Введение 8
1 Общая характеристика природных условий возведения объекта 11
1.1 Расположение объекта, климатические условия 11
1.2 Инженерно - геологические и гидрогеологические условия 11
2 Общая характеристика гидротехнического сооружения 14
2.2 Назначение, класс и вид ГТС, срок эксплуатации ГТС 16
2.3 Описание гидротехнического сооружения золоотвала 18
2.4 Технология намыва золошлаковых материалов 19
2.5 Характеристики стоков, поступающих на золошлакоотвал 19
2.6 Характеристики стока фильтрационных вод и их количество 20
2.7 Сведения о природоохранных мероприятиях 25
3 Анализ и оценка безопасности ГТС 27
3.1 Основные сведения, характеризующие безопасность ГТС 27
3.2 Пьезометры, контрольно - измерительная аппаратура 27
3.3 Контролируемые показатели состояния ГТС 30
3.4 Результаты обследования гидротехнического сооружения 32
3.5 Сведения о соответствии состояния ГТС проекту 33
4 Аварии на гидротехнических сооружениях ТЭС 37
4.1 Возможные источники аварии на ГТС 37
4.1.1 Перелив воды через гребень ограждающей дамбы 37
4.2 Сценарии возможных аварий и повреждений ГТС 39
4.2.1 Сценарий №1 возможной аварий и повреждения ГТС 39
4.2.2 Сценарий №2 возможной аварий и повреждения ГТС 39
4.3 Расчет параметров волны прорыва при аварии 40
5 Расчет устойчивости дамбы 42
5.1 Расчет фильтрации откоса дамбы 42
5.2 Расчет устойчивости грунта откоса дамбы 45
5.3 Противофильтрационные мероприятия 49
6 Оценка уровня безопасности гидротехнического сооружения 50
6.1 Сведения о контроле состояния ГТС требованиям безопасности 51
6.2 Влияние золошлаковых отложений на фильтрацию из золоотвала 51
6.3 Итоговая оценка уровня безопасности объекта 59
7 Нормативная документация для гидротехничеких сооружений 61
7.1 Конституция Российской Федерации 61
7.2 Закон об охране окружающей природной среды 61
7.3 Водный кодекс Российской Федерации 61
7.4 Закон о безопасности гидротехнических сооружений 62
7.5 Закон о санитарно - эпидемиологическом благополучии 63
7.6 Закон о промышленной безопасности 63
7.7 Нормативные документы 64
Заключение 67
Список сокращений 68
Список используемых источников 69

Купить

На всех Тепловых электрических станциях (ТЭС) сжигающие твердое топливо в виде угля имеются золошлаковые отходы. В большинстве, данный вид отхода удаляется и складируется в жидком виде под названием пульпа. Так как данный вид отхода невозможно использовать во вторичном сырье для ТЭС и не все золошлаки имеют безопасный экологический класс - 4 или 5, поэтому возникают сложности при реализации строительным компаниям.
В любом случае кратковременное или долгосрочное хранение золошлаков будет иметь место, а значит нужно специальное место для хранения и необходимые меры безопасности, как в экологических аспектах, так и для людей. Данный комплекс называется золоотвал.
Золоотвал - это комплекс сооружений предназначенных для складирования золошлакового материала, состоящего из золы и шлака после удаления их от ТЭС.
По условиям складирования золоотвалы являются намывными сооружениями. Принцип работы золоотвала заключается в том, что твердые частицы под действием гравитационных сил оседают, а вода, под названием осветленная через шахтные колодцы попадает в пруд - отстойник и от туда насосами возвращается для повторного использования. Такой метод называется замкнутый цикл водооборота. Отложения в отвале используют для возведения ограждающих дамб золоотвала.
Ко всем гидротехническим сооружением выдвигаются жесткие требования безопасности. Безопасность гидротехнических сооружений - свойство гидротехнических сооружений, позволяющее обеспечивать защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов.
Для того чтобы построить золоотвал не обходимо пройти очень много согласующих структур и натурных наблюдений, разработать проект. В проекте должны быть учтены все безопасные экологические аспекты и мероприятия, предотвращающие загрязнение окружающей среды. Произведен расчет устойчивости дамбы и соблюдены все мероприятия при строительстве. Общая эксплуатационная надежность и безопасность гидротехнических сооружений (ГТС) золошлакоотвала обеспечивается проведением комплекса мероприятий: организационного, материально - технического, профилактического, ремонтного, контрольного характера и направленные предотвратить аварийные ситуации на гидротехнических сооружениях.
Золотвалы, как правило, состоят из шлакохранилища, пруда - отстойника, шахтных колодцев, ограждающих дамб, средств контрольно измерительной аппаратуры (КИА), дренажных систем, колодцев и станции перекачивающей оборотную воду.
Золоотвалы должны соответствовать всем требованиям норм строительства ГТС, как правило, они имеют прямоугольную форму. Существуют основные экологические аспекты, рассматриваемые при проектировании и эксплуатации золоотвала ТЭС такие как: пыления, фильтрация. Для пылеподавления и снижения концентрации пыли за пределом
золоотвала должны учитываться преимущественные ветра района - это определяет, в какую сторону будет направлен золоотвал его длинной стороной и с какой стороны будет находиться пруд отстойник. В данном случае учитывается ветровая эрозия.
Для определения фильтрации грунта нужно провести геологические изыскания в поисках водоносного горизонта, грунтовых вод, состава почвы и ее способности фильтрации так мы поймем, какой объем и каких вод возможны при загрязнении. После этого выполняются мероприятия, предотвращающие фильтрацию из золоотвалов.
К фильтрационным мероприятиям можно отнести экранирование, применение слабо фильтрационных грунтов. Экраном может послужить специальная пленка, которая покрывают дно и дамбу. Сверху пленку покрывают небольшим слоем мелкодисперсным материалом, для того чтобы не порвать ее при заполнении секции золошлаковой пульпой. Но все же при укладке пленки имеет место быть человеческий фактор, где то порвется или просто не уложат в целях личной выгоды.
Опасным фильтрационным потоком является поток через тело дамбы. В этом случае, если не принять необходимых мероприятий, неизбежно произойдет разрушение дамбы с последующим разливом золошлаков. Экологическая катастрофа будет неизбежна. Чтобы избежать этого в теле дамбы прокладывается дренаж - внутренний, или за дамбой - внешний. За контролем работы дренажа устанавливаются контрольно - измерительная аппаратура (КИА) в теле дамбы с критическими отметками.
Поэтому при строительстве заказчику стоит более ответственно подходить к строительству и мероприятий контроля и приемки объекта.
Более жесткие требования к проектированию, строительству и эксплуатации выдвигаются к золоотвалам, которые находятся в суровых климатических условиях. Эксплуатация золоотвалов в суровых климатических условиях требует особенных и не традиционных подходов. Криогенные процессы очень опасны и поэтому традиционные методы борьбы с пылением и фильтрацией здесь не достаточны. Данные способы предусматривают использование льда и композитных льдозолошлаков для устройства экранов. Такие покрытия могут многократно возобновляться, в конце зимнего периода.
Для того чтобы сооружение работало, чтобы дамба была устойчива, необходимо провести расчет устойчивости с построением гидродинамической сетки для определения коэффициента устойчивости. Определение кривой депрессии и построение линий эквипотенциали позволит правильно расположить дренаж и принять мероприятия от промерзания дренажа. Расчет фильтрации позволит определить расход воды от чего, будет зависеть диаметр дренажной трубы и перфорации дренажа. От всех этих условий будет зависеть, какой уклон будет у низового откоса дамбы, утепляющий слой от промерзания дренажа. Вытекание водозоловой смеси из золоотвалов сибирских ТЭС, к сожалению, наблюдались не однократно. Основными причинами данных инцидентов являются:
1) перелив воды через гребень дамбы в тех местах, где образовались осадочные или морозные трещины, а так же на участках дамбы, где отметка гребня не была доведена до проектной или снизилась в результате осадки основания. В таких ситуациях самым простым способом устранения дефекта является подсыпка из не размываемого грунта.
2) фильтрационный выпор поверхностной сезонномерзлой корки на низовом откосе фильтрующей дамбы, когда вслед за отрывом мерзлого слоя от массива низового откоса происходит его быстрое разрушение с образованием прорыва на всю высоту дамбы. В основном такие техногенные аварии случаются из - за отсутствия эффективного незамерзающего дренажа.
Наиболее характерными примерами такого разрушения можно привести золоотвалы: Иркутской ТЭЦ - 2 в 1988г. поток пульпы распространился до 2 км в направлении р. Ангара, Абаканской ТЭЦ в 1989г. поток пульпы распространился до 4 км по ледяному покрову Красноярского водохранилища, Благовещенской ТЭЦ в 1992г., Кызыльской ТЭЦ в 1990г.
Основными источниками загрязнения окружающей среды от золотвалов ТЭС является: неконтролируемая фильтрация, переливы через гребень, размывы дамб, пыление, поверхностные сбросы из прудов - отстойников и комплексные загрязнения.
Все виды загрязнения золоотвалами ТЭС в суровых климатических условиях зависят от фильтрационного теплового режима золоотвалов и криогенных процессов, которые нужно учитывать и использовать для улучшения экологического состояния золоотвалов и обеспечения их надежной эксплуатации.
Эксплуатацию золоотвала, в суровых климатических условиях, рассмотрим на примере одной из ТЭС расположенной в центральной Сибири
Купить