С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. — Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. — 192 с.

Глава 2. Методы оценки ветровой эрозии и пыления

2.3. Характеристика золоотвала как площадного пылящего объекта

Для золошлакоотвала не характерна сплошная пылящая поверхность. Можно выделить три возможные зоны пыления:

·          сухие пляжи на золошлаковых полях;

·          дамбы, сложенные из золошлаков (неприсыпанных);

·          отложения пыли в аэродинамической тени дамбы (вторичное пыление).

Характер поверхности золошлакового поля в значительной мере определяется способом намыва. Сброс золошлаковой пульпы из распределительного пульпопровода по периметру отвала обеспечивает фракционирование материала — осаждение наиболее крупных фракций у внутреннего откоса дамбы. Отстойный пруд намывного золоотвала обеспечивает осаждение наиболее мелких частиц золы. Неоднородность фракционного состава поверхностного слоя золошлакового поля формируется также и вследствие неравномерного распределения золошлакового материала по фронту намыва — наиболее крупные фракции осаждаются у первых по ходу пульпы выпусков. Существуют способы направленного формирования неоднородности фракционного состава осаждаемого материала — в частности, т.н. раздельный способ намыва, при котором наиболее крупные и тяжелые фракции (в основном, шламовые частицы) отводятся из нижней точки распределительного пульпопровода и сбрасываются в периферийной части золоотвала, оставшаяся часть пульпы отводится к центральной части отвала.

В зоне надводных отложений золошлакоотвала увлажнение намытого материала осуществляется за счет капиллярного подъема воды, периодического изменения уровня пруда-осветлителя, осадками, применением специальных дождевальных систем поверхностного увлажнения. Нарушение поступления влаги к поверхности золошлакового поля приводит к образованию сухих пляжей.

Сухой пляж золоотвала представляет собой сложное сочетание участков интенсивного, среднего и малого пыления. Интенсивное пыление отмечается на участках, покрытых толстым слоем золы песчаной (несвязанной) фракции. Степень однородности намываемых золошлаков по дисперсному составу играет большую роль в дифференциации золошлакового материала при намыве и формировании пылящих сухих пляжей. Золошлаки высокой степени однородности (характерной для экибастузских углей) мало дифференцируются при намыве в золоотвал, что создает опасность пыления по большей части поверхности золошлакового поля. При высоком содержании шлаковых фракций (угли подмосковного бассейна, сжигание углей в топках с жидким шлакоудалением) на пляжах намыва откладываются крупные фракции (более 0,5 мм в диаметре), устойчивые к ветровой эрозии, тонкодисперсная зола складируется в зоне отстойного пруда и капиллярного смачивания.

Эродируемость поверхности слоя пылевых частиц определяется условиями формирования слоя и эродирующими свойствами частиц, рассмотренными выше. При этом выделяются следующие параметры поверхности, подвергаемой ветровому воздействию:

·          гранулометрический состав складируемого материала;

·          влажность поверхностного слоя пылевых частиц — технологическая (за счет увлажнения путем орошения, остаточная влажность при колебании уровня воды в золоотвалах, увлажнение поверхностного слоя капиллярной влагой из подслойного водяного объема) и вследствие атмосферных осадков;

·          плотность поверхностного слоя, определяемая способом намыва золы (подводный или надводный, рассредоточенный или сосредоточенный), использованием механических средств уплотнения поверхностного слоя;

·          снеговой покров;

·          растительный покров на отработанных золоотвалах.

Эродируемость объекта определяется следующими факторами (помимо рассмотренных выше свойств материала и состояния поверхностного слоя):

·          защищенностью объекта от ветрового воздействия рельефом прилегающей местности;

·          конструкцией объекта — наличие и высота ограждающих систем (дамбы, защитные стенки, лесопосадки по периметру золоотвала);

·          эксплуатационными характеристиками — уровень поверхности слоя относительно дамбы, окружающей территории, площадь сухих пляжей в гидрозолоотвалах;

Пруд-осветлитель является накопителем наиболее мелких фракций золы. Поэтому при отступлении уровня воды от расчетного осушенные отложения могут быть источником интенсивного пыления. Пруд практически полностью поглощает гравитирующие эродированные и, частично, витающие частицы, поступающие с ветровым потоком на акваторию.

При обтекании ветровоздушным потоком дамбы происходит частичное обеспыливание его — выпадение значительной части эродированных золошлаковых частиц, преимущественно сальтирующих.

Рельеф примыкающей местности и высотное профилирование золошлакоотвала существенно влияют на характер и интенсивность ветровых потоков вдоль поверхности золошлакового поля. В ходе эксплуатации золоотвала по мере заполнения его и наращивания ограждающих сооружений высотная характеристика объекта по отношению к примыкающей местности может существенно трансформироваться.