Техногенные грунты, созданные как отходы хозяйственной деятельности человека. Насыпные промышленные и бытовые отходы как грунты

26.10.2010г.

6.1 Техногенные грунты, созданные как отходы хозяйственной деятельности человека

6.1.1 Насыпные промышленные и бытовые отходы как грунты

Большое количество техногенных грунтов образуется как промышленные отходы, в частности как отходы обогащения добываемого минерального сырья. В горной промышленности в отвалы перемещаются хвосты флотационного обогащения руд черных и цветных металлов, серной руды, производства апатито-нефелинового концентрата, отходы углеобогащения и др. Отходами черной металлургии являются хвосты сухой и магнитной сепарации породы, гравитационного обогащения, зола и шлаки доменного и сталеплавильного производства. Отходы обогащения цветных металлов составляют 10% добытой горной массы, причем образуется много токсичных веществ, загрязняющих эти отходы.

В районах металлургического производства в отвалы складируются доменные и мартеновские шлаки, а также колошниковая пыль.

Грунты шлакоотвалов имеют серую, темно-серую или зеленоватую окраску. По структурным признакам выделяются аморфные, стекловидные, плотные, пористые, ячеистые и брекчиевидные разности. Мартеновские шлаки обычно ноздреватые с металлическими включениями, местами с примесью огнеупорного кирпича.

Насыпные грунты образуются также из твердых отходов энергетики, строительного мусора и бытовых отходов. В пределах бывшего СССР ежегодно складировалось 150 млн т золы.

Огромные площади во всем мире занимают отвалы золошлаков – отходов тепловой энергетики, образующихся на ТЭС при сжигании твердого топлива. В отвалы складируются золы сухого удаления, гранулированные топливные шлаки раздельного удаления и золошлаковые смеси.

Грунты свалок и полигонов твердых бытовых отходов состоят из бытового мусора, отходов различных промыслов, крупногабаритного мусора, отходов синтетических продуктов, стекла, бумаги, пищевых отходов, текстильных материалов, а также природных минеральных грунтов, использующейся для послойной засыпки складируемого мусора.

Состав отходов в каждом конкретном случае установить сложно, поэтому условно выделяются полигоны, принимающие бытовые отходы, с примесью промышленных отходов с установлено токсичностью, бытовые с примесью радиоактивных отходов.

На полигонах ТБО в аномальных концентрациях находятся различные по генезису вещества, претерпевающие глубокие и длительные биохимические изменения.

Состав поступающих отходов зависит от особенностей хозяйственной деятельности населенных пунктов-поставщиков отходов, от привноса в бытовой мусор отходов предприятий и строительства, от сезона года. При складировании отходы проходят две основные стадии разложения: аэробную и анаэробная.

Собственная влажность воздуха 21-28% и изначально из-за рыхлости сложения содержат много воздуха. Газовая составляющая техногенных грунтов свалок – биогаз – более чем наполовину состоит из метана, углекислого газа и водорода. Остальное – азот, кислород и примеси.

6.1.2 Состав, строение и свойства культурных слоев

Грунты культурного слоя формируются в пределах населенных в результате складирования и накопления в разнообразных пропорциях различных грунтов, технологических, бытовых и строительных отходов, а также их последующего преобразования во времени.

Под современным культурным слоем понимается рыхлый, не слежавшийся материал, иногда содержащий массу неразложившихся органических остатков.

Мощность культурного  слоя может колебаться в широких пределах: от нескольких сантиметров до десятков метров.

Культурный слой имеет своеобразный, весьма неоднородный состав. Минералого-петрографический состав основной минеральной массы чаще всего обусловлен геологическими условиями местности, а состав включений определяется характером хозяйственно-культурной деятельности человека.

В составе некоторых разновидностей культурного слоя присутствует значительное количество органических включений, которые уменьшаются с увеличением возраста культурного слоя. Распределение этих включений в толще культурного слоя может быть рассеянным, гнездовым или линзовым.

6.1.3 Намывные промышленные отходы как грунты

Намывные грунты разного состава и дисперсности формируются из шламов различных производств, из зол гидроудаления тепловой энергетики и при гидравлической укладке отходов обогащения твердых полезных ископаемых в хвостохранилищах.

При складировании золошлаков средствами гидромеханизации на состав формирующегося грунта существенное влияние оказывает технология намыва. Для намытых золошлаков характерна тонкая слоистость – горизонтальная, косая или линзовидная анизотропия по водопроницаемости и другим свойствам. Золы и золошлаки гидроотвалов гидравличеки не активны или теряют свою первоначальную активность в гидроотвалах в результате гидратации, карбонатизации и выщелачивания. Для ускорения водоотдачи и консолидации намытого осадка применяются различные методы воздействия.

Техногенные грунты хвостохранилищ весьма разнообразны и формируются из отходов обогащения различных твердых полезных ископаемых, поэтому их состав и свойства определяются, прежде всего, составом хвостов.

Меньшие объемы техногенных намывных грунтов формируются в шламохранилищах, где складируются очистные шламы.