Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Инженерно-геологические особенности намывных грунтов пляжной зоны хвостохранилищ железорудных предприятий

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Инженерно-геологические особенности намывных грунтов пляжной зоны хвостохранилищ железорудных предприятий"

К

л *

ГОССТРОЙ РОССИИ

Провзводствеввый я валяо-вссдвдоватальсмЯ «ястатут по янкевэраыы взяскввмм в сггоитвльствв (ШШИИС)

Не правах рукописи щетнежна Алла Павловна

УДК 624.131

ИНЖШЕЩО-ШЖОГИЧВСКИВ ОСОБЕННОСТИ ШШВНЫХ ГРУНТОВ ШШНОЙ ЗШЫ ХВОСТОХРАНШВД ШЕЗОРУДШ ПРЕДПРИЯТИЙ

(04.00.07 - Шгкеверная геология,мерзлотоведение ■ гиятоввдвввв)

АВТОРЕФЕРАТ :

диссертации на соисйэвиа ученойстепени яавдидата гаодого-. минесадогическях наук

Москва 1993

Работа выполнена я лаборатория устойчивости хвостохранилищ ваучно-вссяедоватеяьского института "ВИОГЕМ" г.Белгорода и а сот-, рантуре МИСИвв хафедреинжеаерво8 теологии.

Научный руководитель - кандидат техввческвх веук,

профессор - И.В.Дудлер

Официальные оппоненте - доктор геолого-шнералогическм вэук,

профессор И.С.Комаров - кандидат геояого-минералопгческвх наук, доцевт Е.Н.Огородникова

Ведущее предприятие - институт по проектированию горнорудных

предприятий центральных райовов М "Центропюрорудв "

Защита состоите* * " ^/(й-Ьч 199 ^ г. в $ часов на заседании специализированного Совете К 033.11.01 в Производственной в научно-исследовательском институте по инженерны взысканиям в строительстве (ПНШС) во адресу: Ю5058, Окгуедой проезд, д. 18, метро "Измайловский парк".

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке (ПШШС) по тому же адресу.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах; подписянано и заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу.

Автсг&Ьегат тззослав у ^(¿КаЪрЯ 1ЭЭ 3 г.

Ученый секгвтагь спешализироваяного Совета, кандидат геолого-мжвералоги-ческвхнаук

О.П.Пэвяево

з

Актуальность работы. С развитием горнодобывающей промышлен-вости в стране непрерывно возрастают количество и объемы хранилищ для складирования отходов обогащения руд. В настоящее время только е системе железорудных предприятий эксплуатируется 48 хранилищ общей емкостью 6 млрд.ы3, а годовой объем укладываемых в них материалов достигает 300 мла.ы3.

Современные горво-обогэтитальнве комбината (ГОК) включают широкий комплекс сооружений. К числу наиболее сложных относятся " " накопители твердых отходов а воды - хвостохранилища," представляющие собой специальный тип напорных гидротехнических сооружений.1

Складируемые в них отходы (хвосты) относятся к специфическим техногенным грунтам, образуемым в результате переработки руд и рудовмещающих пород специальными технояогиями обогащения руды и последующего намыва в хвостохранилище.

• Практически Есе хвостохранилища являются потенциально опасными 'источниками загрязнения окружающей среда (сильно минерализованными, "часто токсичными сточными водами и уовнодисперснвми продук-. тэми пнления), поцтопления прилегающих территорий (фильтрационные потери достигают 1-2 тыс,мэ/чэс), а также активизации или рэзви -тия неблагоприятных геологических процессов (карстово-суффозион-иых, оползневых и др.)". ■ .,'

' Погашение требований к рациональному использованию и охране природной среды выдвинуло задачу обеспечить складирование Еозрас- ; гающизс. отходов- ГОК." путем наращивания существующих хвостокраналиц не достаточно большую высоту - до 125-150 м. При этом особую сложность представляет решение вопроса о возможности использования водонасыщанных намытых хвостов в ¡качестве оси*.;, .кия цгшЗ иврящи-вания. Непосредственным основанием'з^гах дано яеыьтсй грунта упорных призм хвостохранидац в пределах пля^шой зоны. Поэтому исследование ах инаднерно-геологаческнх эсобенэдстей а оценка с тоя-

¡i' .

ния и свойств намытого кассява «гасстаа ямест важное значение и во »тоого» определяют выработку соотввтстеуищих проектных. реаевнй. '

Usa сабога - иэучеаае яаяеверю-геологичвских особевт теЯ техяогеяяо-образовэнннх грунтов пяязшой зов» хвостохранш кехвзоругднк првпдриятий а разработка методист аззгчеяяя яамш пассивов для оцевкя ях в качестве основания даий яарэетвзвяя.

Задача исслгедоваяий: . .

1. Изучать течественянй состав в структур»«« особеяяосп отходов тадагзоруцюго производства для устааовяеяия природе i мяровзввв «х'своЯсте в яамнвных хвостохранилищах.

2. Разработать способа я технические средства для вссяв! ваавя тезсяогетоо-образовянязх грунтов применительно к спешф формирования яавдвяота пассива ХЕОстохрзнилищ.

3« Изучить состоаяяе я свойства намывного массиве пхятж зовы хвостоярэяиявта здя оивики его в качестве основания дажб раиивэвия.

4. Выявить изъявила во времени составе, состояния в cbi намытых хвостов.

5. Составить рэ кон ев дают по прогнозной оценке фиэико-Mi нических свойств аамнвннх хвостов для использования их яри п: оптировании (во примере отходов обогеаеяия разных геиотическ типов месторовдевнЯ).

6. Разработать методику иниевехяо-геологического обслеа ния и оценки состйявав шшжяой зона хвостохрани.тик в njouecc воэведення-экспяуатвцта для обоснования устройства нарэ вания. .

7. Неыатвть направления и пути совегзппстрои>я!!я способ складирования 'отходов обогащения в нпчзшш хвоггтохг"яй-«:';,х

s -

Научная новизна. I. Впервые комплексно исследован минеральный, химический в микробиологический составы, а также структурные особенности грунтов намывных хвостохранилищ железорудных предприятий на примере трех генетических типов разрабатываемых месторождений. 2. Впервые на основе исследований по ряду "руда-отходы на фабрике - хвосты ва пляже - хвосты в прудке" выявлены кзчест -венные изменения их вещественного состава. 3. Предложены новые показатели для комплексной оценка гранулометрических а морфологических особенностей техногенво-образогавных грунтов. 4. Впервые выявлено изыеневие' во времени степени фильтрационной анизотропии намывных грунтов. 5. Разработан новый способ компрессионных ис- . питаний грунтов, защищенный авторским свидетельством. 6. Разработаны новые способы складирования отходов обогащения, защищенные авторскими свидетельствами. 7.0&снована новая схема инженерно-гео- ! логического обеспечения строительства хвостохранилящ, одним из ' основных элементов которой являем ¿я проведение периодического ин- j ненерно-геологического обследования намывных массивов грунтов для '1 оценки их в качестве основания дамб наращивания. •, .... i

Практическая ценность гэботы заключается в разработке: методам инженерно-геологического обследования массива грунтов пляжной ' зоны ХЕОсюхранилищ с целью, оценки их. в качестве основания дамб наращивания; новых Технических средств для изучения намытых хвое- j тов, в том числе малогабаритного зонта утяжеленного типа, парамет-

« г ' . .

рм которого вошли в проект ГОСТа "Грунты. Метод полевого испытания малогабаритными забивными зондами", и компрессионного прибора, по- j звояяющего кроме определения компрессионных характеристик распита- . j вать коэффициент консолидации грунтов по замер , дарового дзвяйивз (A.C. 1320746); новых способов складаро^энал отходов сбогзадвая

(A.C. I73Ü34S)' и неыывв хвостохранадац (A.C. позводдвчгэс ;

*

увеличить емкость хЕостохранзди^, ятшевть янтенсаввость их ">эво- ;

дения и несущуп способность грунтов пязкной зоны, являющихся основанием дэг/б наращивания, 'а также уменьшить фильтрационные потери тексвчных год при фильтрации в борта водопроницаемых пород при хвостохранвлищах оврэжво-балочного типа.

Запигщсые положения:

1. Комплексная характеристика состава и структурных особенностей отходов железорудных предприятий.

2. Особенности состояния и свойств техногенных грунтов в мае сиве пляквой зоны хвостохранилиц по давним натурных исследований.

3. Изменение во времени характеристик намытых хвостов в массиве.

4. Обобщенные значения показателей состава, структуры, состс вия и свойств хвостов плязяой зоны хЕостохрвяилищ применателшо 1 отходам обогащения трех генетических типов месторождений.

5. Методика инкенеряо-геологического обследования пляжных зон хЕОстохрэнилиц в процессе их возведения-эксплуатации для оде« кп возможности использования намытого пассива в качество осповаш дамб наращивания.

Фактический мэтеги8д диссертации представлен результатам лабораторных и яатурных исследований, выполненных в период с 1976 г. по 1993 г. при изысканиях я инченеряо^геояогическон обея довавпи 16 железорудных предприятий, в том числе по трем базовый объектам - хвостохраналищзи Ордконвкядэевского, Ютаого я Корауво ского ГОКов, расположенных в рээанх вн*еи<?ряо-геояоггческих рога онох страны. 4

Работы проводились в гамкях хоздоговорных тон а воучно-яссг довательсквх программ по тематаке юядстерствв отрасли.

АцгоСация теботн. Основные поло?.еняя работа доклады!анась но няучио-технической конференция молодых ученых со проблеюн о«: воеиия месторождений полезных 'вскопясмах, .197.6 г. (г.Белгород);

ва региональной научно-технической конференции КМА "Методе в практика математического моделирования ори разработке месторождений в сложных геолого-гидрогеологичесявх условиях" в 1982 г. (г.Белгород), не Всесоюзном научно-техническом семинаре "Гидрогеологические4 исследования при разведке я освоении месторождений полезных ископаемых в связи с охраной окружающей среда" в 1986г. (г.Белгород), на Всесоюзном семинаре Теоиеханнческие барьеры и охрана геологической среда" в 1989 г. (ВДНХ» г.Москве), на X Конференции изыскателей объединения "Гидропроект* в 1990 г. . (г.Солнечногорск).

Внедрение.Результаты исследований внедревн ва объектах Орджоникидзевского в Коршуновсного ГОКов при инженерно-геологических обследованиях хвостохранилшц, разработке их конструкций а способов возведения, обосновании проектов наращивания, а также при ликвидации аварийных ситуаций. Экономический эффект от ' внедревия разработка на СТОК составил 81,22 тыс.руб. в ценах 1990 г.- . V

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ. Работы выполнены В9 Всероссийском научно-исследовательском институте по осушению месторождений полезных ископаемых, защите ннаа- -верных сооружений от обводнения, специальным горным работам, геомеханике, геофизике/ гидротехнике, геологии и маркшейдерскому

делу (ВИОГЕМ) в рамках отраслевых заказов и хоздоговорных теп, а * . • ,

также, в аспирантуре МИСИ на кафедре инженерной геологии.

- ■

Объём работы. Диссертация состоит .из введендя, 5 глав, выводов а приложения. Работа взлояенэ ва (3$ страницах машинописного.текста, содержит 24 таблица, 36 рвсувков а згрзфаЗ, списоя литература включает 160 ваименозавиЗ-. , .

Автор вар^адат искраанюэ прязиэтельаость научному руководителе работы к.т.п., профессору И.В.Адлеру» .^введувз-зму аяйс тэ-

рией института ЭДОГШ. д.т.я. С.Г.Аксенову, вед.научн.сотр., к.т.н.А1Головишникову за оказание научной и методической помокли и благодарит сотрудников лаборатории устойчивости хвостохранялищ института ВИСИМ, кафедры инженерной геологии ШСЙ, кафедры ин -женерноЗ геологии и охраны геологической среда МГУ, института Микробиологии АН России за помощь при выполнении работа.

Содержание работы Глава I. Анализ современного состояния вопроса Снижение содержания полезного компонента в сырой руде в среднем по отрасли с 44.6 до 33,5 % влечет за собой увеличение объема отходов обогащения, что вызывает необходимость возведения новых хвостохранйлищ или наращивания существующих для их складирования. В условиях хестких ограничения по отводу новых земель актуальное задачей является повышение емкости хвостохранилиц за счет увеличения их высоты. При этом коэффициент наращивания изменяется в широких пределах, достигая значений 100-120 (СеверныЯ ГОК Криворожского бассейна), В связи с этим в настояаее время проектируются и возводятся преимущественно намывные хвостохрзнилища I я П классов. ,

В строении намывных хвостохранилип выделяются первичная и вторичные дамбы для обрезовдния емкости хвостохраваляаэ: упорная призме, вшзчзодзя пляжвуо в промежуточную зоны (проходимого и непроходимого плязд); пруаковуи зову, Хвосты пдятаоЗ зоны слуит как материалом для возваденив вторичных дамб (дамб нарааавания),

ч . • *

так и их вепосрэдственвым основанием, '

Конструкция хвостохгэвилиц, схсын их заполнения, технология

я параметры нзмывэ сущвствеаио влияют аа формирование свойств

грунтов и строение массива упорных призм, я тагет на пояокенае

кряно!! депрессии фильтруют* вод, что, в конечном итоге, созывается по ее устойчивости.

Железорудными предприятиями отрасли разрабатываются 8 генетических типов местороздений: магматические, карбонатитовые, скар-новые, вулканогенные гидротермальные, вулканогенно осадочные, кор выветривания, осадочные (морские и континентальные), метаморфогенные (мотаморфизоваиные).

Генетический тип руд и рудовмещающих пород во многом определяет исходный вещественный состав отходое обогащения и, в определенной мере, влияет на их некоторые структурные особенности и свойства.

Вааяым фактором е формировании состава и структурных особенностей отходов производства является технология обогащения руда. В зависимости от ее вида используются различные технологии, включающие: для железной руда - измельчение, классификация, магнитная сепарация, обесшламланание и фильтрация; для марганцевых руд - про -мывка, дробление, грохочение, классификация, обезвоживание, гравитационная и магнитная сепарация и флотация; при этом применяются .специальные добавки (сырое толовое масло,-эмульсол, дизельное топ-лиео, жидкоа стекло, кальцинированная сода). . ,

Таким образом, состав а сеойстез массива грунтов хвостохранн-яищ определяется широким комплексом факторов: генетическим типом разрабатываемых местороздениЗ; технологией ббогащенад руды; типом, конструкцией, способом возведения и технологией нзмывз сооружеяия. НемалоЕЗЕнуг} роль играют инженерно-геологэтеские условия участка размещения зг-остохрзнилищг, т.к. олх;едеяяют характер взаимодействия ого с геологической средой, э том числе консолидацию нкхнего ярусе (фгжсц-дценирогзнвостн оси пиния) >з ус-: -.т«ос?ь соо^уге-ййй целоч.

Изучение стго-кевай хггог-?д>.;л у и- : ас гнои этаяв носило об-П513 характер для всех отраслей щ: .азлеаяасти (С.В.Добговг чим», И.С.^едоров). В последующем ориентация вв '¿еастачесмЗ водхо* к -изучении грунтов (Р.З.Лзлко, А.А.Каган, В.'/..С ,.-ое« а х:Л, 1 тзв-

ю

ке опыт строительства' хвостохранвлищ привели к разделению исследований по отраслям производства.

Значительный Еклад в изучение физико-механических свойств отходов черной и шзетной металлургии и переработки редкоземельных месторождений гнесли Б.А.Волвии, О.Е.Добровинская, П.Л.Иванов, М.Л.Киселева, И.В.Пиналов, Г.Т.Трунков, И.С.Федоров и др.

В яелезорудной промышленности отходы обогащения были изучены в различных аспектах С.Г.Аксеновым, В.И.Годоеиенякоеым, И.К. Лэвриненко, Е.В.Дычогшшм и др. исследователями.

Анализ этих исследований показал, что величина средневзвешенного диаметра хвостов не отшагает в достаточноЯ мере их гранулометрические особенности. Рэботы ряда авторов {:>.;>. Бородавке, М.Л.Киселева н др.) показали необходимость учета фракционирования намываемых отходое. Была показана возможность технологически го управления этим процессом для обеспечения более высокого качества намыва (Б.А.Волнин, И.В.Пинэлое). Было установлено, что для наиболее полного учета структурных особенностей хгостов оцен ку их плотности необходимо давать по величине показателя относи-тельноЗ плотности Ус) (П.Л.1Ь/?ное, И.В.Дудлер, Л.В.Шульц). Исследования Ю.К.Зарецкого, ;Л.Ю.А5олсва, С.Г.Аксенова, А.М.Гальпр-р*на, Л.3. Горелика свидетельствует о необходимости учета процесса консолидации водонасыценных хвостов при ах постоянной нарэ:~|-ванвн. Важной значение имеет учет ¿альтгэгаонпоЕ анизотропии намытых отходов (В.И.Аравин, В.А.Иелонтьев, В-А-липп/знов). Пра-изучении отлояеипй хгостохрвявлак прйчцялгзяьноо энзчрмв ш/еет современный подход к изученцр наюшшх грунтся- (как техногея-но-переотложвяных, тек а Ескусстгонно-обгэзогэиных) с генетических позиций, оценка ¿-орУяроЕяния и измененкя го гм«нл ах сгоЯс Е мгссиш сооручениЛ (И.В.Дудлер, А.П.А^онкн, Б. А.Зоянлн, А.'ЛГя." перин, Е.*'.Винокуров, В.Й.Голориаявклв, ?.С.Йш>йг»рэ*, П.А.Г.о-1>

валов, С.Я.Куашир, Е.В.Лычвгин, Е.Н.Огородникова, И.В.Пиналов, Ю.М.Сысоев, М.И.Хазанов, А.Н.Юлин в др.).

В нестоящее время вря изучении вэыьеннх грувтов используется широкий комплекс полевах методов, как показал опит ВЙСГШ, специфика возведения-эксплуатации хвостохранилищ требует их дальнейшего развития и совершеяствовэвия.

Анализ многочисленных осложнений и аварий ва.хвостохранилицах Орджойикидзевского, Ново-Криворожского и Полтавского ГОКов, в работе комиссий ва которых принимала участие автор, показал, что наиболее типичными причинами являются несоответствие темпа возведения дамб нзращивэвия скорости консолидации намытых хвостов и неучет состояния и свойств их в массиве сооружения. В известной мере это явилось следствием несовершенной системы ияяенерво-геологического ! обеспечения строительства (в частности недостаточной информативностью традиционного геотехнического контроля при послойном нами- I ве) и отсутствием нормативных документов по контролю и оценке состояния хвостов пяяяной зона, в массиве как асвования дамб наращивания.

Тадим образом, проведённый анализ состояния вопросе выявил . -многофакторность условий формирования свойств отложений плякной зоны намывных хвостохранилищ; показал необходимость генетического подхода к вх изучению, совершенствованию методики и методов изучения хвостов как основания дамб наращивания, а также обобщения ре- ) •зуль'тэТов иссле'дованай и опыта строительства хвостохраниязд железо- , рудных предприятий, Отмеченные'полоадйия определили праведеЕжые выше цель и задачи диссертационной работы.

Глава 2. Характеристика изучевных объектов и методака

ясследовяяия

Для выбора объектов исследоЕянаЗ автором Сила выполнена сао-•тематизйцая данных по 16 хвостохгэнллидам отрасли а провале' » их

типизация по природным и техногенным факторам.

• Было установлено, что наиболее крупные хвостохрвашша (I. и П классов) расположены в пяти инженерно-геологических регионах первого порядка (в пределах территории бывшего Союза), в тем числе на Русской и Сибирской платформах; складируют преимущественно отходы переработки месторождений осадочно-кентияеиташаого в ме-таморфизованного типа (наряду с гидротермальным, магматическим и скарвовым); многие из них отвосятся к пойменному, балочному и ов-ражно-балочному типам и возводятся по схемам вашва по периметру и от дамб (плотин). '

С учетом этих данных для.базовых исследований были габраны хвостохранилвщз трех горно-обогатительных комбинатов: Орд?.оникид-зевского - "Кривые Луки" ((ТОК), Хкного - "Войково" (СТОК) и Кор-щуновского (КГОК).

В хвостохранилище (ГОК складируют отходы переработки марган-цэеых руд, разрабатываемых в месторождении осадочно-контнненталь-ного типа, с использованием флотационной технологии обогакения. Это соорукевие II класса, пойменного типа, заполняемое по периметру; проектная высота с учетом взрывания 22 м, плоцздь 2.9 км' интенсивность намыва 0,5-1,0 м/год; располотсено на Русской платформе. Основанием служат осадочные яеечаио-глиниетыо породы палеоген-четвертичного возрасте, подстилаемые короЯ выветривания а гранита?«', протерозоя.

В хвоогохраяалаае ШК склэдарурт отходы переработки могне-титовоЯ и гемататовой"руды. из месторождения ыегамор^гзовзнного типа с использованием технологии обогааеная магнитной сепарадаеЯ. Хвостохранглисв I класса, балочного типа, заполняемое по периметру; еысотэ плотины 57 м; расположено яа ТусскоЯ плот^гмо. Основа кием слулат сесчано-гявнлстае породы с прослоями-известнякэв неогенового еоэрсстэ.

/Э

В хвостохранилвде КГОК складируют отхода переработки магне-татовоЗ руда аз месторождения гидротермального типа с использованием технологии обогащения - магнитной сепарации. Хвостохранвлище I класса, оврзкво-балочного типа, высота плотины 122 м; располо-аеио на Сибирской платформе. Основанием служат четвертичные суг- • яаики с включением щебня, ордовикские песчаники, трещиноватые известняка с прослоями эрпйгитов и алевролитов; эти отложения подстилаются кембрийскими отложениями большой мощности.

В соответствия с указанными целью и задачам диссертационной работы исследования проводились по двум направлениям: I - ■ изучение состава, структурных особенностей и свойств хвостов в лабораторных условиях; 2 - изучение состояния а свойств массива намывных грунтов плякноЗ зоны хвостохранилищз в натурных усло-ваязс.

- Первое направление включало изучение минерального, химического я микробаологического составов, гранулометрических и морфо-лргаческих особенностей хростов, в том-числе по ряду "руда -хвосты на фабрике .- хвосты на пляже хеосты в прудке". Исследования осуществлялись термогравиметричесюш методом на установках ДРШ-2М в УРС с медным катодом, под бинокулярной лупой МБС-1" и под микроскопом ПОЛАМ Р-113 з иммерсионных жидкостях, на рентгв-нофлюорасцентном сканирующем спектрометре УЙЛ -30, с помощью растрового электронного микроскопа "Хитами" ¿-800 и спектрального комплекса- РЭМ-МвкроЭВМ "Искрз-226". Дополнительно определялись значения предельных плотвостеЗ хвостов (по ©акциям я образцам грунта, в целом), показатели влагоемкое?:; и цругие характеристики.

Исследования выполнены в • МГУ, НЕШ1, Е'ЛСГЗИ, ШШОД. институте .'Микробиологии АН по действу вша» Гостам а спецаальгши

х • « ' .

методикам, разработанным в эти* организациях. Было изучено 68 проб на вещественный состав хвостов, 597 проб ее морфологи-г ческие и микроструктурные исследования, 255 проб на гранулометрический состав « свыше 220определениЗ предельных плотностей хвостов. ' ,

Исследования по второму направление осуществлялись путем изучения хвостов намывных массивов в пределах пляжной зови комплексом полевых методов, включаюоим: проходку щурфов с отбором проб веварушенаой структура режущим цилиндром; отбор образцов водонвсыценных грунтов с помощью груятоаоса конструкции ВИОГЕЛ; определение коэффициента фильтрации хвостов прибором КЗ-00 перпендикулярно и параллельно их слоистости; динамическое зондирование малогабаритным зондом конструкции ШГЕ,! диаметр основания конуса..35,6 см, Р »10 см2, угол при вершине 60е, диаметр штанги 22 мм, масса молота 5 кг, высота падения 40 см); вращательный срез - стандартной крыльчвткой СК-8; прессиометрическае испытания прессиометром конструкции ВИОГВ.!, позволяющим изучать анизотропию деформационных свойств под контролем замере порового давленая (а.с. 865424). (

Работа проводилась по всему периметру и ширине намытых пляжей. Так было отобрано 1434.образца грунта ненарушенной структуры, выполнено 325 определений коэффициента фильтрации, 173 испытания динамическим зондированием нр глубину до 10 м, 50 испытаний хвостов вращательным -срезом х 35 пресснометрическах испытаний ва глубинах до 4 м.

В лабораторных исследовенаях при определении фвэако-ыохени-ческих свойств хростов использовались стандартные сдвиговые приборы, а тэкхе специально разработанный способ в прибор компрессионных испытаний, поаволяхшЗ кроме определений коиягессионнчх хзректерветгк рпосчитывять ксу^паиент консолгдэцви грунтов по

Л» ■

результатам замеров порового давления (а.с. 1320746).

Полученные даявье обрабатывались статистически. Были выполнены также расчеты устойчивости дамб наращивания и параметров фильтрация с использованием компьютерных программ, разработанных ВИОГЕЛ. '

Глава 3. Результаты исследований состава в структурных особенностей намывных грунтов хвостохранилищ Различия генетических типов месторождений предопределили различая вещественного состава намытых отходов обогащения руд. Так, в минеральном составе хвостов хвостохравилища СТОК преобладают кварц, пиралюэит, псиломелан, отмечено повышенное содержание гидрослюда и доломита; в хвостохравалище КГОК в заметных количествах присутствует впидот, доломит, сланцы и обломки скарни-рованной порода, тогда как в'хЕостохранилшце ¡ТОК преобладают обломки железистых кварцитов, с подчиненным значением кварца, доломита, сланцев. Указанный минеральный.состав обусловил несколь. ко различные, но достаточно высокие значения плотности минеральных частиц хвостов СТОК, ШЖ.и КГОК: в среднем 2,96; 3,11 и 1 . 3.13 т/м3, соответственно. - - •

Результаты химического анализа отражают, в основном, отмеченный выше минеральный состав грунтов. Вместе с тем они выявили относительно высокое содержание стронция, что объясняется ц:исут-бтвиеы минерала целистина (сопутствующий); хвостохраналище.ШЗК отмечено высокое-содержание гигроскопической влаги (10,2 $), органики (0,08 %) и большие потери при прокаливании (23,05 %). Впервые выполненные исследования по ряду "ру;.: - хвосты на фабрике - хвосты на пляке - хвосты в прудке" позволили выявить динамику изменения вещественного состава и показали не только количественные, но и качественные его аэмевеншз. Цриадипмяьаое ""зче-вае имеет обнаружение в хвостах лгудковоЗ зоны хвостохравгшф

да

СТОК (спустя 5-6 лет после намыва) минерала цеолита. В грунтах пляжной зона обнаружены органические пленка между частвдаии, появившиеся, очевидно, в результате флотяцаоэяого обогащения руда с добавкой органических компонентов.

Указанные факты, в сочетании со спеет £зчесгга тершнлззвост-ным режимом хностохранилища, позволила предаожогигть, что на дзя-вом объекте имеются благоприягвве преняосияки для развития микробиологических процессов, которяе могут способствовать ороявле-нию плывунных свойств хвостов- косевяявм! признаками этого служили локальные провэлн зонда а яеформзяда дамба. Ввяоииеяные микробиологические иссяедовзаия подтвердила дааяое предположение. Было установлено, что е грамме пул«» образцов содержится несколько наяяаовэв нестроен* корвяеподобнах бактерий, которые при благсвриятавх условиях могут быстро развиваться и ускорять разрушения иинерааов путем перевода кремная и маргвнса в растворимое состояние, что в свое очередь может привести к снижена» сопротивления сдвиг? а образованию плывунов.

Йослеяэвэйав гранулометрического соствва показала, что • грунта паятаоЗ зоны изученных хвостсхраналнщ изменяются по дисперсности от крупных до мелких. Пря этом во всех хвостах в предала: грзотпянх кривых гранулометрического состава отмечены вес-га сгенгяе! крупности. . • -

Еая&оиае крупными являются хвосты КГОК ( С=0,95 мм); огягшезев хаостохранилащ СТОК и КГОК близка по этому показателю Ш.2 « 0,3 мм, соответственно). По степени неоднородности грану-яошвтретеского состава грунты пляжной зовы изученных хвостохрэ-гагагщ «таосятся к неоднородным, примем.значения показателей С,= * - /и» весьма близка (изменяются ог

4шеж 29 4.2Б ш от в.,24 до 10,84, соответственно). Вместе с тем

была обращено внимание на существенные различия в содержании иылевато-глинистых фракций на всех хвостохранилищах. Так на СГОК, КГОК и КГОК содержание тонких фракций составило 2,73; 30,26 и 22,93 % соответственно. В связи с этим, в целях более полного выявления соответствующих различий хвостов, по рекомендации МИСЙ был предложен обобщенный показатель для характеристика ах гранулометрических особенностей - ц , равный произведению в коэффициента сбега Кс (по соотношению содержания песчаной в пылевато-глинистой фракций):

ч = &' кс = ф* ■

"I» Р<.0.04

Для изученных объектов были получены следующие данные: ЮГОК Ц -18; КГОК ^ =80; ОГОК ^ =323. Этн данные, с одной стороны, выявляют существенные различия структурных особенностей хвостов указанных объектов и, с другой, отражают влияние специфика рудовмэ-щающах пород (генетических типов месторождений), оказавшихся на

различной подверженности их дроблению и выходе тонких фракций.

• ■

Морфологические исследования (визуальные, морфометркческие а морфоскопическив) показали, что все хвосты относятся к необработанным (ЮГОК и КГОК) и весьма необработанным (ОГОК) о несферичными частицами и характеризуются разной округленностью (углова-,тые - ЮГОК; слабоокагзнные - ОГСК; окатанные - КГСК) и разной . степенью шероховатости. О степени отмечевных морфологических различий можно судить по обобщенному показателю /] , предложен ному А.Д.Потаповым (ОГОК /| =0,177; ШЖ & =0,2):?; КГОК /) =0,2Г7).

Бакно отметить, что указанные морфологические особенности четко прослеживаются н в фракциях'одинаковой крупности. Так, например, для. частиц преобладающих фракций 0,4-0,2 к* в 0,2-3,1 ей» получены сдедукцио значения обобщенного ваааэатеяя А С X -

-0,177/0,173; ШЖ - 0,176%, 179; КГСК - 0,233/0,195.

К существенны?- особенностям хвостов СТОК следует отвести агрегированное« мелких р тонких частиц, вх прияоверхноствув пористость, наличие яэ поверхности тонкодисперсанх частиц ("примазок"), присутствие органических пленок. Снимки на РЭМ показали та юге, чтс в этих хвостах меаду частицами формируйся структурные связи цементационного типа, которые, а сочетания с повышенной морфологической необработанностью, способствуют ртиоЗ укладке этих грунтов.

Для комплексной оценка гранулометрических и морфологических особенностей изученных техногенных грунтов был предложен обобщенный показатель § -Ц Л , Его численные значения подтвердила отмеченные структурные различия хвостов пляжевой зоны по изученным объектам: ЮГОК - § =3,6; КГОК - ^ =17,4; СТОК -§ =57,2.

Таким оорззом, рассмотренные различая изученных грунтов по ведественвсыу составу и структурным особенностям предопределяют различия в формировании их свойств в массивах хвостохранз-жещ я, в частности,/определяют необходимость перехода к оценке кочествз взмыва по критерию, индекса относительной плотности

, учитывающего потенциальные возможности отходов переработки различных генетических- типов местороздениЗ и формированию плотности а фаэвко-ыёханичесхих свойств иг .та тых грунтов, исхода аз свойственного аы диапззонэ изменения плотности сухого грунта от предельно-рыхлого до предельно-плотного сложим»

Глава 4. Результате исследований состояния я свойств касезва грунтов -пля-щоЯ* зоны хвостохрэнл.тап

При оценке состояния а свойств хвостов песчпной угэме.гнос тя, сязггвгях пхя?ную зону хвостохрэнили«, прапрнтетноо зкзче-няе'жив«? рясчлеиевае «гинвного >/зс2::р" аэ слотялстй слэ^сизя

я

и оценка его несувдей способности. .

В связи с неяреряяшм процессом возведен ия-экспяу8тягми хвостохрвнияищ грунта пяяяяоЯ зоны постоянно находятся в водо-васшчеаяом состоянии при близком залегании уровня вод» - на глубине 0,3-0,5 м. Поэтому проходка ягурфов я отбор сЗрээцов ненарушенной структура с бояьзих глубин крайне затруднительно. Специфика рассматриваемых отложений исключает возможность использования тяжелых зон даров очных в пеяетрааиояякх установок (типа УБП, С-979, СЖ). По той же причине затруднительно задов- . ливавие труб для радиометрических исследований. Яе всегда оказывается возмояным использованием геофизических методов. Поэтому автор ориентировался аа изучение плотности хвостов заиболее доступным методом дяяамаческого зондирования с использованием специзяьяо разработанной конструкции мзяогзбаритяого забавного зонда, параметре которого указаны «до. . .

Учитывая различая в веяествениом составе и структурных особенностях хвостов, а также принимая во'пттгвв опыт использования динамического зондарования, было праэяаяо веобходишм расчленять яомывной пассы во хратервс индекса относительной плотности. .

Действ ктеяьяо, вследствие существенных различия зясчеотЛ плотности хвостов в предельно рыхлом в предельно плотном ск<У'£~ ниях, одинаковом значениям плотности сухого грунта в маседаэ хюстохраяаяящ, склздяруюзх отход» переработка разных гея«?»-ческзх типов месторождений, отвечают разные степени их «ткзса-тельной плотности (рас. I). Об этом свидетельствуют рзквди г.орге.тяцаоязые параметры 38васамостеЗ ^ = $ Ы ). язкпя«-ных т рис. 2'. для СГСК ¿у »1,Й*0,005к1 ; ЕГОХ & =1..ЯмЛ,:

кгс:: ф=1,52«0,00г>/. (»»Я'вдиентм когрслч!П•• гея»

0,304 в 0,923, соответственно).

« а 1.1 Рас, I. График зависимости С; 2-х

30

Рис. 2. Грзфих^ззвисимоста

I—хвосты аГ0кГ2-хвос& СТОК; 1-хвосты ОГСК; 2-хвоств ИГОК; 3-хвоств КГСК. . З-хвосты КГСК.

Зависимости вида Ус/ = /(а/) , приведенные на рис. 3, заметно .сближают тарировочные графики, сохраняя, однако, отмечен-вые различия хвостов, которые в большей мере проявляются при увеличении их. плотности. Использование предложенного А.Н.Юдиным показателя оросительной уплотненности М для данвых техно- ' генно-образованных грунтов не позволило, £ отличие от природных песков, установить о<%ю функциональную зависимость вида = = / (А/),-по-видимому, из-за существенного отличия состава и . структуры хвостов-(рис. 4)» * .

■ш

0.1 е.г

Г Лат ? • й

3

« - «2

ю

го

30 У,'3/Эм

Рнс. 3. Гре'фих зависимости Рис. 4. График зависимости

1-хвосты'ОГОл: 2-хгосты СТОК; 1-хвосты ОШС: 2-хвосты ОГ(Ж; 3- хвосты КПЖ. 3- хвосты КГСК.

Шехот яз приведениях цените расчленение язмнвяога массива вжяяяой зоны проводилось по показателю относительной вяог-аоста ЗУ . При этом выделялись слои очень рихяого сложения <0Р), рыхлые (Р), средней плотности (СП), плотные (П) а очень плотные (ОП). Отвечающие им эяачеяая плотности сухого грунте по изученным объектам приведена в тебя, I.

Таблица I

Граничные значения характеристик для хвостов изученных объектов

О Плотность, т/м3

Л (

Значения Л л/.тд/яи пга Ц

" Частиц! предел предел * ( ! ¡УХЛО-1 плотя. в 1 {га | 0.2 0.33 | 1 0.67 0,80 1,00

ОГСК 2.96 1 1.11 1,39 Ый 1Л2. .ш Ы2 ^.33

1 I В 14 32 40 54

СТОК 3,11 I 1.46 < 1.66 ьш 1*52. Ш ш

1 8 ■ К 24 30 40

| 1.53 1,85 ш Ш 1x22 Ы1 1.85

кгш| 3,13 8 13 . 32 41

' Выполяогшыо исследования показала, что грунты плятло.1 зо-яы хвостахранллящэ ОГС1С. до глубины 4-5 м характеризуются, в основном, рыхлый слотеяиом; ЕГСК - обладают сро.-лей плотностью,, за асклотеяаем рыхлых прослоев г рыхлсЯ верхней 0,2-0,5 и зоны; КГОК - в основном облэцапт среднеЯ плотностью в плотны« сяото-зясм (рас. 5 э,б,в).

а) ОГСК; б) ЮГОК; в) КГОК

По результатам- исследований хвостов различной плотности сложения установлена зависимости изменения их дефарыэтиввых характеристик от нагрузки: Прочностные характеристики от плот- ' ности слокения существенно изменяются.только в отлоадниях . хвостохрзнадивд СТОК. ; . *

. Результаты испытаний грунтов прессиометрией и вращательным срезом,а также данные лабораторных исследований выяеили различая в деформационных и прочностных свойствах отложений плякяоЗ зоны хвостохранилиц. Установлено, что в зависимости от относительной плотности их слокения значения модуля деформации изменяются от 2,5 до 12,5 Ша; угла внутреннего трения - от -8 до 37 градусов; сцепления - от О до 0,03 УПа. Показатель структурииЛ прочности грунтов, определенный по данным врада-техьного среза, изменяется от 1,3 до 10-15.

„ • ' ■ гл

На основании проведанных исследований бнжи установлены также корреляционные ээвисииоста между показателями физико-механических сеоЗств хвостов и показателями их структурных особенностей, относительной плотностью я сопротивлением динамическому зондирование.

Обоснованность я достоверность полученных давних подтвер-ждева сравнением расчетных величин осадок и устойчивости намывного массива, как основания дамб ввгащивания, с результата™ замера осадок по реперам и данными контрольного бурения. Расчеты устойчивости намывного массива хвостохравалища ОГОКз при возведении не яем дэгбы наращивания показала, что при условия однородности массива (т.е. массив представляет собой един внженерно-геологическяа элемент с характерястаками, определенными по материалам изысханай}, устойчивость его обеспечена при либоЗ скорости отсыпка дамбы взращивания С <ft»7l). При этом коэффициент запаса устойчивости дагбы составляет ^<=1,54. При обследовании намывного массива по предлагаемой методик» и расчленение его нэ слои рдовой плотности сложения бало выявлено, что устойчивость намывного массива на отдельных участка** обеспечивается .только при медленной отсыпке дамбы иэрящивзяия (Кбез*1,а Кэ-1,28). ¡езуяьтаты расчетов поляоетьо подтвердились при строительстве дэмбы взращивания высотой 7 и , В связи с этим был задан допустимый темп возведения дамбм из суглинка ва этих участках, соответствующий повнаев» прочности хвостов рыхлого сго?.еняя пря уплотяевиа его дзеяеваеи насыпа с опореха-гсей отсыпкой с л ол со стороны верхового откоса. В дсльнеЯзем пря эксплуатации хвостохр-знали^ рекомеидоваяо веста иямыв хвостов от дгмб с целью првгруэка освования, 1

Однги яз тпзглрлевяЛ выполненных ясслеллмиаЯ явилось изучение ¿лльгрзшкшоЯ анизотропии хвостов, прзеуедЯ всем не««-

:: ■ :'■ ?

24 '

ним грушам. Она непосредственно влаяет на формирование вх влотвоств и физико-мехавических свойств, положение и дишнгвку • изменения депрессиовной кривой, фильтрацию через тело дамб и плотив, потеря на фильтрацию через борта и лоне хвостохрзвияи-щз. Недоучет фильтрационной анизотропии может приводить к ошибкам в расчетах фильтрационных потоков и устойчивости откосов вэмыеных сооружений.

Действующими нормативными документами предписывается определять усредненное значение коэффициента фильтрации грунтов хвостохрзнилищ Кр =\JKi-Kn. ».где Kt. ii К* -коэффициенты фильтрации вдоль и перпендикулярно слоистости. При этом принимается, что величина коэффициента фильтрационной анизотропии Kl/Un есть величина постоянная.

Исследования, проведенные на хвостохравилищах КГОК и GTCK, впервые в строительной практике выявили снижение степени фильтрационной анизотропии во времени. Так, средние значения для . хвостов КГОК уменьшилась с 18,5 в первые дни после намыва до.. 5 через один месяца до 3 через год после окончания намыв8, т.е. в 6 саз по сравнению с исходным звачением. Для хвостов ОГОК величина уменьшилась с 5,3 в перЕне дна после намыва. до 3,2 через месяц и 2,5 через 3 месяца, т.е. в 2 раза за этот период. ,' • ■ :

Анализ полученных материалов показал, что основной причиной снижения во времени величины $ явилось развитие су$фозиов-ных процессов, которые приводят не только к выносу мелких частиц, но и к отмыву тонкодисперсных плевок, образующихся вследствии низкой интенсивности намыва и периодических перерывов е подаче гидросмеси. Развитию этих процессов способствует высокая пористость хвостов (47-48 ;') и их высокая гранулоыетрачес-кля неоднородность. В результате этих процессов вырэЕИИЕЗются

й£

значения Щ параллельно е ггерпеяяявуяярйо сяоястастя, главным образом за счет возрастания значений Кф в няпрагяезаа перпендикулярном слоистости. .

Повнпеннэя фильтрационная анизотропия массива в пергао месяцы явилась причивой более высокого положения депрессионной кривой и повышенного фильтрационного расхода через тело сооружения, яа которые не были расчитанн заложенные дренажные системы. В ряде случаев это вызвало осложнения в хоДе эксплуатации хвостохраналищ.

Такил образом, проведенные исследования позволили охарактеризовать состояние и свойстве грунтов плягдой зоны в массиве; -1 оценить ах различия в хвостохранилилах, склпдаруюлвх отходи переработки месторо-кдевий разных генетических типов, а такяе проследить изменения ах во времени.

Глава 5. Рекомендации по методике вняеяерио- геологического обследования а оценке состояния в свойств пляглоЗ зоны хвостохрян::ляг;з

Рассмотренные а предыдудах разделах материэлы исследований свидетельствуют о необходимости совпрпенстЕОЕзнзя подхода к ин-женорио-гео'логическому обосноваиап проектов яаингяах хвостохрз-нглаз, контроап за качеством их возведения а оценки состояния массавз ядажяоЯ зон» в качестве оснований дтмб ялрлгавзная;-.

Традядзонная схекэ лихоперяо-геилогячосклх работ вклечяет взыскания аяя обосновзпкя проекта первой оч$редя хгзстохрляаяя-са; геотехвзчеекзя т1троль за соблЕзеаяеу технологии н-з:;авэ а соответствия дйсгггзеедх характерт-ст^а каждого 0,5-1,5 у слоя хвостов' требована?.« прсегггз;'эпизодическое оЗслодог.-шае локяль-яых зон гворяых призм а 'дамб в звзргйных ситуациях,. а тлк .о до-пояягтег.ьнао ¿зысге^гя для обосяовязия нзрэ-. "!К!Я соэру -пн:!л.

Такая схема ве позволяет достоверно одевать состоявие массива грунтов по ярусам возводимого сооружения, практически' 'исключает оценку его в качестве основания дамб в процессе ; эксплуатации, существенно затрудняет проведение дополнительных изыскания массива намытых грунтов в естественного основания при необходимости обоснования проекта наращиЕавия сооружения поскольку возрастает мощность зоны взаимодействия его с геологической средой и крайне затруднено выполнение разведочных работ с поверхности намытого массива.

На основании опыта строительства хвостохранияища отрасли и результатов проведенных исследований рекомендуется реализовать следующую схему инженерно-геологического обеспечения строительства, включающую три основных этапа.

Первый этап - проведение изысканий с перспективой на обоснование проектных решений ие только по первой очереди хвюстохранилища, во и для его последующего наращивания.

Второй этап - проведение систематического йнженерно-гео-/ логического контроля за качеством намыва, в том числе с формированием банка данных о характеристиках грунтов по'слоям и ярусам возводимого сооружения и организацией наблюдений за дин микой изменения сойтояния и свойств намытых хвостов. .

Третий этап - проведение периодического'инженерно-геологического обследования каздого 5-6 м яруса хвостохравилища с целью оценки состояния и свойств грунтов в массиве сооружения, проверки прогнозов изменения их во времени, обоснования проектов наращивания хвостохраннлищ, а так?.е ты обеспечения принципа активного проектирования при корректировке проектных решений в процессе возведения-эксплуатации сооружения.

При'роле или всех указанных вопросов ва:дюе значение имееч изучение и оценка характеристик состава и структурных особен-

постей отходов обогащения. При рпботзх -для предпроектной документации целесообразно использовать аналоговые данные. С этой цельп • могут использоваться материалы выполненных исследований по хгосто-хрзняжщам изученных генетических типов месторождений. Сводные данные характеристик грунтов пляжной зоны по этим объектом приведены в табл. 2.

При проведения натурных исследований в ходе периодического инженерно-геологического обследования рекомендуется применять следующий комплекс полевых методов: даяомн'оеское зоздирОЕаяае, зргщателыгаЯ срез, пгессвометрм, фильтрационные исследования я отбор образцов для лабораторных исследований.

Основными задачами динамического зондирования следует считать: расчленение намытого массива на слоя по степени относительной плот-ностз сложения; получение качественной пространственной кяртшш однородности намытого массива; установление мест расположения площадок для детального изучения .фязако-механических свойств отлоад-иий хвостохрзнилто; установление завлсгмостей для оценка фазвко-ыехзняческаж свойств отгоаднаЯ хгостохрлпвлад по данным зсядярова-вая в сочетании с другими полевыми детодвип. Зоядяровочные зспыто-ыкд следует проводить утяхвяениыу зон дои. Результатом этого гида, робот должно явиться расчленение'Нвмыепого етссавя яз слоя разной плотноста слоздп8я.

Основными зэдлчяиа испытаний хеэстоэ грогателышм срезом следует считать: определение сопротивления сдвигу. хвостов; определен::. показателя прсчаостп структурных связей «остов. Исследования следует яjoboгать стаидяртпоЗ кризъчаткоЯ' стандартней методике па опытной пго:.?дг.э, габ;яппзй ял результатам зопдзровппгя. Ггзуль-тегзма этега «аа« робот дэлтяа лвяться: ггсатверадеяге згагазьяоета разбавка «э?савз яо слоя разной плотяоета сдохввзя; подучите д.т-аых по сэпрогг.в.*спяо грунта с»згу; получена^ прочностных х^рарт«-

Таблица 2

Средние значения характеристик намывных массивов отходов обогащения

Показатели Тип месторождения

осадочно-континентальный метаморйи-; эованннй гидротермальный

Плотность минеральной части, , т/кг ,2,96 З.И 3,13

Плотность сухого грунта, Жт/м3для грунтов с . относительной плотность« рыхло Ш 0,33 ¿1,19 ¿1,62 £ 1,62

СредноА плотности 0,33^0,67 1,19-1,23 1,52-1,58 1,62-1,73

Плотно? •2/? 0,67 71,20 >1,58 1,73

Модуль' осадки £о,з , т/и 35/гО.ЗЗ 63,3 62,6 . 39,9

0,33^7^0,67 53,4 45,2 35,8 ■

0,67 27,6 27,0. 23,6

Модуль деформации Е0>2, Ша V*- о.зз . 3,5 3,9 5,9

0,334 ¡£/40,67 4,4 5,0 6,6

8,2 8,7 9,8

Угол внутреннего трения, у градус ^ 0,33 12-18 28-34 26-33

0,33^7^0,67 19-26 32-35 30-35

ЗУ? 0,67 27-35 33-37 32-36

Сцепление, С, Ша ЛД-0,33. 0,010 0,002 0,001

0,334 Я/4 0,67 0,012 0,006 0,002

3/7-0,67 0,016 0,006 0,005

ристик грунтов. •

Основными задачами испытания грунтов прессиометром следует считать определения Ееличияы модуля деформации с учетом физической анизотропии грунта. Исследования следует проводить в центра газдого выделенного слоя. Причем выделенный слой должен быть мощностью не менее 0,7 м. Испытания следует проводить прессиометром П-70М'задавливэвщим устройством под контролем порового.давления. Результатам этого вида работ долило явиться получение значений модуля деформации.

Основными задачами фильтрационных исследований следует считать определение коэффициента фальтрвцаа параллельно и перпендикулярно слоистости намыва в хвостах, яамнтых в'разное время. Данные исследования следует проводить прибором КФ-ОЭ ила трубкой "Спецгео" . на пляадх, окончание намыва которых относится к разному времени. Результатам работ должны быть: получение -данных о коэффяционте фильтрации параллельно и перпендикулярно слоистости; устаяовлоние ' зависимостей изменения коэффициента фнльтрэцпдвпоВ анизотропии во времени. - . 1

Основные задачами отбора проб образцов следует считать: определение плотности - влэтаоста грунтов иензруаонноЗ структура; * определение предельных плотиостей в лабораторных условиях;

пга необходимости, определение 'фязако-мехапическях свойств грунтов 6 лабораторных условгях. Отбор проб следует проводить ретущам цилиндром аа различной глубане. На опытной площадке от<5о| проб оеущэст- . влять аз на наксамально возвозаой глубине. Рэзультотамз ра-

бот долота быть: пояучевао данных предельных плотностей груч?;?; определение пяотяоста-алажяоста грунта в естествояаом соетоачяп; ■ получение корреяяпзопных зависимостей мегду плотаостьо сухого г^п-та а часяоа уда рот. в залоге пра дз^амячоскоу .тдаровзявз; опрадэ-яонго '^эгчс-склх свойств' хвостов выделенных слоев по результату:

жабо$вторых испытаний; статистическая обработка данных и получение фиэико-механаческвх характеристик хеостое выделенных слоев,

; В заключении следует отметить, что данные инженерао-геоло-гического обследования позволяют в ряд« случаев обосновать он-типизацию схем складирования и намыве хвостохренилиц. Такие схемы была разработаны в реализованы при участии автора на объекте* ■ ШЖ и КГОК.

Обследование намывного массива хвостохравияит "Вой нов о" СТОК позволило предложить "Способ складирования отходов обогащения" (в.с. Г7р04б], сущность которого заключается в поярусном наращиваний ограждающей дамбы путем последовательного создания секций по всему периметру, заполненных воярусно без реконструкции водосброса для осветленной воды. Создание разделительных дамб из скзлььой породы ускоряет процесс консолидации отложений в секциях, поскольку .рос? поверхности хвостов в них значительно опоре-*ает рост уровня воды s прудке, и, следовательно, повышает плотность укладки хвостов, при этом увеличивается а вместимость хвое-' тохранилища. '' .

НамываоЯ массив хвостохранилищв KfCfK состоит,'в основном; из хвостов средней плотности сложения и плотных, однако, заполве-• вие хвостохраниливд от-плотины при большой его длине и строений ' бортов, слокенных трещиноватыми известняками, песчаниками с прослоями аргиллитов в алевролитов, имеющими многочисленные карстовые полости создают значительные затруднения в накоплении воды - в пруде-отстойнике и предотвращении фильтрационных потерь, за- ' грязнящих подземные воды. Обследование намывного массиве позволило предложить "Способ намыва хвостохранилища" (b.c. 1573079), сущность которого заключается в посекционном заполнении, причем ааяоянеаие яачаввют с самой дальнее от водозабора секции. Секции заполняют в виде двух смежных карт путем возведения отсечной а

э/

разделительной дамб из хвостов и заполнении ах на полную высоту с последующей рекультивацией. Это позволяет ускорить процесс консолидации хвостов, выполнить экранирование бортов Мелкие хвостами, это снижает фильтрационные потери, и отказаться от реконструкции водозабора.

ВЫВОДЫ

1. Формирование состава, структуры и свойств техногенно-об-, рззованнвх грунтов хвостохранилища определяется комплексом пря-родинх и техногенных факторов. В условиях близких технологий обо^

гашения руд и возведения сооружений указанные особенности хвостов

■ *

во многом зависят от генетических типов разрабатываемых месторождений.

2. Использование отло?.ениЗ пляжных эон в качестве оснований дамб взращивания требует опенка состояния и свойств ях в массиве. С этой целы) необходимо предусматривать проведение натурных исследования по рекомендуемой методике инженерно-геологического обследования намытых ярусов в процессе возведения-эксплуатации хвос-тохрзналац. .

3. Яри проектировании хвостохраввлис; следует прогнозировать а учитывать- качественные а количественные изменения во времени состава, состояния а свойств иэкыгнвх отложениЗ, в том часяо уыоньаолио стопопз ах »[адьтрацяонноЗ апааотропин.

.4. На раннах стациях проэггпровапзя в качестве-аналоговых материалов могут быть рекомендована обобщенные данные о харэкто-.

рзстаке хвоотов, полученные а ходе проведенных всслодовапзП при * *

язучояиз отходов обопиеняя во троа гояот.чческлм типам сэсторо*-денаЗ рун.«

5. Ддя характеристика структура тохаогеапнх груптоз ропогез-дуетсл аспояьзовзть прсдложгште обобяевнно ¡.. алзотола >тх грану ¡го-метрччоскях й уор^ологвчосках особенностей-.

Э2

6. Для оптимизации инженерас-геодогвчесних работ рекомендуется иршенягь разработанные яри участии авторе технические средства ' и способы волевых и лабораторных исследований, в той числе малогабаритный забивной зонд утяЕелеаного типа и компрессионные испытание с замером норового давления!.

7. Рекомендованная методика обследования отложений пляжной зовы хвостохравилвд позволяет управлять качеством возведения сооружения, в частности, оптимизировать способа складирования и намыва отходов обогащения руд, что подтверждено эффективность» внедрения предложенных способов ва объектах отрасли.

По теме диссертации опубликованы следующие работы.

1. Исследования фильтрации из хвостохрайилища КГОКа. В сб. материалов Научно-технической коаферевцив молодых ученых. Белгород,

1976. (Соавторы:. А.ф.Контршавичус, Р. А.Яков лева).

2. Расчет ковсодадации хеостов при наращивании хвостохранилищ. В . сб.материалов Научно-технической конференции молодых ученых.' Белгород, 1982. (Соавтора; С.Г.Аксенов, Т.Н.Попова).

3. Фильтрационные свойства хвостов, намытых, на борта хвостохрани* / лица' Коршуновского ГОКа. В сб."Гидрогеологические исследования -при разведке и освоении месторождений полезных ископаемых в связи с охраной геологической среды". Белгород, 1986'(Соавторы: '

Б.И.Головишнаков, H.H.Бондарчук)'. -

4. Олределение коэффициента консолидации грунтов по результатам ; компрессионных испытаний, В сб. "Вопросы эксплуатации хвостохранилищ и охрана*окружающей сгеда". Белгород, 1988 (Соавтор В.И.Головицшиков). )

5. Некогохые результаты исследования строительных свойств шлемов аглодокеннаго производства НПО "Тулачерыет". В сб. "Вопросы ! вкспдуатцин хйостохравашц и охревы окру&ающей среда". Белгород, 1-68.

6. Исследование поротого давления t груитах хвретохрэяияящ. "ТораиЯ курная" % II, 1990 (Соавтораi С.Г.Аксенов, Т.Н. Попова). ■ »

7. Проблема ияжеверно-геояолгческого в геоэкологического обоснования проектов яэмяеяях жвостохрэяияищ. Тезиса докладов

% конференция изыскатеяе! Гядрспровкта. Москва, 1991 (Соавтор Я.В.Дудлер).

8. Особенности кячжаерйо-геояогэтестах изяскаяяЯ яа хвостохрз-вилидах жеяено^тях предприятия. В сб. "Вопроси освоения. иестохозяеяяЯ s сжагйнх^гевяагз-гаадогеояогических условиях". Белгород, 1991. {CoepToja: В.Я.Гсяотишнякое, И.В.Дуд-яер).

9. Основные полотен пя методика яеряожпесяого явяеяерно-геояо-гяческого контроля яа хвостохрэяияисах, В сб."Вопроси освоения месторождений в сложных гвояого-ги^огеологяческлх условиях4. Белгород, 1991. (Соавтор В.И.Головияников).

10. Изменение во времени {ияьтраот'оивоЗ анизотропии намывных ггунтов гидротехнических соопчеииЯ. "Гидротехническое строительство", 3» I, 1Э93 (Сотгторв; 9.11.Гояовязников|

'И.В.ЛудлерЗ.

П. A.C. 1322746. Способ компрес1:аоя«а*"йс®втэдиЯ 'грунтов.

С.Г.Аксенов, В.и.Гояоеяяаакся. А.ЯДчетмдаа. Шя, -124,1987. 12. A.C. 1573373, Способ ъг.ытп В.Й.Головаптиков,

Л.П.Цетлипяэ, Гюя. S 23, 153013. A.C. 17X3-15., Способ силгзз^оезаж« iWtffl *>$<йГв ясная. В.И.Голоъаэ'аков! A.flXromww. Гея, ß 14, 1552.

Болгорск, «psmsaprasr ШШХ*. Заж.