红泥抽白皮书

罗瑟池塘

修复项目- 泥泵试验 - 发现

文档控制表

客户	里约热内卢·艾尔坎（Rio Tinto Alcan）
项目名称	里约热内卢艾尔坎排除资产修复
文件名	泥泵试验 - 发现
文件号码。	MDE0182RP0038WPR
该文档包括	DCS	TOC	文本	表列表	数字列表	数字附录
该文档包括	1	1	16	0	-	-

修订版	地位	作者	审查	由...批准	原籍办公室	发行日期
D01	草稿	W奥尔斯蒙德	C Masson，R Tapp		西码头	10月22日'11
F01	最后	W奥尔斯蒙德	C Masson	W奥尔斯蒙德	西码头	11月15日

1介绍

Rosser Mt Pond Mt是一个铝土矿残留物（红泥）尾矿大坝，位于牙买加Ewerton镇以北的暗黑破坏神山脉内。

图1.1

“池塘”实际上是一个人制造的大坝，覆盖了约40公顷的区域，沿南侧的岩石填埋场高达53m，形成了蓄水池。它最初于1959年建造，充当尾矿池，从约5公里远的Ewarton植物中取下铝土矿残基（红泥），低约5公里，低300m。红泥被泵送为一种浆液，在池塘中，在池塘中约有20％的固体，直到1991年，当时池塘被夏利蒙特泥浆堆积和干燥设施取代时。在此期间，池塘路堤（称为大坝）的升高高达7倍，最终波峰高度为472m。然而，池塘从未填满其最终设计能力，泥滩水平约为469m，中心区域约4.58亿，留下了凹凹陷，约有140万M³pH升高和一些苛性含量的水。

照片1.1：Rosser池塘从东南角到西北

池塘的修复计划包括去除池塘水，然后再重新放升泥土表面以进行自由排水，以便可以稳定和植入。约500,000 m³为了创建所需的配置文件，需要将泥浆的距离高达1公里。由于表面泥浆的性质非常柔软（剪切强度小于3KPA），其轴承能力小于20kPa，因此，即使是修改的土方设备，也无法使用。此外，泥浆是甲状腺营养性的，在任何振动或剪切负荷下，迅速液化，导致剪切强度和轴承能力的损失显着降低。因此，使用常规的地球设备将需要广泛的“浮动”拖拉道路，并具有高风险，即机械被卡住或整个工厂损失和对人员的风险。因此，决定研究泵送原位红泥的可能性。

进行了泥浆泵送试验，以评估使用该技术进行散装泥的可行性。泵送红泥并不罕见，最初将泥浆泵送到山顶池塘。但是，泥浆通常以30％或更少的固体含量泵送。一旦存入，他们可能需要数年的时间才能重新抛弃和牢固，以允许使用轻型土方和农业工厂。

除了抽水外，该试验还包括填充三个小规模地理管以评估其性能，因为作为重新制作作品的一部分，可能需要这些地理位置。

项目参考：AUM 0894牙买加。HSEQ工作包参考：JWP＃11001

1.1审判目标

泵试验的主要目的是确定是否可以在其鼻孔状态下泵送泥浆，如果不是，则需要多少水以及水含量的变化如何影响泵率。

与此相关的是：

在这些条件下对抽水的困难获得欣赏
了解泵区域周围泥浆的行为。
评估泥浆曾经沉积的表现以及将其沉积到水中时的反应方式。

对于地理管，主要目的是评估管子如何包含抽泥的泥浆以及它们与时间的反应。

2使用的设备

使用4英寸的涡流进行了冰泵试验。由于能够处理可变固体和可靠的操作机制，因此建议使用该泵。泵单元安装了液压驱动器和切割机头。将设备安装在JCB 220挖掘机的动臂上，该挖掘机还提供了液压饲料，以在3,500至4,000 psi（2428MPA）的30-40 gpm范围内为泵供电。切割机头由独立的液压动力单元提供动力，能够在200PSI（13.8MPA）提供所需的30GPM（1.9 l/s）。如果将带有系统14液压系统的30吨挖掘机安装在繁荣时，则可以通过挖掘机提供所有必要的液压功率。但是，当时在牙买加没有该设备。

照片3.1：挖掘机附件中的涡流泵

除了安装在挖掘机上的泵外，还使用了长距离挖掘机（CAT 325）将泥浆向切割机的头部移动，还可以松开泥浆并在额外的水中混合以促进抽水。通过使用3英寸柴油水泵直接从池塘中抽水来添加水。

在抽泥浆之前，泥浆泵将在再循环模式下运行，以使泵启动。在再循环（RE-CIRC）模式时，泵送的材料将被转移到安装在泵向后平行于切割机头的泵上的短放电管上。这种动作将有助于搅动和搅拌泥浆。

照片3.2：猫325长距离（60英尺的繁荣）和JCB220带有涡流泵。

试验的地理管长6m，高1m（填充），由腾腾提供。管子由机织聚酯-GT1000M制成，并具有中央顶部填充点。还提供了一组带有聚合物测试套件的小袋子，但在此场合没有尝试过。

照片3.2：填充之前的地理管

3材料特性

2004年，对MT rosser池塘内的泥土进行了岩土土壤研究。它显示了使用常规筛分分析和最低水平计，主要是粘土粉，大约13％的砂，29％的粘土，29％的粘土和58％的淤泥。Atterberg限制表明该材料是高可塑性粘土的中间。然而，泥浆确实在整个湖泊和垂直方向变化。这主要是由于沉积过程和排放位置的结果。靠近排放位置，Courser材料将首先解决，并且更精细的材料将最远地分散到池塘的另一端。结果如图4.1所示。

图4.1：分级分析（常规土壤力学方法，2004 SI）

今年早些时候，对其他泥浆样品进行了测试，因为很明显，标准的土壤力学测试未提供对该优质材料的准确评估。这在干筛进行的测试中尤其明显，该测试显示了材料良好的沙子（请参阅图4.2的样品5300、5301、5302的结果）。当分散在水中时，即使是用剂，泥浆的“产量伪塑料”的流变学似乎会影响测试之间的变化差异（请参阅图4.2的泥浆泵送试验中PFT4和5的样品PFT4和5的结果）。

额外的测试包括使用激光颗粒分析仪进行分级。结果表明，泥浆主要是淤泥，尽管淤泥％从30％到80％不等，材料更沙质或更高的粘土（最高15％的粘土）。请参阅下面图4.2上以“ L”结尾的样品的结果。

图4.2：使用干筛（5300-2），使用筛分和比重计（PFT）和激光分析（L SuffEX）对干泥进行分级分析。

从泥盆内采取的泥浆进行的水分含量测试，但在池塘水下的水分范围为100％至150％（50％至40％固体）。泵测试位置的泥浆为137％（42％固体）。

剪切强度通常非常低，范围从1KPA到6KPA，随着深度的增加而增加。先前进行的动态探针表明，泥浆“非常柔软”至5m的强度略微增加到9m的深度“软”，之后它们会增加以僵硬。

泥浆的pH值范围为10.3至11.7，（AVE 11.2）。先前的测试表明，表面泥浆具有较低的pH值，尽管一旦穿过地壳，pH就趋于较高。进行试验时，将泥浆达到约25m的深度，因此无法确定pH中的任何分层。

4发现

4.1泥浆

最初，泵送是有问题的，这主要是由于挖掘机的能力不足。这被诊断为液压泵问题，并更换了挖掘机。切割机头（也可以保护摄入量）倾向于用泥浆（照片5.1）盲目，并且也没有提供足够的搅拌来液化泥浆。通过将“搅拌器”（两侧焊接的2个钢环）添加到旋转的切割机头和一个“梳子”（照片5.2）以保持间隙打开后，这部分解决了这一点。

照片5.1：用泥浆蒙蔽的刀头照片5.2：添加梳子的切割机头

泥浆泵送速率从21 l/s到52 l/s（332 - 824gpm），并且清楚地看到泥浆较高的泵速度越高。以不同的排放率和水分含量和通过实验室测试确定的固体百分比采集样品。结果在图5.1中绘制，尽管分散，但确实表明了固体含量对流速的影响。测试位置的泥浆（Insitu）的天然水分含量为137％，即42％的固体。这在图5.1中显示为垂直线。尽管流速较低，但仍达到了接近固体百分比的抽水泥浆。

如前所述，长时间的挖掘机用于放松泥浆。用3英寸的泵从池塘中抽水，然后将较长的覆盖到泥浆中，然后将泥浆混合到中。然后将在再循环模式下使用泥浆泵，以将泥浆进一步将泥浆混合到更加一致的状态。即使使用这种混合和搅动，水也倾向于集中在表面上。这有助于将泵底漆的初始过程，并在表面以下1m至2m处启动较厚的泥浆。但是，发现较深的泥浆往往是块状的，这将大大减少或停止需要将泵提升为更薄的泥浆或必须重新恢复重新CIRC模式或必须完全重新弹药的流动。因此，由于吸入摄入位置不断需要调整以进行足够的排放，但也可以抽出最厚的泥浆，因此泵的排放非常不一致。

照片5.3：Re-Cir /启动模式的泥浆泵照片5.4：排放泥浆（±30L / s，±37％固体）

图5.1：各种固体含量的流速图

泵泥的排放是通过30m的柔性软管，然后60m的4英寸HDPE管，内径约为87mm（3.5英寸）。泥浆被排放到原始的泥滩上，该海滩的梯度约为9％。在沉积时，泥浆缓慢流下梯度。有时流动会停止，泥浆会积聚，然后再次以波动运动流动。因此，自然的安息角度将比这一点少得多 - 可能是5％至6％。

照片5.5：泥浆排出点照片5.6：泥浆被排出

尽管泥浆具有非常低的剪切强度，并且在搅动液化时，挖掘的侧面具有足够的强度，可以在垂直方向上站立约2m。即使在一夜之间，也有限的下滑，在倒塌之前，刀头/搅拌器可能会被约0.5m的银行破坏。

终止抽水时，为了冲洗管道，将薄薄的水泥抽水，直到线被清除为止。然后使用“ T”阀系统连接3”水泵线，然后将其用水冲洗管道。

4.2地理管

三个地理管（1m x 6m）用使用4英寸涡流泵送的红泥填充。填充率约为30至40升/s，尽管很难评估，因为流动和泥浆一致性不可见。

试管1最初充满了更多的流泥泥浆，然后是较厚的泥浆，因为泵操作员对条件有更好的感觉。管子被填充直到牢固。第二管充满了较厚的泥浆，并持续填充，直到管子拉紧为止。这两个试管放在倾斜的海滩上，以形成一个小的“ U”蓄水区，后来将充满抽水泥。尽管准备了该区域，但倾斜地面导致第一管旋转约20度。管子被粘贴，下坡侧回填。为第二管创建了一个更明确的床，相同的旋转问题受到限制。在照片5.7和5.8中显示了两个带有池塘泥的填充管。除了在两个地理管之间的接触处发生了微小的泄漏之外，泥浆的堆积是成功的。

照片5.7：两个地理管形成试验池的外滩照片5.8：抽水后的泥浆是液体