ водоснабжения, канализации, гидротехн. сооружений и инж. гидрогеологии. 1969. - С.67-81.

106. Ives K.I. Water Research. 1970.-4, №3.- P.201-223.

107. Ives K.I.//J. Inst. Water Eng. 1971. - 25, №1. -P.13-20.

108. Зельдович Я.Б. Элементы математической физики. Среда из невзаимодействующих частиц. / Я.Б. Зельдович, А.Д. Мышкис. -М.: Наука, 1973.-351 с.

109. Лесин Ю.В. Прогноз качества очистки карьерных вод от взвесей фильтрованием через отвальные массивы. / Ю.В. Лесин,

110. C.О. Марков, М.А. Тюленев // Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах: Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. КузГТУ, Кемерово, 2000. С. 165-166.

111. А.с. 1223958 СССР, МКИ В 01 D 23/10. Способ изготовления фильтра для очистки воды / Рыжков Ю.А., Лесин Ю.В., Кретов Б.К. и др. № 3755646/23-26; Заявлено 05.04.84; Опубл. 15.04.86, Бюл. № 14 // Открытия. Изобретения. - 1986. - № 14. - С.24.

112. Куваев Н.Н. Устойчивость внешних отвалов при фильтрации карьерных вод / Н.Н. Куваев, Ю.Д. Мазур-Джуриловский, А.П. Сахно // Уголь Украины. 1984. - № 3.- С. 19-20.-------------Утверждаю

113. Генеральный директор ОАО «Разрез Кедровский» , ДанилИ^ко В.Н.г^ооз г.

114. Выписка из Протокола заседания технического совета ОАО «Разрез Кедровский»1. Присутствовали:

115. Вегнер В.Р. главный инженер ОАО "Разрез Кедровский"

116. Подтяжкин А.В. главный геолог ОАО "Разрез Кедровский"

117. Козубенко А.В. главный технолог ОАО "Разрез Кедровский"

118. Лесин Ю.В. зав. кафедрой геологии КузГТУ, д.т.н., проф.

119. Тюленев М.А. аспирант КузГТУ

120. Марков С.О. аспирант КузГТУ

121. Главный инженер ОАО «РазрезТСедров

122. Утверждаю Генеральный директор ОАО «Разрез Кедровский»к.т.н. Да!юнко В.Н.г.1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы Тюленева М.А.

123. Использование указанных рекомендаций позволило повысить степень-,-1-очистки карьерных сточных вод без увеличения затрат на возведениефильтрующего массива, а также сократить его объем.

124. Главный инженер ОАО "РазрбзЖедровс

125. Главный геолог ОАО "Разрез Кедрове Главный технолог ОАО "Разрез Кедровский" Зав. кафедрой геологии КузГТУ, д.т.н., проф. Аспирант КузГТУ Аспирант КузГТУ1. Вегнер В.Р.60Содтяжкин А.В.1. Козубенко А.В1. Лесин Ю.В.1. Тюленев М.А.1. Марков С.О.

Информация о работе

Тюленев, Максим Анатольевич
кандидата технических наук
Кемерово, 2003
ВАК 25.00.20

Диссертация

Исследование массопереноса дисперсных систем в техногенных породных массивах - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы