Обоснование параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья

Суров, Александр Иванович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья"

К'

0 о с

01 14 о и

¡г !'} «Уь

1Л Я Р

На правах рукописи

00500»^"

СУРОВ АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ Д ЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ

Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Магнитогорск 2011

005005135

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Мельников Иван Тимофеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Соколовский Александр Валентинович

кандидат технических наук Пыталев Иван Алексеевич

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»

Защита состоится 27 декабря 2011 г. в 15.30 часов на заседании диссертационного совета Д.212.111.02 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова» по адресу: 455000, Челябинская область, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, малый актовый зал.

Телефон (3519) 29 84 26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова».

Автореферат разослан « 25 » ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного £ доктор технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в России накоплено более 80 млрд. т отходов добычи, обогащения и переработки сырья горнометаллургической отрасли, которые образуют техногенные залежи. Ежегодный прирост отходов чёрной и цветной металлургии составляет соответственно 630 и 374 млн. т, что влечёт за собой увеличение площади отчуждаемых под отходы горнометаллургического комплекса земель до 85+90 км2 в год.

Рост потребления металлопроката и увеличение объёмов добычи железорудного сырья, при естественном снижении содержания железа в сырой руде, ведёт к постоянному увеличению количества отходов обогащения железных руд - хвостов. По данным Ростехнадзора, в нашей стране эксплуатируется около 300 хвостохраншшщ, обследование которых показало, что половина из них достигли проектных отметок и находятся в неудовлетворительном техническом состоянии, отчего их дальнейшая эксплуатация становится небезопасной. Новое строительство, кроме значительных капитальных затрат, потребует отторжения дополнительных земельных угодий, а значит не исключено возникновение новых экологических проблем. За последние 25 лет на территории России, исходя из экономических соображений и недальновидной политики собственников, не построено ни одного нового хвосто-хранилшца.

Поэтому обоснование параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья, которые должны обеспечивать максимальную ёмкость в пределах занимаемых площадей, учитывать особенности строения и технологию возведения, снижать негативное влияние на окружающую природу - является своевременной и актуальной научно-практической задачей.

Цель работы состоит в обосновании параметров намывных горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья, учитывающих экранирующее действие донных отложений прудковой зоны, позволяющих увеличить ёмкость хранилищ и обеспечить устойчивость откосов.

Идея работы заключается в определении установленных зависимостей удельного фильтрационного расхода из прудков-отстойников в теле ограждающих дамб от их высоты и их использовании при обосновании основных параметров намывных горнотехнических сооружений.

Предмет исследований - процессы фильтрации в теле ограждающих дамб намывных горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения и экранирующий эффект донных отложений прудковой и переходной зон. * Основные задачи исследования:

- анализ опыта эксплуатации намывных горнотехнических сооружений при размещении отходов обогащения железных руд;

- исследование строения и фильтрации намывного массива в реальных условиях;

- исследования процессов фильтрации на установке физического моделирования с учётом особенности технологии намыва горнотехнических сооружений;

- обоснование расчётной схемы процессов фильтрации для неоднородной структуры намывных горнотехнических сооружений;

- разработка методики обоснования параметров намывных горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения руд;

- оценка экономической эффективности применения обоснованных в работе параметров при реконструкции действующих намывных горнотехнических сооружений.

Методы исследований: анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта гидравлического складирования хвостов, теоретические изыскания и эксперименты в промышленных и лабораторных условиях, использование интегрального и дифференциального анализа, методы физического и математического моделирования, статистическая обработка полученных результатов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. В намывных горнотехнических сооружениях высотой более 1(Ь-12 м, на дне прудка-отстойника, в процессе фильтрационной консолидации и роста нормальных напряжений в скелете грунта, формируется проти-вофильтрационный экран из донных отложений, которые образуются в процессе седиментации и представляют из себя полиминеральную смесь мелкодисперсных частиц.

2. Формирование противофильтрационного экрана в области питания прудка-отстойника приводит к снижению степени обводнения приоткосного массива и воздействия гидродинамических сил. Поэтому удельный фильтрационный расход по мере наращивания намывных сооружений изменяется не по параболическому закону, что соответствует однородным гидротехническим сооружениям, а по экспоненциальному.

3. Оценка режимов фильтрации намывных горнотехнических сооружений должна основываться на расчётной схеме, применяемой для плотин с понуром и экраном, функцию которых выполняют донные отложения. Расчётная схема учитывает снижение проницаемости протйвофильтрационного экрана по мере возрастания мощности донных отложений (в течение всего срока эксплуатации).

Научная новизна заключается в следующем:

1. Установлены зависимости изменения величины удельного фильтрационного расхода в зависимости от мощности донных отложений намывных горнотехнических сооружений по мере их наращивания.

2. Обоснован метод расчёта устойчивости ограждающих дамб намывных горнотехнических сооружений, учитывающий разнопрочность грунтов основания, складируемых хвостов, экранирующие свойства донных отложений прудка-отстойника и действие гидродинамических сил.

3. Разработана методика определения параметров намывных горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения, позволяющая определять максимальную ёмкость действующих и проектируемых хранилищ при заданных физико-механических свойствах грунтов основания и тела ограждающих дамб, а так же форме и площади земельного отвода.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается положительным результатом большого объёма экспериментальных работ в полевых условиях, применением стандартных методов исследования фильтрационных процессов и гидродинамики в намываемых массивах, численного сопоставления положительных результатов промышленных экспериментов с модельными представлениями, использованием при реконструкции хвостохранилшца ГОП ОАО «ММК» защищаемых в диссертации положений.

Личный вклад автора состоит в определении зависимостей, вызванных технологией намыва, и обосновании параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья, учитывающих гидродинамическое воздействие фильтрационного потока.

Практическая значимость работы состоит в разработке методов, позволяющих учитывать геотехнические свойств материала отложений и фильтрации в намывных горнотехнических сооружениях по годам эксплуатации, оценивать устойчивость откосов дамб в зависимости от их строения и технологии возведения. Разработанная и зарегистрированная программа для ЭВМ: «Автоматизированный расчёт параметров устойчивости откосов горнотехнических сооружений (свидетельство о государственной регистрации

№2011613970 от 23.05.2011) может быть использована как при проектировании новых намывных хвостохранилищ, так и при эксплуатации действующих техногенных образований. Результаты исследований были использованы при проектировании реконструкции хвостохранилища ОАО *<ММК», ожидаемый совокупный экономический эффект от которой составляет 511 млн. руб.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на III международной научно-технической конференции. «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (г. Пенза 2007 г), IV международной конференции «Комбинированная геотехнология: развитие физико-химических способов добычи» (г. Сибай 2007 г.), международной научно-технической конференции молодых специалистов (г. Магнитогорск 2008 г), на 66 и 69 научно-технических конференциях ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Г.И.Носова» (г. Магнитогорск 2008 и 2011 г.г), на IX, X и XI международных научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «ММК» (г. Магнитогорск 2009 - 2011 г.г), на V международной конференции «Комбинированная геотехнология: комплексное освоение и сохранение недр Земли» (г. Екатеринбург, 2009 г), на научных семинарах ОАО «НИИ ВОДГЕО» (г. Москва, 2005, 2007, 2010 г.г), на техническом совете ФГУП «ВИОГЕМ» (г. Белгород, 2006 г).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах, из них 5 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 130 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 11 таблиц, список литературы из 146 наименований и 5 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведён анализ современного состояния горнометаллургической отрасли России и ближнего зарубежья, опыта эксплуатации горнотехнических сооружений (ГтС), научных работ по изучению условий формирования и фильтрации намывных хвостохранилищ. Рассматриваемые ГтС железорудной промышленности представлены наливными и намывными хвостохранилшцами, предназначенными для гидравлического складирования отходов обогатительного производства.

Исследованию характеристик хвостов обогащения железорудного сырья, их изменениям в пространстве и во времени, определяющим особенности строения областей питания и фильтрации; исследованию гидродинамических процессов фильтрации и дренажных систем; исследованию параметров

дамб намывных хвостохранилшц и обоснованию конструкций, позволяющих увеличивать их ёмкости, при обеспечении устойчивости, посвящены работы Х.Абаджиева, А.Бишопа, Б.А.Волнина, Л.Ш.Горелика, М.М.Гришина, A.M. Демина, В.С.Забавина, М.Н.Захарова, В.И.Каминской, Л.И.Кондратьева, Г. Крея, И.К.Лавриненко, Д.Л.Меламута, Т.И.Мельникова, И.Т.Мельникова, В. Н.Недриги, С.Н.Никитина, Г.А.Нурка, В.М.Павилонского, С.И.Попов, У.А. Тер-Аракеляна, К.Терцаги, И.С.Фёдорова, И.В.Фёдорова, Г.Л.Фисенко, Р.Р. Чугаева, В.М.Шестакова и др.

Многочисленные исследования посвящены установлению закономерностей изменения физико-механических свойств хвостовых отложений, однако при построении структуры тела дамб намывных хвостохранилшц недостаточно полно учитывается динамика намываемого массива по годам эксплуатации. Я.Бэр, В.А.Мироненко, В.М.Шестаков, М.Е.Харр и др. в своих работах отмечают важность проверки достоверности результатов теоретических выводов методом моделирования фильтрационных процессов. Существует необходимость в дальнейшем развитии теории фильтрации в намывных хвостохранилищах, с учётом особенностей их строения и экранирующего эффекта донных отложений, совершенствовании методов расчёта устойчивости горнотехнических сооружений.

Во второй главе представлены результаты исследований строения хвостовых отложений надводного и подводного пляжей, их экранирующее влияние на режимы фильтрации намываемого массива ГтС, которые были выполнены на хвостохранилищах Качканарского ГОК ОАО «ВАНАДИИ» и ГОП ОАО «ММК». Продольный разрез намывного ГтС представлен тремя основными зонами: пляжная зона - часть верхового откоса, на котором производится только надводный намыв; переходная зона - участок пляжа, на котором формируются во времени как надводные, так и подводные отложения; прудковая зона - часть хвостохранилшца, постоянно покрывая водой, где в процессе выпадения мелких частиц под водой формируются донные отложения.

Пляжная зона представлена крупно -, средне - и мелкозернистыми хвостами с коэффициентами фильтрации соответственно 60, 30 и 5,5 м/суг. Значения величин средневзвешенного диаметра частиц, плотности скелета, угла внутреннего трения, сцепления и коэффициента фильтрации по мере удаления от пульповыпуска в сторону прудка - уменьшаются.

Переходная зона представлена мелкозернистыми и пылеватыми хвостами со средним коэффициентом фильтрации 0,75 м/сут.

Прудковая зона состоит из пылеватых хвостов, супесей и суглинков с коэффициентами фильтрации соответственно 0,12; 0,055 и 0,014 м/сут. В переходной и прудковой зоне значения основных физико-механических свойств отложений уменьшаются в том же направлении движения пульпы, как и в пляжной зоне (рис. 1).

ЗОНА ПЛЯЖНАЯ ЗОНА ПЕРЕХОДНАЯ ЗОНА ПРУДКОВАЯ ЗОНА

ВИД ХВОСТОВ крупно зернистые средне зернистые мелко зернистые мелкоэерннстые-пылеватые пылеватые супеси суглинки

КОЭФФИЦИЕНТ ФИЛЬТРАЦИИ, м/сут 70*50 60-10 10+1,0 1 ,(N0,5-4), 17 0,17-4),07 0,07-41,04 0,04-41,0025

Рис. 1. Продольный разрез намывного хвостохранилища: Н - высота намывной дамбы; Ът - высота пионерной дамбы; М, т, тп - соответственно заложение низового откоса, сухого и подводного шмжа; Ь - ширина гребня дамбы; ИТ - превышение гребня дамбы над уровнем воды; - глубина воды в прудке; Адо - мощность донных отложений; И0 - гидростатический напор

По технологии намыва дамбы её высота, мощность донных отложений и напор постоянно увеличиваются. Интенсивность намыва в среднем составляет от 2 до 5 м в год, что эквивалентно увеличению вертикальной нагрузки на нижележащие отложения в пределах о = 0,04-0,1 МПа. Происходит уплотнение хвостов и изменение их свойств в течение всего срока эксплуатации. При слое 25 м (о = 0,4-0,5 МПа) плотность скелета средне - и мелкозернистых хвостов на 15-20 % больше, чем на поверхности пляжа. РоСт плотности отложений ведёт к увеличению угла внутреннего трения на 5-10 %, а коэффициент фильтрации уменьшается на 40-70 %. Свойства донных отложений переходной и прудковой зон также изменяются вследствие процесса фильтрационной консолидации. При величине эффективных нагрузок 0,30,5 МПа коэффициент фильтрации уменьшается в 1,5-2,0 раза. Исследования показали, что переход донных отложений в текучую консистенцию происходит при плотности взвеси 7ск.взв=0,55-Ю,60 т/и3. Высота слоя осаждённых частиц текучей консистенции также возрастает по мере удаления от уреза воды и часто не превышает 2,0 - 2,5 м. При у«о^г11,1^1,2 т/м3 осадок переходит в текучепластичную и с глубиной - в мягкопластичную консистенцию при

Усквзв=1>6-^1,7 т/м3. На глубине 3,0 м плотности скелета пылеватых хвостов, супеси и суглинков изменяются в интервалах соответственно 1,65^-1,74 т/м3, 1,46-5-1,58 т/м3 и 1,26-4,33 т/м3, а на глубине 7,0 м - для суглинков намывных составляет 1,55-4,62 т/м3. Таким образом, плотность дойных отложений различной крупности с глубиной возрастает, что и подтверждается теорией фильтрационной консолидации. Как установлено полевыми исследованиями, донные отложения находятся в текучепластичной консистенции при 7СК > 1,6-4,7 т/м3, что соответствует сжимающим нагрузкам 0,2^0,6 МПа. В данном интервале нагрузок коэффициент фильтрации пылеватых частиц (класс 0,05-Ю, 15 мм) изменяется от 0,173 до 0,069 м/сут, частиц класса 0,02-Ю,05 мм - от 0,069 до 0,04 м/сут, частиц класса 0,ОКО,02 мм ^ от 0,026 до 0,001 м/сут.

Результаты натурных исследований, указывающие на наличие экранирующего эффекта донных отложений переходной и прудковой зон намывных ГтС, были проверены на установке физического моделирования. При моделировании гидравлических явлений учитывались геометрическое, кинематическое и динамическое подобия. При исследовании безнапорных потоков в грунтах и гидротехнических сооружениях число подобия Фруда (1) по физическому смыслу равно отношению удвоенного гидродинамического давления к удельной силе тяжести (силе тяжести, отнесённой к единице площади):

рг = 71- (1>

где: V - средняя скорость фильтрации, м/с; Ь - характерный размер потока или размер частиц, м; д - ускорение силы тяжести, м/с2.

При физическом моделировании соблюдалось условие равенства параметров натурального объекта и модели: крупность хвостов, коэффициенты фильтрации материала дамбы и донных отложений, плотность и вязкость фильтрующейся воды:

4 = ^н = кЬ = V Рм = Рн> Зн = 9ю ■ (2)

где: б. — средневзвешенная крупность хвостов, м;к - коэффициент фильтрации м2/с; V - кинематическая вязкость пульпы или воды, м2/с; р - плотность частиц хвостов или воды, кг/м3; д - ускорение силы тяжести, м/с2.

Соотношение основных характеристик фильтрационных процессов, полученных на модели и в реальных условиях, выводилось по следующим формулам:

*н = V I»; И. = лДГ • И.; ан = ам; <2Н = А2,5 • <2М; Гн = • Гм, (3)

где: I - линейный размер, м; V - скорость движения фильтрационного потока, м/с; а - ускорение, м/с2; (} - величина расхода, л/с или м3/час; Т-время протекания процесса, с.

Установка физического моделирования представляла собой герметичный лоток из сборно-сварных элементов, основные параметры которого позволяли разместить в его проточной части модель намывной дамбы в масштабе 1:100, т.е. Л1.=100. В ходе экспериментов из натурального материала донных отложений хвостохранилища ГОП ОАО «ММК» были смоделированы переходная и прудковая зоны (рис. 2).

2ЭЭ.722

Рис. 2. Высотное положение кривых депрессии в модели дамбы с учётом экранирующего действия донных отложений: I - для однородной дамбы; II - с переходной зоной; III - с переходной зоной и донными отложениями; П1+П5 - пьезометры

Результаты исследований депрессионной поверхности в теле модели намывной дамбы, приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Пьезометрические уровни профильтровавшейся воды на модели дамбы при отметке воды в прудке 299,620 м (условно)

Пьезометры Отметка верха пьезометра, м Показания пьезометров, м

однородное с переходной зоной с переходной зоной и донными отложениями

П-1 299,689 299,575 299,567 299,504

П-2 299,785 299,522 299,517 299,488

П-3 299,765 299,503 299,500 299,475

П-4 299,664 299,487 299,485 299,466

П-5 299,678 299,458 299,457 299,457

Фильтрационный расход, мл/с 2,545 2,323 2,218

Стабилизация депрессионной поверхности в теле дамбы определялась по постоянству расхода дренажей и установившимся уровням воды в пьезометрах модели. По результатам исследований построены кривые депрессии I, II, III (рис. 2). При всех прочих равных условиях крибая депрессии в теле дамбы однородного хвостохранилшца (кривая I) проходит значительно выше, чем в неоднородном хвостохранилище как без учёта (кривая II), так и с учётом экранирующего действия донных отложений (кривая III) - дополнительного фильтрационного сопротивления в зоне питания, обусловленного наличием тонких отложений переходной и прудковой зон.

Результаты исследований удельных фильтрационных расходов на модели намывной дамбы, при изменяющемся строении профиля и уровнях воды в прудке, а, следовательно, и изменяющемся гидростатическом напоре, приведены в табл. 2.

Таблица 2 - Изменение удельных фильтрационных расходов на модели при изменяющихся напорах и экранирующем влиянии донных отложений

Отметка воды, м Напор, мм Удельный фильтрационный расход тела дамбы (qM), мл/с

(ho) однородное тело тело с переходной зоной с переходной зоной и донными отложениями

299,500 100 0,632 0,524 0,452

299,520 120 0,874 0,736 0,644

299,450 140 1,050 0,937 0,821

299,560 160 1,207 1,042 0,953

299,580 180 1,504 1,103 0,987

299,600 200 1,767 1,695 1,627

299,620 220 2,533 2,323 2,218

299,640 240 3,283 2,337 1,683

299,660 260 4,083 2,947 2,009

299,680 280 5,017 3,615 2,457

299,700 300 5,953 4,26 2,847

300,720 320 7,163 4,84 3,208

300,740 340 8,454 5,264 3,417

300,760 360 - 5,516 3,508

По данным табл. 2 построен график зависимости удельных фильтрационных расходов от гидростатического напора на физической модели и прогноз фильтрации в натуральных условиях эксплуатации ГтС. В сравнении с однородным строением дамбы (уровень воды 300,740 м), при формировании экрана переходной и прудковой зон расход на модели уменьшился на

5,037 мл/с, что соответствует из критериев подобия (3) уменьшению расхода в реальных условиях на 50,37 л/с.

Анализ данных, полученных в ходе полевых и лабораторных исследований хвостовых отложений, и данных моделирования показывает, что удельный фильтрационный расход с увеличением высоты намывной дамбы однородного строения изменяется по параболической зависимости (рис. 3, кривая I). Для намывной дамбы неоднородного строения и при экранирующем действии донных отложений параметры фильтрации изменяются по экспоненциальной зависимости (рис. 3, кривая II и III). При достижении мощности донных отложений больше 10-^15 м происходит стабилизация фильтрационного расхода.

<7.,

800700600500400300 200100-

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 ЛИ,М

Рис. 3. Влияние донных отложений переходной и прудковой зоны на удельный фильтрационный расход: I - для однородной дамбы; II - для дамбы, с учётом экранирующего действия переходной зоны; III - для дамбы, с учётом экранирующего действия переходной и прудковой зон

Результаты исследований процессов фильтрации в намывном массиве, полученные на установке физического моделирования, показали сходимость результатов экспериментов с параметрами реальных объектов. Это позволяет обоснованно прогнозировать состояние изучаемых ГтС и использовать получаемые зависимости при выборе расчётных схем режимов фильтрации.

В третьей главе рассматриваются вопросы теоретических исследований влияния неоднородного строения намывных горнотехнических сооружений на процессы фильтрации воды из прудка-отстойника.

(

III

Область фильтрации представлена пляжной зоной ГтС, состоящей из крупно, - средне - и мелкозернистых хвостовых отложений. Область питания состоит из переходной зоны и прудковой зоны намывного ГтС (рис. 1 и 2).

Широкий круг задач по вопросам фильтрации дай однородных земляных плотин решался рядом отечественных и зарубежных учёных. Автором разработана предлагаемая методика построения условно-однородной структуры неоднородного тела дамбы ГтС. Методика состоит из трёх этапов: I -нахождение и построение изолиний коэффициентов фильтрации; II - определение расчётного коэффициента фильтрации для каждого фрагмента; III -аналитический способ определения условно-однородной структуры области фильтрации с расчётным коэффициентом фильтрации Таким образом, область фильтрации длиной 100 м с изменяющимся коэффициентом фильтрации от 5 до 50 м/сут эквивалентна в фильтрационном отношении условно-однородному фрагменту длиной 4,96 м с расчётным коэффициентом фильтрации 1 м/сут (рис. 4). Например, при расчётном коэффициенте фильтрации 5 м/сут, длина условно-однородного фрагмента составит 21,78 м.

Изолинии коэффициентов фильтрации

Рис. 4. Расчётная схема построения изолиний в теле ограждающих дамб намывных ГтС

Для однородных земляных плотин и хвостохранилищ неоднородного строения при расчётах используется приведенная длина фильтрации условно-однородной структуры ¿ф. Дополнительное сопротивление для фильтрационного потока на контуре питания оказывает переходная зона и донные отложения. В итоге общая расчётная длина фильтрации для хвостохранилищ, с учётом их неоднородного строения и дополнительных сопротивлений на контуре питания, определится по формуле:

1РФ = Еф + д/вх + дгД0, (4)

где А/до - увеличение длины области фильтрации, вызванное дополнительным сопротивлением донных отложений прудка-отстойника.

Шестаков В.М довёл до инженерного расчёта определение фильтрации через земляную плотину с экраном и понуром. Сопоставление расчётной схемы Шестакова В.М. (рис. 5 а) со схемой фильтрации из прудка-отстойника через тело дамбы хвостохранилшца (рис. 5 б) позволяет проследить аналогию между ними и адаптировать роль экрана и понура к экранирующему действию донных отложений переходной и прудковой зоны.

а)

б)

Рис. 5. Аналогия расчётных схем фильтрации земляных плотин с экраном и понуром (а) и хвостохранилищ с учётом донных отложений переходной и прудковой зоны (б)

Для выполнения инженерных расчётов применительно к ГтС были построены номограммы (приведены в диссертации), позволяющие вычислять прогнозные значения параметров неоднородных намывных ГтС с достаточной точностью.

В четвёртой главе разработана методика определения параметров намывных ГтС с учётом действия гидродинамических сил и неоднородности

строения намываемого массива. В общем случае оценка устойчивости откосов сводится к определению минимального коэффициента запаса устойчивости, равного отношению удерживающих сил Руд к сдвигающим Рсдв (рис.6):

к _ + Ь2у2) собОЛх + гд<р2 / 1г2у2со5в<1х + сх1г + с212]

К^гУг + Ь2у25тв йх) ' ^

где: сг,<рх,Уг ис2,(р2,Уг ~ сдвиговые характеристики и плотности грунтов основания и тела отвала, соответственно; к2 - мощность слоя грунтов основания и тела отвала в элементарном отсеке; 1Ь12 - площадь поверхности скольжения, проходящей по грунтам основания и тела отвала, м2; в - угол между рассматриваемой площадью и осью абсцисс, град.

Рис. 6. Расчетная схема устойчивости откосов горнотехнических сооружений на основаниях различной прочности: Н- высота откоса, м; М- коэффициент заложения откоса, М=со; Я - радиус поверхностей скольжения

После подстановки в формулу (5) пределов интегрирования и выполнения необходимых математических преобразований, были получены аналитические выражения удерживающих сил трения и сцепления Рс, а также суммы сдвигающих сил Рсдв и разработана компьютерная программа, в основе которой заложен алгоритм поиска критической поверхности обрушения.

Прудок-отстойник намывных ГтС является источником образования фильтрационных потоков в теле дамб. В результате, под действием объёмных сил гидродинамического давления и гидростатического взвешивания снижается устойчивость откосов. При наличии фильтращюнйого потока в приот-косном массиве действуют результирующая сил тяжести сухих хвостов, гидростатического взвешивания Р и гидродинамического давления ¥, определяемых по формулам (6). Действие фильтрационных сил приводит к отклонению результирующей объемных сил от вертикали на угол А, что эквивалентно увеличению угла откоса на величину угла Д (рис. 6).

Р = ^отку2 ~ Бобв(1 - п)у0 ; Я1 = У ■ Бобв • у0, (6)

где: у2, уо- плотность хвостов дамбы и воды, т/м3; «-пористость хвостов.

Рис. 6. Расчетная схема к учёту воздействия фильтрационного потока на откос: а - варианты обводнения низового откоса; б - взаимодействие гравитационных и динамических сил. Н, he, h0, hm hz - соответственно высота ГтС, высота высачивания фильтрата на откос, гидростатический напор, мощность донных отложений, превышение гребня дамбы ГтС над горизонтом воды в прудке; М, т- коэффициенты заложения внешнего откоса и пляжа

Угол наклона А силы гидродинамического давления к горизонту:

А= 90° - ^fM _ arctg ^ ctg (т^Ж) . (7)

Вместимость хвостохранилшц и внешних отвалов вскрыши определяется геотехническими факторами: физико-механическими свойствами пород отвала и основания, формой и площадью земельного отвода, рельефом местности, воздействием гидродинамических сил. В общем случае объём отвала определяется по зависимости:

F0 = Я050 - 0Д667 • Н20 ■ ctg(a)[3P0 - КфН0ад(а)], (8)

где: А¥отк - потери объема в приоткосной части, м3; 50- площадь основания, м2; Н0 - высота отвала, м; А'ф - коэффициент формы занимаемой площади (табл. 3) определяется по формулам (9):

Таблица 3 - Значения коэффициентов формы площади и основания отвала Ка

№ п/п Форма гюдотвалыю* площади Методика определения коэффициентов формы подотвальной площади К^ и основания отвала^,,

1 Круглая Кф = 2я\ К0 = 2лл/ 2

2 Эллиптическая а, Ь - полуоси; К= Ъ/а Кф = 2я-{о,5 + [0,5 - (а-Ь)- {а + ЪУ \ К^тР -(£+1)-К*1

3 Квадратная

4 Прямоугольная а, Ь - стороны; К= Ы а Кф =8; К0 =

5 Трапециевидная а, ¿-основания; А- высота Кф = 8; К0 = (а+ Ъ+2й • сс^/г^б • Г1 • (Ь - а)]}) • (й + -(¿> - а)/ 2)"^

6 Треугольная а,6,с-стороны; Р- полуперимепр треугольника Кф = 10,39; Ка=(а + Ь + с)-[(/> - а)-(Р-Ь)-(Р-

7 Неправильный многоугольник Л'-количество сторон основания К0 - определяется путем инструментальных замеров площади и периметра земельного отвода в плане

Кф = (Ро-Рв)(Н0ад(а)) 1 и Кф = 2Мд№~1), (9)

где: Рц - периметр верхней площадки отвала, м; N - количество сторон многоугольника основания.

При проектировании ГтС можно построить множество конструкций, различающихся по высоте и углу заложения внешнего откоса (рис. 7 а). При этом для каждой конструкции обязательным условием является обеспечение нормативного коэффициента запаса устойчивости откоса [К^]. ") 6)

а, грял

Рис. 7. Возможные конструкции внешних откосов горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья при выполнении условия Кзу=[К зу]

На основе полученных аналитических зависимостей (5,6,7) и разработанной программы для ЭВМ решается обратная задача - определение устойчивой высоты ГтС, при заданном угле откоса, коэффициенте запаса устойчивости, физико-механических свойствах размещаемых отходов й грунтов основания, а также воздействия гидродинамических сил. По результатам расчётов строится график зависимости высоты отвала Я0 от результирующего угла откоса а (рис. 7 б). Для расчёта оптимальных параметров внешних отвалов вскрыши и хвостохранилшц полученный график Н0 = а) аппроксимировали функцией вида:

Н0 = т • адпа; п = (1пН2 - ЫН^ • [1п • ад(а2) - 1п ■ с^(а1)]~1;

т = Н^аг = Н21дпа2 . (10)

После соответствующих подстановок в уравнение (8) можно определить угол а- а спт, обеспечивающий достижение максимального объема У0.

При решении задачи по определению минимальной площади земельного отвода определенной формы, вводим коэффициент основания подот-

вальной площади К0 = Р0- 50 ^ и решаем уравнение (8) относительно 50, далее находим значение угла откоса а = аот1, при котором достигается минимум площади земельного отвода для размещения требуемого объёма У0:

П+1

(г П 1 —1"13П+2 м 1

зад,2 [д/ИП • тШ(3 - ЗМАГф + МЩ)\ ) (И)

Полученные зависимости позволяют установить взаимосвязь между максимальной вместимостью и минимальной площадью земельного отвода:

П 1 371+2

Чш» = ОЬЮ™ • т^ • 0,333(3 - ЗМКф + М2К^п+2 , (12)

2П+2

{Г П 1 .-1ЛЗП+2

ЗКо [(^М)551 • - ЗМ^ф + М2К|)] ) . . (13)

Для ГтС площадью 8=100 га квадратной формы рассчитаны параметры: Ро, о0Ш и #от.(рис. 8) при различном обводнении. Из номограммы (рис. 8) следует: - при необводнённых внешних откосах на этой площади можно разместить до 41,2 млн. м3 отходов; - при полном обводнении откоса вместимость снижается до 22,4 млн. м3. Учёт реального неоднородного строения ограждающей дамбы - области питания фильтрационного потока, выбор эффективной дренажной системы позволяют увеличить ёмкость ГтС ещё на 25-К30%. Результаты исследований данной работы использованы при реконструкции хвостохранилшца ОАО «ММК». Намывной способ возведения ГтС

позволит увеличить ёмкость хранилища на 20 млн. м3 и продлить срок эксплуатации на 25 лет. При этом не потребуется дополнительного отторжения

Рис. 8. Вместимость ГтС при различном положении депрессионной кривой: 1 - тело дамбы не обводнено; 2 - прогноз депрессионной кривой для неоднородной дамбы и с учётом экранирующего действия; 3 - расчетная кривая однородной дамбы при работающем дренаже; 4 - расчетная кривая однородной дамбы при неработающем дренаже и без учёта экранирующего действия ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся законченной научно-квалификационной работой, дано новое решение актуальной задачи повышения эффективности функционирования горно-обогатительных комплексов путем обоснования параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья на основе установленных закономерностей процессов фильтрации воды из прудка-отстойника. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. В результате анализа работы большинства отечественных горнообогатительных предприятий установлено, что за последние 25 лет не построено ни одного нового хвостохранилшца, ёмкости 50 % эксплуатируемых хвостохранилищ полностью исчерпаны и не смотря на то, что годовой объём добычи снизился на 7,3 %, выход хвостов возрос на 6,0 %, т.е существует проблема размещения отходов обогащения железорудного сырья.

2. Выявлено, что существующая технология возведения горнотехнических сооружений намывным способом приводит к формированию неоднородного строения областей питания и фильтрации намываемого массива,

которые оказывают влияние на процессы фильтрации. Из-за чего снижается высотное положение кривой депрессии, величина удельного фильтрационного расхода и действие гидродинамических сил.

3. Установлено, что область питания фильтрационного потока из прудка-отстойника состоит из переходной и прудковой зон. Переходная зона - это часть подводного пляжа, ограниченная изменяющимися в течение года уровнями воды в прудке-отстойнике и перемежающими слоями мелкозернистых и пылеватых хвостов со средними коэффициентами фильтрации 1,0 и 0,75 м/сут. При естественной седиментации и осветлении оборотной воды, на дне прудка-отстойника происходит накопление донных отложений, образуя прудковую зону.

4. Доказано, что в процессе фильтрационной консолидации и роста нормальных напряжений в скелете грунта, по мере накопления донных отложений, формируется противофильтрационный экран из мелкодисперсных частиц и их основная масса находится в текучепластичной консистенции (уск > 1,6 - 1,7 т/м3). Коэффициент фильтрации донных отложений, формирующих противофильтрационный экран, для хвостов крупностью частиц от 0,15 до 0,01 мм изменяется от 0,173 до 0,001 м/сут, что подтверждено на установке физического моделирования. Коэффициент обводнения приоткосной части снижается с 0,3 до 0,1, а удельный фильтрационный расход уменьшается в 1,5+2,5 и более раз.

5. Установлено, что при увеличении высоты намывной части горнотехнического сооружения более 10,0+12,0 м возникает экранирующий эффект и удельный фильтрационный расход изменяется не по параболической зависимости, что соответствует однородным гидротехническим сооружениям, а по экспоненциальной зависимости.

6. Разработан метод оценки устойчивости намывных горнотехнических сооружений, учитывающий разнопрочность грунтов основания, складируемых отходов обогащения, действие гидродинамических сил. При коэффициенте обводнения приоткосной части 0,1-0,3, высота сооружения снижается на 5,2+13,7 м по сравнению с сухим откосом.

7. Предложена методика определения параметров намывных горнотехнических сооружений в оптимизационной постановке, учитывающая действия гидродинамических сил и неоднородности строения намываемого массива, позволяющая увеличивать ёмкости хранилищ на 20 - 30%.

8. Подтверждено влияние формы и площади земельного отвода на ёмкость горнотехнических сооружений: для размещения 100 млн. м3 отходов обогащения фактически используется площадь 550 га. По предлагаемой ме-

тодике, для отходов с заданными свойствами и на прочном основании потребуются участки площадью: при круглой форме отвода - 165 га, квадратной -185 га, прямоугольной (а/ b =2) - 200 га, треугольной - 220 га.

9. Результаты исследований данной работы исгам&зованы при реконструкции хвостохранилшца ОАО «ММК». Намывной способ возведения ГтС вместо насыпного позволит увеличить ёмкость хранилища на 20 млн. м3 и продлить срок его эксплуатации на 25 лет. При этом не потребуется дополнительного отторжения 550 га земель, арендная плата за которые составила бы 57 млн. руб. в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных ВАК России

1. Суров А.И. Мониторинг экологической безопасности шламохранилшца №2 горно-обогатительного производства ОАО ММК /Гладских В.И.// Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. - Магнитогорск, 2007. - № 2. - С. 88-91.

2. Суров А.И. Комбинированная технология складирования хвостов производства минеральных удобрений / Мельников И.Т., Кондратьев Л.И., Ману-шин A.A. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. - Магнитогорск, 2010. - № 2. -С. 16-21.

3. Суров А.И. Полевые исследования донных отложений прудковой зоны хвостохранилшца ОАО «Ванадий» (Качканарский ГОК) / Мельников И.Т., Шелковникова A.A. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. - Магнитогорск, 2010. -№3.-С. 7-11.

4. Суров А.И. Разработка методики определения рациональных параметров хвостохранилищ и отвалов вскрыши / Мельников И.Т., Кутлубаев И.М., Плотников Д.П., Мельников И.И., Васильев К.П. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. - Магнитогорск, 2011. - № 1. - С. 9 - 13.

5. Суров А.И. Опыт эксплуатации хвостового хозяйства ГОП ОАО «ММК» / Мельников И.Т., Кутлубаев И.М., Мельников И.И., Васильев К.П. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. - Магнитогорск, 2011. - № 2. - С. 10 - 15. .

В прочих изданиях

6. Суров А.И. Прогноз фильтрации в теле намывных дамб хвостохранилищ с учётом донных отложений прудковых зон / Гладских В.И., Мельников И.Т., Кондратьев Л.И.//Материалы 66-й научно-технической конференции: Сб. статей-Магшггогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. т.1. С. 173-177.

7. Суров А.И. Автоматизированный расчёт параметров устойчивости откосов горнотехнических сооружений. Программа для ЭВМ / Мельников И.Т., Васильев К.П. и др. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613970 от 23.05.2011 г.

Подписано в печать 22.11.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип. № 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 837.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Суров, Александр Иванович

Введение.

1 Состояние изученности вопроса, цель и задачи исследований

1.1 Анализ опыта эксплуатации намывных горнотехнических сооружений при размещении отходов обогащения железорудного сырья

1.2 Классификация хвостохранилищ - как техногенных образований.

1.3 Краткий анализ результатов исследований технологии возведения, строения намывного массива и режимов фильтрации хвостохранилищ.

1.4 Цель, задачи и методы исследований

Выводы по главе

2 Исследование строения намывных горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья.

2.1 Полевые и лабораторные исследования физико-механических свойств хвостовых отложений по длине надводного пляжа.

2.2 Полевые и лабораторные исследования хвостовых отложений прудковой зоны.

2.3 Обоснование критериев подобия при физическом моделирование процессов фильтрации, конструкция модельной установки и методика проведения экспериментов.

2.4 Адекватность модели с натурой и достоверность результатов моделирования

2.5 Результаты исследований и прогноза процессов фильтрации на установке физического моделирования

Выводы по главе 2.

3 Теоретические исследования влияния неоднородного строения намывных горнотехнических сооружений на процесс фильтрации из прудка-отстойника

3.1 Особенности фильтрационных процессов в теле ограждающих дамб намывных хвостохранилищ.

3.2 Разработка алгоритма построения условно-однородной области фильтрации намывных техногенных образований.

3.3 Обоснование расчётной схемы и разработка методики расчёта фильтрации с учётом особенностей строения намывных горнотехнических сооружени й.

Выводы по главе

4 Разработка методики расчёта параметров намывных горнотехнических сооружений.

4.1 Аналитическая форма решения вопросов оценки устойчивости откосов техногенных образований с учётом воздействия гидродинамических сил

4.2 Разработка методики определения параметров намывных горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железных руд.

4.3 Технико-экономическая оценка реализации работы.

Выводы по главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья"

Рост потребления металлопроката и увеличение объёмов добычи железорудного сырья, при естественном снижении содержания железа в сырой руде, ведёт к постоянному увеличению количества отходов обогащения железных руд - хвостов. По данным Ростехнадзора, в нашей стране эксплуатируется около 300 хвостохранилищ, обследование которых показало, что половина из них достигли проектных отметок и находятся в неудовлетворительном техническом состоянии, отчего их дальнейшая эксплуатация становится небезопасной. Новое строительство, кроме значительных капитальных затрат, потребует отторжения дополнительных земельных угодий, а значит не исключено возникновение новых экологических проблем. За последние 25 лет на территории России, исходя из экономических соображений и недальновидной политики собственников, не построено ни одного нового хвостохранилища.

Идея работы заключается в установлении зависимостей удельного фильтрационного расхода из прудков-отстойников в теле ограждающих дамб от их высоты и их использовании при обосновании основных параметров намывных горнотехнических сооружений.

Предмет исследований - процессы фильтрации в теле ограждающих дамб намывных горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения и экранирующий эффекта донных отложений прудковой и переходной зон.

Основные задачи исследования:

- исследование строения и фильтрации намывного массива в реальных условиях;

Научные положения, выносимые на защиту:

1 В намывных горнотехнических сооружениях высотой более 10-12 м, на дне прудка-отстойника, в процессе фильтрационной консолидации и роста нормальных напряжений в скелете грунта, формируется противофильтраци-онный экран из донных отложений, которые образуются в процессе седиментации и представляют из себя полиминеральную смесь мелкодисперсных частиц.

2 Формирование противофильтрационного экрана в области питания прудка-отстойника приводит к снижению степени обводнения приоткосного массива и воздействия гидродинамических сил. Поэтому удельный фильтрационный расход по мере наращивания намывных сооружений изменяется не по параболическому закону, что соответствует однородным гидротехническим сооружениям, а по экспоненциальному.

3 Оценка режимов фильтрации намывных горнотехнических сооружений должна основываться на расчётной схеме, применяемой для плотин с понуром и экраном, функцию которых выполняют донные отложения. Расчётная схема учитывает снижение проницаемости противофильтрационного экрана по мере возрастания мощности донных отложений (в течение всего срока эксплуатации).

Научная новизна заключается в следующем:

1 Установлены зависимости изменения величины удельного фильтрационного расхода в зависимости от мощности донных отложений намывных горнотехнических сооружений по мере их наращивания.

2 Обоснован метод расчёта устойчивости ограждающих дамб намывных горнотехнических сооружений, учитывающий разнопрочность грунтов основания, складируемых хвостов, экранирующие свойства донных отложений прудка-отстойника и действие гидродинамических сил.

3 Разработана методика определения параметров намывных горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения, позволяющая определять максимальную ёмкость действующих и проектируемых хранилищ при заданных физико-механических свойствах грунтов основания и тела ограждающих дамб, а так же форме и площади земельного отвода.

Достоверность научных положений подтверждается положительным результатом большого объёма экспериментальных работ в полевых условиях, применением стандартных методов исследования фильтрационных процессов и гидродинамики в намываемых массивах, численного сопоставления положительных результатов промышленных экспериментов с модельными представлениями, использованием при реконструкции хвостохранилища ГОП ОАО «ММК» защищаемых в диссертации положений.

Практическая значимость работы состоит в разработке методов, позволяющих учитывать геотехнические свойства материала отложений и фильтрации в намывных горнотехнических сооружениях по годам эксплуатации, оценивать устойчивость откосов дамб в зависимости от их строения и технологии возведения. Разработанная и зарегистрированная программа для ЭВМ: «Автоматизированный расчёт параметров устойчивости откосов горнотехнических сооружений (свидетельство о государственной регистрации №2011613970 от 23.05.2011) может быть использована как при проектировании новых намывных хвостохранилищ, так и при эксплуатации действующих техногенных образований. Результаты исследований были использованы при проектировании реконструкции хвостохранилища ОАО «ММК», ожидаемый совокупный экономический эффект от которой составляет 511 млн. руб.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах, из них 5 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём! работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 130 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 146 наименований и 5 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Суров, Александр Иванович

Выводы по главе 4:

Анализ выполненных расчётов для приведенного примера позволяет сделать следующие выводы:

1 При увеличении градиента с 0,1 до 0,5 и коэффициенте обводнения Кобв=0,2, устойчивая высота хвостохранилища по сравнению с высотой сухого откоса снижается на 2,5 и 13,4 м соответственно;

2 Величина градиента кривой депрессии играет доминирующую роль при оценке устойчивой высоты хвостохранилищ, что подчёркивает большую роль в надёжности осушения с помощью дренажных систем. При установившемся режиме фильтрации из прудка-отстойника величина градиента не превышает 0,1 - 0,2. При неустановившемся режиме фильтрации в процессе намыва величина градиента может достигать величины 0,3 и более. Это может означать, что в процессе намыва возрастает местное обводнение откоса и снижается его устойчивость, что предполагает жесткий контроль времени намыва отдельных участков;

3 Предложенная методика позволяет обоснованно рассчитывать параметры внешних отвалов вскрыши и хвостохранилищ обеспечивающие безопасное увеличение их ёмкости. При этом учитываются физико-механических свойств складируемого материала, пород основания, формы и площади земельного отвода, воздействия фильтрационного потока и эффективности работы дренажных систем;

4 Использование результатов исследований при проектировании реконструкции хвостохранилища ОАО «ММК» даёт ожидаемый совокупный экономический эффект 511 млн. руб. Экономия от арендной платы за дополнительный участок земли, который не потребуется после проведения реконструкции существующего хвостохранилища, может составить - 57,0 млн. руб. в год, или 1 425,0 млн. руб. за весь предстоящий период эксплуатации намывного горнотехнического сооружения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся законченной квалификационной работой, дано новое решение актуальной задачи повышения эффективности функционирования горно-обогатительных комплексов путем обоснования параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья на основе установленных закономерностей процессов фильтрации воды из прудка-отстойника. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1 В результате анализа функционирования большинства отечественных горно-обогатительных предприятий установлено, что за последние 25 лет не построено ни одного нового хвостохранилища, ёмкости 50 % эксплуатируемых хвостохранилищ полностью исчерпаны, годовой объём добычи снизился на 7,3 % в то время как выход хвостов возрос на 6,0 % - предельно остро стоит проблема размещения отходов обогащения железорудного сырья;

2 Выявлено, что существующая технология возведения горнотехнических сооружений намывным способом приводит к формированию неоднородного строения областей питания и фильтрации намываемого массива, которое оказывает влияние на процессы фильтрации, вследствие чего снижается высотное положение кривой депрессии и величина удельного фильтрационного расхода;

3 Установлено, что область питания фильтрационного потока из прудка-отстойника состоит из переходной и прудковой зон. Переходная зона - это часть подводного пляжа, ограниченная изменяющимися в течение года уровнями воды в прудке-отстойнике и перемежающими слоями мелкозернистых и пылеватых хвостов со средними коэффициентами фильтрации 1,0 и 0,75 м/сут. При естественной седиментации и осветлении оборотной воды на дне прудка-отстойника происходит накопление донных отложений, образуя пруд-ковую зону;

4 Доказано, в процессе фильтрационной консолидации и роста нормальных напряжений в скелете грунта по мере накоплений донных отложений формируется противофильтрационный экран из мелкодисперсных частиц и их основная масса находится в текучепластичной консистенции (уск > 1,6 - 1,7 т/м3). Коэффициент фильтрации донных отложений, формирующих противофильтрационный экран, для хвостов крупностью частиц от 0,15 до 0,01 мм изменяется от 0,173 до 0,001 м/сут, что подтверждено на установке физического моделирования. Коэффициент обводнения приоткосной части снижается с 0,3 до 0,1, а удельный фильтрационный расход уменьшается в 1,5-^2,5 и более раз;

5 Установлено, что при увеличении высоты намывной части горнотехнического сооружения более 10,0-И 2,0 м возникает экранирующий эффект и удельный фильтрационный расход изменяется не по параболическому закону, что соответствует однородным гидротехническим сооружениям, а по экспоненциальной зависимости;

6 Разработан метод оценки устойчивости намывных горнотехнических сооружений, учитывающий разнопрочность грунтов основания, складируемых отходов обогащения, действие гидродинамических сил. При коэффициенте обводнения приоткосной части 0,1-0,3 высота сооружения снижается на 5,2-Н3,7 м по сравнению с сухим откосом;

7 Предложена методика расчёта параметров намывных горнотехнических сооружений в оптимизационной постановке, которая обеспечивает увеличение ёмкости на 20 - 30%;

8. Подтверждено влияние формы и площади земельного отвода на ёмкость горнотехнических сооружений: для размещения 100 млн. mj отходов обогащения фактически используется площадь 550 га. По предлагаемой методике, для отходов с заданными свойствами и на прочном основании потребуются участки площадью: при круглой форме отвода - 165 га, квадратной - 185 га, прямоугольной (а/ b =2) - 200 га, треугольной - 220 га;

9. Результаты исследований данной работы использованы при реконструкции хвостохранилища ГОП ОАО «ММК». От перехода на намывной способ возведения его ёмкость возрастёт на 20 млн. м3 и срок эксплуатации продлится на 25 лет. При этом не потребуется дополнительного отторжения 550 га земель. Только от арендной платы за землю годовой экономический эффект составит 57 млн. руб.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Суров, Александр Иванович, Магнитогорск

1. Абаджиев X. Аналитическое определение устойчивости внешних призм хвостохранилища и намывных дамб // Рудодобив. 1973. №5. С. 18-23.

2. Абаджиев X., Карадисов А. Графический метод исследования устойчивости внешних призм хвостохранилищ и намывных стенок // Рудодобив.1972. №9. С. 9-36.

3. Абаджиев X., Мулешков А. Фильтрация в земляной однородной плотине на водопроницаемом основании с прерывистым дренажем // Тр. Высш. инж. строит, ин-та. София, 1973. №3. С. 215-227.

4. Абаджиев X., Маринов Е. Применение метода конечных элементов для определения фильтрации в хвостохранилищах // Рудодобив. 1973. 26. С. 10, 22-28.

5. Абаджиев X. Относительно фильтрации хвостохранилищ // Рудодобив.1973. №3. С. 19-25.

6. Абегян Ц.Х., Элоян Л.А., Махначева Л.С. Определение устойчивости хвостохранилища на примере Каджаранского комбината // Цветная металлургия. 1974. №11. С. 22-23.

7. Абегян Ц.Х., Трунков Г.Т., Элоян Л.А. Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды. Л. : ЛПИ им. М.И.Калинина, 1977. С. 107-113.

8. Аксенов С.Г., Васильев В.А., Смирнов A.C. Численное решение плоской задачи безнапорной фильтрации // Горный журнал. 1977. №12. С.57-59.

9. Алабужев П.М., Геронимус В.Б., Минкевич Л.М. Теория подобия и размерностей. Моделирование. М.: Высшая школа, 1968. 206 с.

10. Аравин В.И., Нумеров С.И. Фильтрационные расчеты гидротехнических сооружений. Л. : Госстройиздат, 1955. С. 59-78.

11. Аравин В.И., Носова О.П. Натурные исследования фильтрации. Л : Энергия, 1969. С. 94-137.

12. Бишоп А., Хенкель Д. Определение свойств грунтов в трехосных испытаниях. М. : Госстройиздат, 1961. 203 с.

13. Бородавко Ф.Ф. Экранирование ложа хвостохранилищ намывным способом. Дисс. . канд. тех. наук. Белгород : ВНИИ ВИОГЕМ, 1987.

14. Бэр Я., Заславский Д., Ирмей С. Физико-математические основы фильтрации воды. М. : Мир, 1971. 451 с.

15. Веригин H.H., Васильев C.B., Саркисян B.C. Расчет Фильтрационных потерь из рыбохозяйственных водоемов. М. : Пищевая промышленность, 1977. 142 с.

16. Волнин Б.А., Сарвин Г.Т. Изменение некоторых параметров материала по длине пляжа намыва хвостохранилища // Горный журнал. 1974. №11. С. 65-66.

17. Гордиенко П.И. Графический способ расчета раскладки грунта в намывных плотинах // Тр. МИСИ им. В.В.Куйбышева, 1959. Вып. 29.

18. Горелик Л.Ш., Чернявский В.А. Натурные исследования хвостохранилищ // Кн. Транспорт и складирование отходов производства. М., 1979. С.25-38.

19. Гороховский В. М. Математические методы и достоверность гидрогеологических и инженерно-геологических прогнозов. М. : Недра, 1977. 77 с.

20. Гришин М.М., Федоров Б.П. О расчете намывных плотин // Тр. лаборатории гидротехнических сооружений. М. , 1938. №3. С.21-53.

21. Гуляев Ю.Н., Бородавко Ф.Ф., Пятков В.И. Особенности характера формирования уклона надводного пляжа хвостохранилища Лебединского ГОК: сб. науч. тр. / ВНИИ ВИОГЕМ; Белгород , 1976. №130-76. 5 с.

22. Гутман Б.Б. Математическое моделирование на интеграторах ЭГДН-9/60. Киев : Изд-во АН УССР. 1968. С.44-61.

23. Демин A.M. Устойчивость открытых горных выработок. М. : Недра, 1973. 231 с.

24. Демин A.M., Трумбачев В.Ф., Шукшина О.И. Влияние распределения напряжений в приоткосной зоне на устойчивость открытых горных выработок и отвалов: сб. науч. тр. / ФТПРПИ; Новосибирск , 1975. №6. С. 79-84.

25. Демин A.M., Шукшина О.И. Напряженное состояние и устойчивость отвалов в карьерах. М. : Недра, 1978. С.65-97.

26. Дергилев М.А. Исследование условий устойчивости и рациональных параметров карьерных гидроотвалов КМА. Автореф. Дис . канд. техн. наук. М. , 1972. 24 с.

27. Добровинская O.E. Возведение, эксплуатация и исследование хвостохранилищ обогатительных фабрик металлургической промышленности. М. : Стройиздат, 1975. С. 65-74.

28. Дружинин Н.И. Метод электродинамических аналогий и его применение при исследовании фильтрации. М. : Госэнергоиздат, 1956. 346 с.

29. Дружинин Н.И. Изучение региональных потоков подземных водах методом ЭГДА. М. : Недра, 1966. 336 с.

30. Евдокимов П.Д., Сазонов Г.Т. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик. М. : Недра, 1978. 439 с.

31. Забавин B.C. К вопросу о нахождении вероятной поверхности обрушения: сб. науч. тр. / ВНИИ ВОДГЕО; М. , 1972. С. 106-123.

32. Задворный Г.М. Экспериментальное исследование надводного намыва: сб. науч. тр. / ВНИИГС; Л. , 1958. Том 58. С. 16-21.

33. Зрибняк В.Н. Технико-экономические показатели хвостовых хозяйств современных ГОК // кн. / Исследования хвостохранилищ и накопителей промстоков. М. : ВНИИ ВОДГЕО, 1982. С. 120-126.

34. Захаров М.Н., Забавин B.C., Кондратьев Л.И., Левин А.Г. Опыт намыва хвостохранилища ССГОК // кн. / Проблемы охраны окружающей среды при производстве работ средствами гидромеханизации. М. : ВНИИ ВОДГЕО. 1981. С. 107-118.

35. Иванов П.Л., Шульц Л.В. Влияние формы частиц на свойства песков намывных сооружений // Гидротехническое строительство. 1972. №11. С. 4749.

36. Иванов П.Л. Складирование отходов обогащения горнорудных предприятий и охрана окружающей среды. М. , 1983. С. 18-22.

37. Исследование и анализ работы хвостового хозяйства обогатительной фабрики Качканарского ГОК: науч. отчет / Магн. гор.-мет. ин-т им. Г.И.Носова; под ред. Т.И.Мельникова. Магнитогорск : МГМИ, 1978. 127 с.

38. Исследование технологии эксплуатации хвостохранилища Лисаков-ского ГОК: науч. отчет / Магн. гор.-мет. ин-т им. Г.И.Носова; под ред. Т.И.Мельникова. Магнитогорск : МГМИ, 1980. 173 с.

39. Кадушкин А.Н., Малышев П.В. Опыт строительства и эксплуатации Качканарского ГОК: материалы семинара / Проектирование, строительство и эксплуатация хвостохранилищ обогатительных фабрик. Белгород : Изд-во ВНИИ ВИОГЕМ. 1978. С. 179-181.

40. Каминская В.И., Коновалов Л.П. Экспериментальные исследования физико-механических свойств грунтов прудковой зоны гидроотвала: сб. науч. тр. / ВНИИГС; Л. , 1973. вып. 36. С. 96-101.

41. Камышник С.С., Лавриненко И.К., Саратов И.Е. Использование намытых хвостов обогащения марганцеых руд в качестве основания при наращивании дамбы // Водоснабжение, канализация и гидротехнические сооружения. Киев : Будевельник, 1975. С. 78-84.

42. Карплюс И. Моделирующие устройства для решения задач теории поля. М. : Изд-во ин. матем. 1971. 487 с.

43. Кирпичев M.B. Теория размерности и теория подобия. Теория подобия и моделирования. М. : Изд-во АН СССР, 1951. 286 с.

44. Кирпичев М.В. Теория подобия. М. : изд-во АН СССР, 1953. 94 с.

45. Киселев М.Л. и др. Исследование фракционирования грунта при намыве хвостохранилищ: сб. науч. тр. / ЛПИ; Л. , 1974. №338. С. 96-98.

46. Козлов Ю.С., Фадеев А.Б. К вопросу об использовании упругих решений при оценке устойчивости однородных откосов: сб. науч. тр. / ФТПРПИ; Новосибирск , 1978. №3. С. 63-70.

47. Козлов Ю.С. Моделирование откосов: сб. науч. тр. / ВНИМИ; Л. , 1966. №64. С. 69-81.

48. Коновалов Л.П. Исследование фракционирования глинистых грунтов на гидроотвалах: Автореф. Дис . канд. техн. наук. Л. 1979. 20 с.

49. Крей Г. Теория давления земли и сопротивления грунтов нагрузке. М. : Госстройиздат, 1983.

50. Крымов Л.Р., Орахбаев Н.Т., Сыдык-Ходжаев Д.З. Увеличение ёмкости действующих хвостохранилищ путём намыва дамб и экранов с обеспечением экологической безопасности // Горный вестник Узбекистана. 2007. №29. С. 31-36.

51. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основа теории обработки наблюдений. М. : Физматгиз, 1962. С. 17-43.

52. Ломтадзе В.Д. Методы лабораторных исследований физико-математических свойств горных пород. Л. : Недра, 1972. 312 с.

53. Лукьянов B.C. Технические расчеты на гидравлических приборах Лукьянова. М. : Трансжелдориздат, 1937. С. 28-37.

54. Ляшко И.И. и др. Вопросы автоматизированного решения задач фильтрации на ЭВМ. Киев : Наук, думка, 1981. 294 с.

55. Мавроди В.Х., Лавриненко И.К. Некоторые особенности поперечной дифференциации хвостов обогащения железных руд при намыве // Водоснабжение, канализации и гидротехнические сооружения. Киев : Будевельник, 1973. вып. 16. С. 47-62.

56. Маслов H.H. Условия устойчивости склонов и откосов в гидротехническом строительстве. М. : Госэнергоиздат, 1965. 159 с.

57. Мелентьев В.А. Исследование функционирования песчаных грунтов при намыве в лотке. М.-Л. : Изв. ВНИИГ, 1961. т.68. С. 123-135.

58. Мелентьев В.А., Колпашников Н.П., Волнин Б.А. Намывные гидротехнические сооружения. М. : Энергия, 1973. 246 с.

59. Мелентьев В.А. Вопросы конструкций хвостохранилищ и гидроотвалов за рубежом // материалы семинара / Проектирование, строительство и эксплуатация хвостохранилищ обогатительных фабрик. Белгород : ВНИИ ВИОГЕМ, 1978. С. 137-140.

60. Мельников Т.И., Мельников И.Т. Устойчивость однородных откосов открытых горных выработок : сб. науч. тр. / Магн. гор-мет. ин-та им. Г.И.Носова; Магнитогорск, 1975. вып. 12.

61. Мельников И.Т., Пермяков Б.Г., Мельников Т.И. Влияние влажности горных пород в массиве на устойчивость бортов карьеров // Разработка рудных месторождений открытым способом. Свердловск, 1976. С. 128-132.

62. Мельников И.Т., Пермяков Б.Г. Влияние осушения месторождения на устойчивость бортов карьера // Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. Свердловск, 1977, С. 17-23.

63. Мельников И.Т. Аналитико-машинный метод оценки устойчивости бортов карьеров // Горн. журн. Изв. вузов: Свердловск, 1977. №5. С. 41-44.

64. Мельников Т.И., Мельников И.Т. Нахождение критических центров поверхностей скольжения с минимальными коэффициентами устойчивости откосов // Гидротехническое строительство, 1977. №4.

65. Мельников Т.И., Еремин Н.Я., Мельников И.Т. Опыт эксплуатации хвостового хозяйства Качканарского ГОК // Горный журнал 1979. №1.

66. Мельников Т.И., Мельников И.Т. Технологические параметры гидроотвалов нагорного типа // Горн. журн. Изв. вузов: Свердловск, 1982. №1.

67. Мельников Т.И., Мельников И.Т. Оценка коэффициента безопасности плоских однородных откосов с помощью номограммы // Горн. журн. Изв. вузов: Свердловск, 1982. №6.

68. Мельников И.Т. Методы прогноза геотехнических свойств хвостовых отложений и фильтрации в хвостохранилищах. Дисс. . канд. тех. наук. Магнитогорск : МГМИ им. Г.И.Носова, 1985.

69. Мельников И.Т. Математическое описание технологии возведения намывных хвостохранилищ равнинного и нагорного типов // Вестник МГТУ им. Г.И.Носова: Магнитогорск, 2007. № 1.

70. Месчян С.Р. Механические свойства грунтов и лабораторные методы их определения. М. : Недра, 1974. 304 с.

71. Методика расчета надводной раскладки хвостов ГОК. Киев : НИИ строит, произв. Госстроя УССР, 1972. 64 с.

72. Мироненко В.А., Шестаков В.М. Основы гидрогеомеханики. М. : Недра, 1974. 295 с.

73. Михайлов Г.К. О фильтрации в трапецеидальных плотинах на горизонтальном водоупоре // Гидротехника и мелиорация. 1952. №1.

74. Натаров В.Д. Основные направления в технологии складирования отходов обогащения // материалы семинара / Проектирование, строительство и эксплуатация хвостохранилищ обогатительных фабрик. Белгород : ВНИИ ВИОГЕМ, 1978. С. 130-132.

75. Недрига В.П., Павилонский В.М., Цейтлин A.C. Противофильтраци-онные глинистые экраны шламохранилищ и их фильтрационный расчет: сб. науч. тр. / ВНИИ ВОДГЕО; М. , 1972. Вып. 35. С. 43-48.

76. Недрига В.П. Вопросы фильтрационных расчетов гидротехнических сооружений. М. : Госстройиздат, 1973. С. 30-56.

77. Недрига В.П., Малюта В.Н. Вопросы фиьтрационных расчетов гидротехнических сооружений. М. : Госстройиздат, 1973. С. 55-77.

78. Недрига В.П. Фильтрация в однородных намывных плотинах на проницаемом основании : сб. науч. тр. / ВНИИ ВОДГЕО; М. , 1968. Вып. 19. С. 311.

79. Недрига В.П. Расчет установившейся фильтрации в неоднородных дамбах хвостохранилищ : сб. науч. тр. / ВНИИ ВОДГЕО; М. , 1969. Вып. 22. С. 13-17.

80. Никитин С.Н. Построение ожидаемой поверхности скольжения по напряжениям в бортах карьеров // Уголь. 1962. №1.

81. Ничипорович A.A. Расчет устойчивости откосов земляных плотин с учетом гидродинамических сил : сб. науч. тр. / ВНИИ ВОДГЕО; М. , 1959. С. 101-170.

82. Норватов Ю.А., Бокий Л.Л., Шмидт E.H. Движение горных работ: сб. ВНИМИ XXXIX, 1973. С. 185-192.

83. Нумеров С.Н. О Фильтрации к горизонтальной дрене в случае горизонтального водоупора // Изв. ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, 1951. т.46 С. 72-85.

84. Оксанич И.Ф. О состоянии проектирования хвостовых хозяйств на предприятиях МЧМ СССР : материалы семинара //Проектирование, строительство и эксплуатация хвостохранилищ обогатительных фабрик. Белгород : ВНИИ ВИОГЕМ, 1978. С. 3-7.

85. Павловский H.H. О фильтрации воды через земляные плотины. JI. : Сектор гидротехн. сооруж., 1931. Вып. 24.

86. Павловский H.H. Теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями и её основные приложения. М.: АН СССР, 1956, т.2.

87. Панчишин В.И. Электропроводная бумага с анизотропной проводимостью. Киев. : Изв. АН УССР, 1959. №4. С. 379-382.

88. Панюков П.Н., Ржевский В.В., Истомин В.В и др. Геомеханика отвальных работ на карьерах. М. : Недра, 1972. 183 с.

89. Певзнер М.Е. Борьба с деформациями горных пород на карьерах. М.: Недра, 1978. 255 с.

90. Пивовар Н.Г. Дренаж мелиоративных систем и гидротехнических сооружений с фильтрами из искусственных волокнистых материалов: Автореф. дис. . доктора техн. наук. Киев, 1975.

91. Поплавский В.Г., Свирякин Б.И. Изучение фильтрационного режима хвостохранилищ: Тр. НИ и ПИ Казмеханобр, 1984. сб. 8.

92. Попов С.И., Резников М.А. Оценка устойчивости бортов карьеров методом динамического программирования // Горн. журн. Изв. вузов, №8, 1973. С. 56-58.

93. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР (1917-1967 гг.) М.: Наука, 1969. 545 с.

94. Разработка методики расчета напряженно-деформированного состояния и устойчивости хвостохранилищ: науч. отчет. / ВНИИ ВИОГЕМ; по ред. С.Г.Аксенова. Белгород : ВИОГЕМ, 1977. 198 с.

95. Рауз X. Механика жидкости для инженеров-гидротехников. М.-Л. : Изд. Госэнерго, 1958. 367 с.

96. Рекомендации по проектированию сооружения шламохранилищ металлургической промышленности. М. : Госстройиздат, 1971. 77 с.

97. Рекомендации по проектированию хвостовых хозяйств предприятий металлургической промышленности. М.: Стройиздат, 1975. 177 с.

98. Розанов Н.П. Гидротехнические сооружения. М. : Стройиздат, 1978. С. 158-162.

99. Романов A.B. Вопросы фильтрационных расчетов гидротехнических сооружений. М. : Госстройиздат, 1959, сб.З. С. 66-120.

100. Романов A.B., Александри В.Ф. К вопросу фильтрационных расчетов хвостохранилищ // кн. / Вопросы фильтрационных расчетов гидротехнических сооружений. М. : ВНИИ ВОДГЕО, 1964. №4. С. 53-74.

101. Русинов И.Я. Исследование физико-механических характеристик намывных песчаных грунтов при намыве насыпей на аэродромах.М. : ЛКВВНА им. А.Ф.Можайского, 1959. 76 с.

102. Савков Л.В. Расчет устойчивости однородных необводненных откосов при различных типах криволинейных поверхностей скольжения: сб. на-учн. трудов. М. : Недра, 1974. №24. С. 49-55.

103. Свод правил СП 22.133330.201 1. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. М. : Минрегионразвития РФ, 2011.

104. Сиванбаев A.B. Результаты экспериментальных исследований уплотнения хвостов при намыве. М. : Гидротехническое строительство, 1969. №12. С. 25-67.

105. Смирнов A.C., Бородавко Ф.Ф., Контримавичус А.Ф. Осушение месторождений, специальные горные работы, рудничная геология, маркшейдерское дело. Белгород. : ВИОГЕМ, 1976. вып. XXI. С. 80-86.

106. Тер-Степанян Г.И. О длительной устойчивости склонов. Ереван. : АН Арм. ССР, 1962. 117 с.

107. Тер-Аракелян У.А. Общее решение задач статики грунтов при круг-лоцилиндрических поверхностях скольжения. М. : Гидротехническое строительство, 1962. №12. С. 10-15.

108. Терцаги К. Теория механики грунтов. М. : Госстройиздат, 1961.507 с.

109. Технико-экономические показатели горных предприятий за 19902010 гг. Екатеринбург : Институт горного дела Ур О РАН, 201 1. 373 с.

110. Тихомиров А.П. Расчет раскладки грунта по фракциям при намыве плотин // Труды ГНСП. М., 1965. вып.25.

111. Троицкая М.Н. Новый способ расчета устойчивости откосов и склонов. М. : Дориздат, 1951. С. 21-24

112. Угинчус A.A. Новая гидравлическая теория фильтрации через земляные плотины // Гидротехническое строительство. 1944. №11, С. 1-5.

113. Федоров И.В. Методы расчета устойчивости склонов и откосов. М. : Госстройиздат, 1962. 202 с.

114. Федоров И.С., Добровинская O.E. К вопросу установления расчетных физико-механических характеристик хвостов: сб. научн. тр. / ВНИИ ВО-ДГЕО; М, 1963. вып.5. С. 27-42.

115. Федоров И.С., Добровинская О.Х. Свойства и расчетные характеристики намытых хвостов рудообогатительных фабрик. М. : Недра, 1970. 151с.

116. Фелениус В. Статика грунта. М. : Госстройиздат, 1933. 127 с.

117. Фильчаков П.Ф., Панчишин В.И. Интеграторы ЭГДА. Киев. : АН УССР, 1961. 171 с.

118. Фильчаков П.Ф. Теория фильтрации под гидротехническими сооружениями. Киев. : АН УССР, т.2, 1960. 256 с.

119. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М. : Недра, 1965. 378 с.

120. Флорин В.А. Теория уплотнения земляных масс. М. : Госстройиздат, 1948. 213 с.

121. Флорин В.А. Основы механики грунтов, т. II. М. : Госстройиздат, 1961. 215 с.

122. Харр М.Е. Основы теоретической механики грунтов. М., 1971. 320 с.

123. Цимбаревич П.М. Механика горных пород. М. : Углетехиздат, 1948.184 с.

124. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. М. : Недра, 1975. 303 с.

125. Чеботарев Г.П. Механика грунтов, основания и земляные сооружения. Пер. с англ. Изд.2. М. : Строительство, 2009. 616 с.

126. Чернявский В.А. Полевые исследования хвостохранилищ и шламо-отвалов// материалы семинара / Проектирование, строительство и эксплуатация хвостохранилищ обогатительных фабрик. Белгород : ВНИИ ВИОГЕМ, 1978. С. 199-200.

127. Чугаев P.P. Расчет устойчивости земляных откосов и бетонных плотин на нескальном основании по методу круглоцилиндрических поверхностей обрушения. М. : Госстройиздат, 1964. 178 с.

128. Чугаев P.P. Земляные гидротехнические сооружения. Л. : Энергия, 1967. 460 с.

129. Чуянов Г.Г. Хвостохранилища и очистка сточных вод. Екатеринбург : Ур ГГГА, 1998. С. 7-122.

130. Шестаков В.М., Кузнецова П.А. Фильтрационная устойчивость песчаных откосов. Труды ВНИИ ВОДГЕО. М. : Госстройиздат, 1958. С. 274-301.

131. Шестаков В.М. Фильтрационный расчет земляных плотин с экраном, понуром и зубом. В кн.: Вопросы фильтрационных расчетов гидротехнических сооружений. М. : Госстройиздат, 1959. №3. С. 177-185.

132. Шнеер И.А. Плотность песков при их намыве // Гидротехническое строительство. 1958. №1. 215 с.

133. Шульц Л.В. Особенности физико-механических свойств отложений хвостохранилищ: сб. науч. тр. / НИиПИ Казмеханобр, Алма-Ата , 1988. №8. С. 107-110.

134. Шульц Л.В. и др. Физико-механические свойства грунтов хвостохранилищ: сб научн. тр. / ЛПИ, Л. , 1974. №338. С. 93-95.

135. Шульц Л.В. Инженерно-геологические исследования особенностей формирования состава и физико-механических свойств искусственных грунтов хвостохранилищ горно-обогатительных фабрик цветной металлургии. Ав-тореф. дисс. . канд.тех.наук. Л. , 1980. 24 с.

136. Busch K.-F, Hackeschmidt M. und Luckner L. Einfürung in die praktische Similirung der Brundwasserbewegung mitttls elektrisch Papiere und Elektroly-te, Bergbautechnik, 18, 1968, H. 5.

137. Bischop A.W. The Use oft he Slip Circle in the Stability Analysis of Slopes. Geotechique, vol. 5, 1955.

138. Cedergren H.R. Seepage, Drainage and Flow Nets. New York, John Wily and sons, 1967.

139. Dupuit I. Etuages theoriques of practiques sur le movement des eaux. Paris, 1863.

140. Gilboy G. Hydraulic fill dams. Congress of lagre dams. 1933.

141. Kealy C.D. and R.A. Busch. Determining Seepage characteristics of Mill-Tailing Dams by the Finite Elements Method /Washington/, U.S/Dept. of the Interior Burew of Mining, 1971.

142. Luckner L., Schestakow W.M. Simulation der Geofiltration, Leipzig,1976.

143. Hari K. Mittal and Norbert R. Morgenstern. Seepage control in tailing dams. Canadian Geotechnical Jornal, v. 13, №3, August, 1976, p.p. 277-293.

144. Darcy H. Les fontaines publiques de la ville de Dijen, Paris, 1856.

Информация о работе

Суров, Александр Иванович
кандидата технических наук
Магнитогорск, 2011
ВАК 25.00.22

Диссертация

Обоснование параметров горнотехнических сооружений для размещения отходов обогащения железорудного сырья - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы