Обеспечение безопасности хвостохранилищ. Ограждающая дамба хвостохранилища Что такое хвостохранилище
Обычно хвостохранилища сооружают недалеко от обогатительных фабрик, в котловинах, ущельях, распадках. Из самих хвостов намывается дамба, которой огораживается хвостохранилище. При отстаивании хвостов происходит их разделение на осадочную твердую фазу и воду. Вода вторично используется обогатительной фабрикой или сбрасывается в стоки.
Накопленные технологические отходы являются потенциальным сырьем. С течением времени появляются технологии, позволяющие использовать компоненты отходов. Это открывает возможности для перспективной разработки «вторичных месторождений».
Это то, что пишут о хвостохранилищах во всех справочниках.
Но есть еще одна сторона вопроса, которая хорошо известна жителям территорий, примыкающим к хвостохранилищам, но описывается подробно только в независимых интернет-изданиях.
1. Хвостохранилище Южно-Уральского криолитового завода (г.Кувандык Оренбургской области).
0 5 ноября 2012 года возле шламохранилища № 1 Южноуральского криолитового завода вдоль береговой линии водоема были обнаружены мертвыми около 180 диких птиц, в их числе - 168 белолобых гусей, 9 лебедей и 1 утка. Большинство трупов несчастных птиц были изъедены дикими животными.
Как сообщил Россельхознадзор по Оренбургской области, причиной отравления птиц стали жидкие ядовитые отходы, попавшие в водоем. Вскрытие погибших пернатых показало ожог слизистой оболочки глотки, гортани, трахеи. Птицы погибли, когда пили воду после длительного перелета. Жидкие ядовитые вещества находились в пробах воды, взятых на месте происшествия, в трупах птиц и по периметру шламохранилища.
2. Михайловский ГОК (г. Железногорск Курской области).
Каждое лето в различные инстанции поступают жалобы дачников на то, что их сады засыпает пылью.
Эта пыль и от производимых на карьере взрывов, это пыль и с хвостохранилища.
На Михайловском ГОКе пыление хвостохранилища как правило, связывают с сильным ветром. Раскладка хвостов по всему периметру хвостохранилища с целью снижения площади пылящих пляжей, обработка пляжей специальным связующим раствором, ежедневное орошение пляжей и полив автодорог — вот перечень мер, которые, если верить официальному ответу, принимаются на МГОКе, чтобы уменьшить пыление.
И не смотря на многочисленные мероприятия по пылеподавлению факт остается фактом - каждое лето садоводы жалуются на то, что их засыпает пылью.
Так выглядит хвостохранилище Михайловского ГОКа:
А
А это пыль, которая поднимается после взрывов на карьере.
3. Салаирский ГОК (г. Салаир Кемеровской области)..
Хвостохранилище расположено к югу от города. А в розе ветров Салаира преобладают западные, юго-западные и южные ветры. Поэтому в ветреную сухую погоду пыль с хвостов летит на город, покрывая серым слоем дома и огороды.
Вода, с которой хвосты поступают в хранилище, отстаиваясь в пруду, стекает со склонов в реку. Из хранилища Салагаевский Лог вода через обычную инженерную систему попадает в колодцы-отстойники, а из них двумя дренажными ручьями сбрасывается в реку. Иных очистных сооружений здесь нет.
Наблюдаются серьёзные нарушения по трём пунктам: направление, расстояние и высота. Получается, что и без того опасный объект, содержащий тяжёлые металлы, и расположен опасно.
На все вопросы о таких нарушениях работники фабрики отвечают, что все претензии надо предъявлять не к ним, а к проектировщикам хвостохранилища: в далёкие 30-е годы главной задачей являлся выпуск металла, а не вопросы безопасности природы и населения
4. Солнечный ГОК (Хабаровский край).
Наиболее крупное хвостохранилище площадью более 65 га располагалось рядом с Центральной обогатительной фабрикой (ЦОФ) комбината на расстоянии 3 км от районного центра - поселка Солнечный. За более чем 20-летний период эксплуатации в хвостохранилище ЦОФ складировано 23,9 млн. тонн отходов обогащения.
В 90-е годы постоянно ухудшающееся экономическое положение Солнечного ГОКа, который за последние годы неоднократно менял собственников и название, привело сначала к остановке ЦОФ, а затем и ее полному демонтажу. Прекратилась эксплуатация хвостохранилища, являющегося сложным и ответственным гидротехническим сооружением (ГТС), обслуживанием которого занималась специализированная служба в составе ЦОФ. При этом резко возросло его негативное влияние на окружающую природную среду.
Осушение хвостохранилища породило серьезную экологическую проблему - пылевое загрязнение поселка Солнечный и прилегающей территории отходами обогащения.
С учетом масштаба рекультивируемого объекта, являющегося одним из крупнейших в Дальневосточном регионе, стоимость реализации разработанного проекта оказалась значительной и составила несколько десятков миллионов рублей.
Принимая во внимание, что накопленные отходы образованы в результате деятельности государственного предприятия, каковым являлся Солнечный ГОК, оплата работ по рекультивации хвостохранилища могла бы быть произведена из средств федерального бюджета. Но на все обращения правительства края, а также депутатов Государственной думы и членов Совета Федерации РФ, в федеральные органы исполнительной власти, председателю правительства и президенту Российской Федерации с просьбой о выделении средств на проведение рекультивации экологически опасного объекта был получен отказ.
Решение данной проблемы стало бы возможным при условии выделения из федерального бюджета средств на общероссийские пилотные мероприятия по ликвидации прошлого экологического ущерба, чего настойчиво добивается Министерство природных ресурсов РФ.
Джидинский вольфрамо-молибденовый комбинат (г.Закаменск, республика Бурятия).
Город расположен в горнотаежной зоне, удален от прочих промышленных центров, в долине небольшого водотока, берущего начало в Монголии
. Тем не менее, экологическая обстановка на большей части территории города и окрестностях крайне неблагоприятная.
Основными источниками загрязнения являются техногенные пески хвостохранилищ работы обогатительных фабрик закрывшегося Джидакомбината, и рудничные, штольневые, карьерные, подотвальные воды ручьев Гуджирка, Инкур, содержащие водорастворимые формы рудных элементов, и загрязняющие через поверхностный и подземный сток почвы на территории города и воды рек Модонкуль и Мыргеншено.
Всего же за период работы Джидинского вольфрамо-молибденового комбината образовалось более 40 млн тонн отходов. В рудах, разрабатывавшихся комбинатом, содержатся элементы второго и третьего класса опасности.
Площадь экологически неблагополучной территории составляет 867 га, в том числе 487 га в Закаменске (68,53 % от территории города), 380 га — горные выработки и отвалы вскрышных пород.
На территории самого города по суммарному показателю загрязнения химическими элементами (Cu, Zn, As, Pb, Mo, W, Cd, Sb) выделяются:
— зона экологического бедствия площадью 281,3 га (39 % территории города)
— зона чрезвычайной экологической ситуации площадью 205,8 га (29 % территории города).
Ситуацию усугубляет крайне неудачное расположение первого хвостохранилища, закрытого в 1958 году — на возвышенности, на окраине города. В результате во время дождей тяжелые металлы мигрируют с поверхностным стоком грунтовыми водами через густонаселенные районы города, заражая правобережье города потоками рассеяния водорастворимых соединений металлов. Также, при сильном ветре нередки пыльные бури, сформировавшие хвост рассеяния техногенных песков вдоль подножия горы протяженностью 15 км.
В итоге речка Модонкуль является одним из самых грязных водных объектов на территории Байкальского региона.
В 2010 году вопрос о ликвидации хвостохранилища власти республики внесли в качестве предложения в Федеральную целевую программу «Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории».
В то же время компания «Твердосплав» выиграла конкурс на пользование недрами в районе Холтосонского и Инкурского месторождений и планирует в ближайшие годы построить новый горно-обогатительный комбинат.
Так выглядит хвостохранилище Джидинского вольфрамо-молибденового комбината.
Пыльные бури над Закаменском.
Прорыв дамбы на Карамкенском хвостохранилище цианидов (Магаданская область).
Официальные СМИ сообщили:
29 августа 2009 года в Магаданской области произошел прорыв дамбы на речке Туманной, в результате чего было смыто несколько домов в пос. Карамкен, 1 человек погиб,несколько пропали без вести.
Но власти и средства массовой информации умалчивали о том, что это была не простая дамба. Эта дамба дамба на речке Туманной на самом деле являлась хвостохранилищем Карамкенского ГОКа, и удерживала несколько миллионов тонн отходов золотодобывающего производства. В них цианиды, ртуть и весь спектр остальных тяжелых металлов таблицы Менделеева. Хвостохранилище было образовано во время работы Карамкенского ГОКа.
В постсоветское время этот ГОК неоднократно перекупался, но никто из хозяев не принимал серьезных мер по обустройству хвостохранилища и последующей его ликвидации.
Не принимала таких мер и областная администрация. В результате над частью территории Магаданской области постоянно висел “дамоклов меч” прорыва дамбы и отравления большей части Хасынского, части Ольского районов и сброса цианидов в Охотское море. Во время ливневых дождей прорыв дамбы произошел. Эти ядовитые отходы хлынули вниз по течению рек Хасын, и Армань. По берегам этих рек стоят посёлки Карамкен, Палатка, Хасын, Стекольный, Сплавная, Армань и другие, где проживают десятки тысяч людей.
Жители этих посёлков в настоящее время подверглось смертельной опасности в случае употребления отравленной воды в пищу. Но региональные власти и МЧС не предупредило население о нависшей смертельной опасности отравления питьевой водой.
По берегам реки Хасын стоят поселковые водозаборные станции.
Рудник "Пионер" (г.Петропавловск Амурской области).
В феврале 2013 года в социальных сетях появилась информация о разрушении дамбы хвостохранилища на золоторудном месторождении «Пионер» группы компаний «Петропавловск».
«Дамбу прорвало несколько дней назад, из-за морозов устранить разрушения не получается, и загрязнённая цианидами вода пошла в сторону посёлка Пионер, - сообщил «Амур.инфо» один из очевидцев. По словам местных жителей, в посёлке чуть более 10 жилых домов, люди берут воду из скважин и колодцев, которые могут быть загрязнены опасным веществом.
Один из работников рудника «Пионер» добавил корреспонденту ИА «Амур.инфо», что утечка началась 3-4 дня назад. Вода вытекает из-под дамбы двумя ручьями, залило уже довольно большую территорию. Всё это время утечку пытаются засыпать, но пока вода не останавливается.
Отдел экологической безопасности «Петропавловска» данных об утечке цианидов не подтвердил.
Примечательно, что в июле 2012 года жители Селемджинского района жаловались на неоднократные утечки вредных цианидов на ООО «Албынский рудник», также входящий в группу компаний.
Тогда в заявили, что в ходе неоднократных проверок Росприроднадзора никаких утечек выявлено не было. Было заявлено, что «процесс осуществляется в соответствии с требованиями Международного кодекса использования цианида (ICMC)».
"Росприроднадзор" не выявил никаких утечек. Однако весь снег вдоль дороги был кирпично-бурого цвета. Понятно, что убрать все это было невозможно, и весной химикаты поступили в близлежащие ручьи.
Абагурская аглофабрика (Кемеровская область).
Авария на хвостохранилище Абагурской аглофабрики произошла 19 сентября 2012 года. Тогда в резервном хвостохранилище аглофабрики осветленная вода, которая используется в оборотном водоснабжении предприятия, промыла участок дамбы. В течение трёх часов насыпь была восстановлена, течь устранена, а работы по укреплению дамбы продолжались ещё около месяца.
На работе Абагурской аглофабрики прорыв дамбы не отразился, так как хвостохранилище расположено за пределами промышленной площадки предприятия. Представители фабрики заверяли, что «хвосты» после обогащения железной руды имеют пятый класс опасности, то есть на уровне твёрдых бытовых отходов, и экологической угрозы не представляют.
Но, как указывается в заключении Ростехнадзора, сделанного по итогам расследования причин происшествия, разрушение дамбы хвостохранилища привело к загрязнению около 31,5 тысяч кв.м земли. Кроме того, были подтоплены насыпи железной дороги Новокузнецк-Междуреченск, разрушен участок гравийной автодороги к Абагурскому разъезду, а «хвосты» попали в русло Кондомы. Причинами аварии Ростехнадзор назвал несоответствие в полной мере декларации безопасности хвостохранилища фактическому положению этого гидротехнического сооружения, «превышение допустимого уровня превышения ёмкости, отсутствие ежедневного контроля отметки уровня воды».
Авария на Абагурской аглофабрике.
| Надежденский металлургический завод (Норильский промышленный район).
Хвостохранилище Надеждинского металлургического завода является одним из наиболее крупных хвостовых хозяйств Норильского промышленного района. Хвостохранилище расположено в 12 км на юго-запад от завода в верховьях реки Буровой, входящей в водосборный бассейн р. Дудинка. Бассейн реки Буровой на северо-западе и севере граничит с бассейнами рек Амбарной и Далдыкан, которые входят в водосборную систему озера Пясино. В октябре 1995 года при достижении уровнем хвостохранилища отметки 286,8 м абс. произошел прорыв вод отстойного пруда хвостохранилища в нижний бьеф по грунтам основания. Расход фильтрационных утечек в нижнем бьефе составил более 5500 м 3 /час. Фильтрационные воды с высоким содержанием загрязняющих компонентов (сульфаты, натрий, кальций) устремились в старое русло р. Буровой и по нему в рр. Ю. Ергалах, Дудинка, Енисей. Произошло практически полное затопление потерны, приведшее к выходу из строя замораживающей системы, соответственно цементационная завеса в центральной части талика прекратила свою нормальную работу. Началась обходная фильтрация и, как следствие, расширение подруслового талика. Серое поле на фотографии-хвостохранилище Надеждинского металлургического завода.
Рудник "Ирокинда" (Муйский район республики Бурятия).
|
С момента ликвидации этих ГОКов в 1997 году никаких мероприятий по обеспечению капитальной устойчивости ограждающих дамб не выполнялись. В настоящее время там не обеспечивается даже минимальный уровень безопасности. Ежегодно хвостохранилища наполняются паводковыми водами, в результате чего возникает угроза прорыва дамб, загрязнения речного бассейна и акватории Северного Ледовитого океана отходами горнодобывающего производства-ртути, цианидов, использовавшихся в обогатительном цикле для извлечения золота.
Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в конструкциях ограждающих дамб хвостохранилищ. Сущность изобретения: фильтрующая дамба хвостохранилища содержит основное тело 1, выполненное из вскрышных горных пород, противофильтрационный экран 2 из суглинка, устроенный на верховом откосе по переходной зоне 3 из щебня. Водопропускной элемент 4 выполнен в виде поперечных равномерно распределенных по верховому откосу участков фильтрующих "лент", не закрытых экраном 2. Суммарная пропускная способность "лент" соответствует требуемому водосбросному расходу хвостохранилища. 2 ил.
Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к конструкции ограждающей дамбы хвостохранилища. Известна дамба намывного накопителя из крупнообломочного грунта и грунтового материала, содержащая внутреннюю фильтрующую зону, дренаж и ограждение. Ограждение выполнено в виде внутреннего теплогидроизоляционного экрана из грунтовых слабопроницаемых материалов. Экран сопряжен с водонепроницаемым основанием с помощью непромерзающей дренирующей призмы, причем пустоты наброски замыты только с верховой стороны экрана Недостатком конструкции такой дамбы является неравномерная фильтрация через нее из-за возможной кольматации участков фильтрующей призмы при намыве верхних ярусов накопителя, а также сложность устройства наклонного теплогидроизоляционного экрана. Наиболее близкой к предлагаемой дамбе, по технической сущности и достигаемому результату является фильтрующая дамба для ограждения зоны намыва грунта, основное тело которой выполнено из нескольких малопроницаемых грунтов. В основании дамбы размещен водопропускной элемент и фильтрующий слой, а между фильтрующим слоем и телом дамбы расположен слой из крунообломочных скальных грунтов, который гидравлически связан с водопропускным элементом, выполненным в виде водопроводящих труб Недостатком такой дамбы является неравномерная фильтрация через дамбу при ее большой протяженности и значительном перепаде отметок дна хвостохранилища. Задачей предлагаемого решения является исключение неравномерности фильтрации через ограждающую дамбу хвостохранилища. Ожидаемый технический результат может быть достигнут, если в известном устройстве ограждающей дамбы, содержащей основное тело, противофильтрационный экран, водопропускной элемент и трубчатый дренаж, согласно изобретению, водопропускной элемент на верховом откосе дамбы выполнить в виде поперечных равномерно распределенных участков фильтрующих "лент", не закрытых экраном, причем суммарная пропускная способность "лент" должна соответствовать требуемому водосбросному расходу. Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение не выявлены в других аналогичных технических решениях при изучении данной и смежной областей техники, и следовательно, обеспечивают, по мнению заявителя, предлагаемому устройству соответствие критерию "новизна". Сопоставительный анализ предлагаемого устройства в отношении совокупности его существенных признаков с прототипом показывает, что новым в конструкции фильтрующей дамбы является выполнение водопропускного элемента в виде равномерно распределенных участков фильтрующих "лент", не закрытых противофильтрационным экраном, причем пропускная способность "лент" должна соответствовать требуемому водосбросному расходу. Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень". На фиг. 1 изображена дамба хвостохранилища, поперечный разрез; на фиг. 2 план, вид сверху. Ограждающая дамба включает основное тело 1, выполненное из вскрышных горных пород, противофильтрационный экран 2 из суглинка, устроенный на верховом откосе по переходной зоне 3 из щебня, водопропускной элемент 4, выполненный в виде фильтрующих "лент", не закрытых экраном 2. В основании низового клина дамбы выполняется трубчатый дренаж 5. Ограждающая дамба предлагаемой конструкции работает следующим образом: при намыве I яруса наливного хвостохранилища с расходом пульпы, равным Q м 3 /с, происходит равномерный сброс осветленной воды через фильтрующие "ленты" по всему периметру ограждающей дамбы. Для этого ширина "ленты" b и расстояние между ними l назначается в соответствии с фильтрационным расчетом по закону Дарси Q ф =K ф I w, где Q ф фильтрационный расход, равный расходу пульпы, м 3 /с. К ф коэффициент фильтрации грунта "ленты", м/с. I градиент фильтрационного потока, в долях ед. w площадь "ленты", м 2 . При частичной кольматации фильтрующей "ленты" I яруса и подъеме уровня воды в прудке отстойника вступает в работу "лента" II яруса и т.д. Известно, что при создании намывных или наливных хвостохранилищ горно-обогатительных комбинатов необходимо устраивать водосбросные колодцы для отвода осветленной воды из прудка отстойника пульпы или предусматривать плавучие насосные станции. При намыве хвостохранилищ высотой свыше 50 м устройство нескольких ярусов сбросных колодцев или эксплуатации плавучих насосных станций требует значительных эксплуатационных затрат. При этом описанные особенности конструкции ограждающей дамбы позволяют в целом удешевить строительство и снизить эксплуатационные затраты за счет исключения уcтройства водосбросных колодцев или принудительного водоотлива осветленной воды.
Формула изобретения
ОГРАЖДАЮЩАЯ ДАМБА ХВОСТОХРАНИЛИЩА, содержащая основное тело, противофильтрационный экран, устроенный на ее верховом откосе, трубчатый дренаж в основании низового откоса и водопропускной элемент, отличающаяся тем, что водопропускной элемент расположен на верховом откосе дамбы и выполнен в виде поперечных равномерно распределенных участков фильтрующих лент, не закрытых экраном и выполненных с суммарной пропускной способностью, соответствующей водосбросному расходу.
При переработке минерального сырья на горно-обогатительных предприятиях существует высокий риск для экологической безопасности. Он обусловлен хранением и утилизацией токсичных вскрышных пород и хвостов обогащения. Предназначенные для хранения таких отходов хвостохранилища могут стать источником загрязнения грунтовых вод, экосистем и атмосферы, разрушения близкорасположенной инфраструктуры, угрозой жизни людей.
Рисунок. 1 — Устройство армогрунтовой «Системы Террамеш»
Чаще всего, такие нештатные ситуации возникают в результате прорыва дамбы хвостохранилища или нарушения целостности защитного покрытия основания сооружения.
Например, в 2009 году в результате перенаполнения Карамкенского хвостохранилища в Магаданской области произошёл прорыв ограждающей дамбы. Возникший селевый поток затопил посёлок.
Ядовитые отходы из хвостохранилища попали в реки Хасын и Армань по берегам которых стоит множество посёлков и проживают десятки тысяч людей.
Случаются трагедии и национального масштаба, как при прорыве дамбы в Тренто в 1985 году, где число жертв среди населения достигло 268 человек.
Чтобы предотвратить загрязнения окружающей среды отходами обогащения и защитить прилегающую инфраструктуру на долгий срок, необходима эффективная изоляция продуктов переработки минерального сырья. Изоляция отходов обогащения необходима и на период после закрытия ГОКа, когда контроль за состоянием инженерных сооружений может ослабнуть.
Этот вариант укрепления представляет собой модульную систему армирования грунта, используемую взамен традиционных гравитационных подпорных стен. Модули системы располагаются слоями, причём в лицевой части устраивается габионный блок, а грунт обратной засыпки послойно армируется. Для заполнения лицевого габионного блока и устройства обратной засыпки зачастую возможно применить местные материалы.
Рисунок 3. Защитная дамба на месторождении Подероса
Особенностью «Системы Террамеш» является возможность устройства удерживающей конструкции неограниченной высоты, что весьма важно при строительстве накопительных дамб хвостохранилищ.
Для возведения стен значительной высоты используется дополнительное армирование насыпи высокопрочными георешётками «Паралинк» и «Парагрид» .
Эти материалы способны в разы увеличить несущую способность насыпи, благодаря их высоким прочностным характеристикам - до 1 350 кН/м. Армированная таким образом насыпь выдерживает тяжёлую технику вплоть до карьерных самосвалов под нагрузкой, проезжающих по гребню дамбы.
Армогрунтовая «Система Террамеш» является достаточно гибкой, так как габионные блоки лицевой части способны эффективно перераспределять напряжения внутри конструкции. Такая особенность армогрунтовой системы даёт возможность создавать как симметричные, так и асимметричные дамбы.
Дамба хвостохранилища, сооружённая с применением армогрунтовой «Системы Террамеш», показана на рисунках 2 и 3.
Значительное число случаев прорыва дамбы происходит под влиянием подвижек земной коры и деформаций грунтов в основаниях дамб, вызванных землетрясениями. Гибкая армогрунтовая система приспосабливается к относительной осадке грунта лучше, чем традиционные конструктивные решения из железобетона.
Именно поэтому армогрунтовая «Система Террамеш» является сейсмоустойчивой конструкцией. Железобетон не допускает просадок в связи с его жёсткостью в отличие от армогрунтовой системы, которая лучше воспринимает деформации. Подтверждение тому - массовое применение армогрунтовых конструкций на ГОКах на территории Перу, который является одним из самых сейсмически опасных районов Земли.
Показательным примером использования «Системы Террамеш» является устройство новой дамбы хвостохранилища на месторождение Подероса в Перу (рисунок 3).
Укрепление уже существующей дамбы
Рисунок 4. Стабилизация потенциально опасных участков бортов хвостохранилища, рудник Изкаикруз, Перу, 2005
С помощью армогрунтовых систем реализуются не только проекты новых дамб хвостохранилищ, но и осуществляется локальное укрепление участков существующих дамб. Старые хвостохранилища нередко становятся источником экологической опасности, так как они в большей степени подвержены деструктивным процессам.
В этих случаях решение может быть основано на возведении армогрунтовых структур из «Системы Террамеш», поддерживающих существующие подпорные стены.
Например, на руднике Изкаикруз в Перу были укреплены действующие, потенциально опасные участки бортов хвостохранилища, выполненные из железобетона.
Наращивание высоты дамбы
Зачастую владельцу месторождения экономически эффективнее увеличить ёмкость уже существующего хвостохранилища, чем строить новое.
Наращенный с помощью армогрунтовой технологии гребень существующей дамбы обеспечивает безаварийность её эксплуатации. На базе укреплённых бортов карьера Изкаикруз был возведён третий - удерживающий ярус «Системы Террамеш» для увеличения ёмкости хвостохранилища.
Рисунок 5. Гребень дамбы рудника Яурикоха незадолго до окончания строительства
Компания «Маккаферри» выполняла работы по наращиванию дамбы, используя «Систему Террамеш», на руднике Яурикоха в Перу в 2006-м году. По проекту была осуществлена надстройка симметричной 8-метровой насыпи, по которой свободно перемещалась тяжёлая техника (рисунок 5).
Расчёт устойчивых армогрунтовых сиситем
Для расчёта параметров устойчивости армогрунтовых насыпных дамб хвостохранилищ используется специализированный программный комплекс MacSTARS W. Программа MacSTARS W разработана для проверки устойчивости различных массивов грунта и даёт возможность проводить расчёты, используя Метод предельного Равновесия.
С помощью программы MacSTARS W можно проанализировать несколько вариантов устойчивости.
Полный расчет устойчивости. Выполняется для оценки удерживающей способности укрепления до построения конструктива подпорной конструкции.
Расчёт внутренней устойчивости. Даёт возможность построить такую модель подпорной стенки, которая является необходимой в каждом конкретном случае.
Расчёт несущей способности основания проверка на сдвиг и опрокидывание. Для проведения этих расчётов вся подпорная конструкция, или её часть рассматриваются как единый массив, состоящий из отдельных блоков.
Использование армогрунтовой конструкции «Террамеш» в проектах устройства новых, укрепления и наращивания существующих дамб хвостохранилищ является экономически эффективным, поскольку не требует больших затрат на проведение строительных работ.
Материалы для заполнения габионных конструкций и грунт обратной засыпки могут быть взяты непосредственно на объекте строительства, а устройство самой армированной насыпи требует минимума тяжелой техники.
Защита основания хвостохранилища
Геокомпозит «МакДрейн» применяется в качестве дренирующего слоя и отводит жидкую фракцию в дренажные трубки, расположенные на дне хвостохранилища.
Принципиальная схема устройства непроницаемой защиты бассейна хвостохранилища изображена на рисунке 6.
На рисунке 8 отражён пример устройства непроницаемой защиты дна хвостохранилища с использованием комплекса геосинтетических материалов на месторождении Кобрица в Перу.
Рисунок 7. Схема устройства защитной и дренажной системы хвостохранилища Тамбомайо
Аналогичное техническое решение также реализовано и на другом горнодобывающем объекте - месторождении Тамбомайо (рисунки 7 и 9).
Описанные технические решения призваны обеспечить экологичное и безопасное функционирование хвостохранилищ. Использование армогрунтовой «Системы Террамеш» позволяет возводить защитные дамбы хвостохранилищ, которые отвечают всем современным требованиям к эксплуатации.
Прежде всего это долговечность и надёжность.
Такие конструкции подходят для строительства в различных геологических условиях, в частности в зонах с повышенной сейсмической активностью. В силу того, что армогрунтовые дамбы обладают достаточной гибкостью и приспосабливаются к относительной осадке грунта лучше, чем жёсткие конструктивные решения.
С помощью «Системы Террамеш» можно укреплять и наращивать уже существующие насыпи, значительно упрощая весь процесс реорганизации хвостохранилищ.
Это достигается за счёт инженерной продуманности технического решения и относительной простоты возведения конструкции на объекте добычи.
Чтобы получить бесплатную техническую консультацию, обращайтесь в ближайший офис компании Маккаферри .
Текст: Неклюдов Д.Б., директор по развитию ООО «Габионы Маккаферри СНГ, Кукло Иван Александрович, директор по маркетингу
Sp-force-hide { display: none;}.sp-form { display: block; background: rgba(255, 255, 255, 1); padding: 1em; width: 100%; max-width: 100%; border-radius: 0px; -moz-border-radius: 0px; -webkit-border-radius: 0px; border-color: #c49a6c; border-style: solid; border-width: 1px; font-family: Arial, "Helvetica Neue", sans-serif; background-repeat: no-repeat; background-position: center; background-size: auto;}.sp-form input { display: inline-block; opacity: 1; visibility: visible;}.sp-form .sp-form-fields-wrapper { margin: 0 auto; width: 90%;}.sp-form .sp-form-control { background: #ffffff; border-color: #cccccc; border-style: solid; border-width: 3px; font-size: 15px; padding-left: 8.75px; padding-right: 8.75px; border-radius: 0px; -moz-border-radius: 0px; -webkit-border-radius: 0px; height: 35px; width: 100%;}.sp-form .sp-field label { color: #444444; font-size: 13px; font-style: normal; font-weight: bold;}.sp-form .sp-button { border-radius: 0px; -moz-border-radius: 0px; -webkit-border-radius: 0px; background-color: #96693d; color: #ffffff; width: 133px; font-weight: 700; font-style: normal; font-family: "Segoe UI", Segoe, "Avenir Next", "Open Sans", sans-serif; box-shadow: inset 0 -2px 0 0 #6a4b2b; -moz-box-shadow: inset 0 -2px 0 0 #6a4b2b; -webkit-box-shadow: inset 0 -2px 0 0 #6a4b2b;}.sp-form .sp-button-container { text-align: center; width: auto;}
Обогащения полезных ископаемых , именуемых хвостами . На горно-обогатительных комбинатах (ГОК) из поступающей добытой руды получают концентрат, а отходы переработки перемещают в хвостохранилище.
Общие сведения
Обычно хвостохранилища сооружают в нескольких километрах от горнообогатительной фабрики, в понижениях рельефа: котловинах , ущельях , распадках .
Типы хвостохранилищ
По рельефу местности:
- равнинный
- овражный
- пойменный
- карьерный
- шахтный
- косогорный
Хвостохранилища как источник вторичных ресурсов
Накопленные технологические отходы являются потенциальным крупнотоннажным сырьём. С течением времени появляются технологии, позволяющие лучше разделять компоненты отходов. Промышленность выставляет новые требования к сырью, известные источники минералов обедняются и истощаются. Это ведёт к разработке «вторичных месторождений» с целью получения редких элементов, другого ценного сырья.
Экологические проблемы
Старые хвостохранилища, выполненные без учёта фильтрации и других факторов, нередко становятся источником экологической опасности, в том числе, источником загрязнения почвенных вод и атмосферы (например, при пылении). Такая ситуация, например, сложилась в городе Закаменск с хвостохранилищами закрывшегося Джидинского вольфрамо-молибденового комбината.
См. также
Напишите отзыв о статье "Хвостохранилище"
Ссылки
- Хвостохранилище - статья из Большой советской энциклопедии .
- на YouTube
Отрывок, характеризующий Хвостохранилище
Если я правильно понимала, это и был именно тот, которого Север называл Странником. Тот, кто наблюдал...Одеты оба были в бело-красные длинные одежды, подпоясанные толстым, витым, красным шнуром. Мир вокруг этой необычной пары плавно колыхался, меняя свои очертания, будто сидели они в каком-то закрытом колеблющемся пространстве, доступном только лишь им двоим. Воздух кругом стоял благоухающий и прохладный, пахло лесными травами, елями и малиной... Лёгкий, изредка пробегавший ветерок, нежно ласкал сочную высокую траву, оставляя в ней запахи далёкой сирени, свежего молока и кедровых шишек... Земля здесь была такой удивительно безопасной, чистой и доброй, словно её не касались мирские тревоги, не проникала в неё людская злоба, словно и не ступал туда лживый, изменчивый человек...
Двое беседующих поднялись и, улыбаясь друг другу, начали прощаться. Первым заговорил Светодар.
– Благодарю тебя, Странник... Низкий тебе поклон. Я уже не смогу вернуться, ты знаешь. Я ухожу домой. Но я запомнил твои уроки и передам другим. Ты всегда будешь жить в моей памяти, как и в моём сердце. Прощай.
– Иди, с миром, сын светлых людей – Светодар. Я рад, что встретил тебя. И печален, что прощаюсь с тобой... Я даровал тебе всё, что ты в силах был постичь... И что ты в силах отдать другим. Но это не значит, что люди захотят принять то, что ты захочешь им поведать. Запомни, знающий, человек сам отвечает за свой выбор. Не боги, не судьба – только сам человек! И пока он этого не поймёт – Земля не станет меняться, не станет лучше... Лёгкого тебе пути домой, посвящённый. Да хранит тебя твоя Вера. И да поможет тебе наш Род...
Видение исчезло. А вокруг стало пусто и одиноко. Будто старое тёплое солнце тихо скрылось за чёрную тучу...
– Сколько же времени прошло с того дня, как Светодар ушёл из дома, Север? Я уж было подумала, что он уходил надолго, может даже на всю свою оставшуюся жизнь?..
– А он и пробыл там всю свою жизнь, Изидора. Целых шесть долгих десятков лет.
– Но он выглядит совсем молодым?! Значит, он также сумел жить долго, не старея? Он знал старый секрет? Или это научил его Странник?
– Этого я не могу сказать тебе, мой друг, ибо не ведаю. Но я знаю другое – Светодар не успел научить тому, чему годами учил его Странник – ему не позволили... Но он успел увидеть продолжение своего чудесного Рода – маленького праправнука. Успел наречь его настоящим именем. Это дало Светодару редкую возможность – умереть счастливым... Иногда даже такого хватает, чтобы жизнь не казалась напрасной, не правда ли, Изидора?
Чем в действительности являются хвостохранилища обогатительных фабрик с позиции их опасности для народного хозяйства и природной среды?
Проектирование хвостохранилищ обогатительных фабрик горно-металлургических предприятий жестко регламентируется рядом нормативных документов. Главным из них является Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» с изменениями от 2000-2012 гг.
В статье 3 этого закона «Основные понятия» указано, что к гидротехническим сооружениям, среди плотин, каналов, туннелей и прочих, отнесены «сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций» . Следует отметить, что в законе № 117-ФЗ не дано определение понятия «жидкие отходы».
Госгортехнадзор РФ 28.01.2002 г. утверждает «Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов» (ПБ 03-438-02). В пункте 1.1 заявляется, что «настоящие Правила разработаны в соответствии с требованиями Федерального закона «О безопасности гидротехнических сооружений» от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ и распространяются на гидротехнические сооружения (ГТС) хранилищ жидких отходов промышленности (хвостохранилища, шламохранилища, шламонакопители, гидроотвалы, накопители промышленных стоков, водохранилища) . Но в № 117-ФЗ нет сооружений, указанных в скобках. Надо полагать, что этот перечень составлен в Госгортехнадзоре РФ.
Согласно этому перечню, в категорию хранилищ жидких отходов попали и хвостохранилища, и водохранилища.
- «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов» РД 03-418-01 ;
- «Инструкция о порядке определения критериев безопасности и оценки состояния гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов на поднадзорных Госгортехнадзору РФ производствах, объектах и в организациях» РД 03-443-02 ;
- «Методика определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнических сооружений» РД 03-626-03 (Документ утратил силу в связи с приказом МЧС РФ/Ростехнадзора РФ от 18.07.2013 г. № 473/317) .
Во всех перечисленных документах хвостохранилища рассматриваются как накопители жидких отходов, склонных к прорыву ограждающих дамб, к размыву проранов и пляжной зоны. Чем выше ограждающая дамба, тем выше класс гидротехнического сооружения и тем жестче требования к нему. Так, согласно СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения. Основные положения», водохранилища с плотинами из грунтовых материалов отнесены к менее высоким классам, чем хвостохранилища с такой же высотой грунтовых ограждающих сооружений (табл., см. выписку из данного СНиП 33-01-2003 ).
Из приведенной таблицы Б.1 следует, например, что грунтовая плотина Иркутской ГЭС высотой 44 м (хорошо знакомая авторам), удерживающая более 2,5 км 3 воды (ангарская часть водохранилища ), относится к III классу, а хвостохранилище Самартинской ЗИФ в Республике Бурятия с высотой дамбы 23 м и глубиной прудка-отстойника 5-6 м — ко II классу. Безусловно, потенциальные последствия прорыва плотины в первом случае и дамбы во втором несопоставимы. Правда, Ростехнадзор РФ направил в свои региональные управления письмо № 10-04/643 от 24.04.2006 г. , в котором рекомендовал при определении класса хвостохранилищ руководствоваться пунктом 1 таблицы Б.1 СНиПа 33-01-2003 (плотины из грунтовых материалов).
Класс основных гидротехнических сооружений в зависимости от их высоты и типа грунтов оснований (выписка из СНиП 33-01-2003, таблица Б.1, )
|
Сооружения |
Тип грунтов |
Высота сооружений (м) при их классе |
|||
|
Плотины из грунтовых материалов |
|||||
|
Ограждающие сооружения хранилищ |
10 и менее |
||||
|
Примечание. Грунты: А — скальные; Б — песчаные, крупнообломочные и глинистые в твердом и полутвердом состоянии; В — глинистые водонасыщенные в пластичном состоянии |
|||||
Чем же в действительности являются хвостохранилища обогатительных фабрик с позиции их опасности для народного хозяйства и природной среды? На рис. 1 представлены типичные схемы состояния хвостохранилища с пляжным участком (А) и без него (Б). Хвостохранилища с пляжем обычно эксплуатируются в теплом и умеренном климате, где отсутствует опасность намораживания выпускаемых хвостов на лед. В варианте Б представлено состояние хвостохранилища в осенний период для зон с холодным климатом при выпуске хвостов под лед по всей ее площади. Так, при высоте дамбы 20-25 м глубина прудка-отстойника в варианте А составляет 3-4 м, а глубина подтопления для складирования хвостов под лед (вариант Б) — 5-6 м. Остальной объем хвостохранилища занят консолидированными хвостами с плотностью 1,4-1,6 т/м 3 , что близко по свойствам к природной супеси.
Таким образом, в хвостохранилище в жидком виде находится либо некоторый объем воды в прудке-отстойнике (вариант А), либо слой воды глубиной 3-4 м при складировании хвостов под лед (вариант Б). В варианте Б возможно разрушение дамбы фильтрационными потоками и уход воды. Авторы знакомы с такими фактами. На рис.2 и 3 показаны последствия ухода воды на двух хвостохранилищах, что произошло из-за нарушения технологии строительства дамб. На представленных фотографиях хорошо видно, что по проранам практически ушла только вода, а слежавшиеся хвосты, благодаря их хорошей консолидации, не претерпели никаких перемещений.
В работах приведен анализ случаев разрушения дамб хвостохранилищ. При этом отмечено, что в СССР, несмотря на большое число построенных, законсервированных и эксплуатируемых хвостохранилищ, золошлакохранилищ и грунтохранилищ (гидроотвалов), катастрофических разрушений не было, хотя были случаи разрушения с растеканием грунтохранилищ и хвостохранилищ. Чаще всего отмечаются местные выходы на низовой откос фильтрационного потока, что сопровождается оплывами откоса. Были случаи разрушения дамб из-за перелива воды прудка-отстойника через гребень дамбы. Причина этих разрушений — неправильная эксплуатация, допустившая перелив воды через плотину. Во всех случаях разрушения дамб из хвостохранилища уходит оборотная вода и небольшая часть хвостов, увлекаемых движущейся водой. Основная масса консолидированных хвостов остается на месте.
Выводы
На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы.
1. Хвостохранилища обогатительных фабрик не являются «накопителями жидких промышленных отходов» по двум причинам. Во-первых, основной объем чаши хвостохранилища на 80-90 % заполнен твердыми консолидированными хвостами, не склонными к растеканию в случае разрушения ограждающей дамбы. Кроме того, хвосты являются потенциальным сырьем и все чаще вовлекаются в повторную переработку либо для доизвлечения по новым технологиям основного полезного ископаемого, либо для извлечения попутного, ранее не востребованного компонента. По этой причине нельзя считать хвосты отходами. Во-вторых, жидкая фаза представлена оборотной водой, которая не является отходами.
2. При определении класса хвостохранилища, расчете развития гидродинамических аварий и размера вреда в результате аварии на хвостохранилище следует исходить не из высоты дамбы, а из высоты напора оборотной воды и ее объема в чаше.
3. Рекомендуется исключить из перечня «накопителей жидких промышленных отходов» нормативных документов, относящихся к проектированию гидротехнических сооружений, хвостохранилища и шламохранилища обогатительных фабрик и подобные хранилища, содержащие консолидированный нерастекающийся материал.
4. Необходима корректировка существующих нормативных документов или разработка новых для проектирования хвостохранилищ и им подобных накопителей.
Литература
2. «Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов» ПБ 03-438-02 (Утверждены постановлением Госгортехнадзора РФ от 28.01.2002 N 6)
3. «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов» РД 03-418-01 (Утверждено постановлением Госгортехнадзора РФ от 10.07.2001 г. N 30)
4. «Инструкция о порядке определения критериев безопасности и оценки состояния гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов на поднадзорных Госгортехнадзору РФ производствах, объектах и в организациях» РД 03-443-02 (Утверждено постановлением Госгортехнадзора РФ от 04.02.2002 г. N 10)
6. «Методика определения размера вреда, который может быть причинён жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнических сооружений» РД 03-626-03 (Утверждено постановлением МЧС РФ/Госгортехнадзора РФ от 15.08.03 № 482/175а)
7. СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения
8. http://ru.wikipedia.org/
9. Письмо Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору №10-04/643 от 24.04.2006 г. «Об использовании СНиПа 33-01-2003»
10. Евдокимов П.Д., Сазонов Г.Т. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик, М.: Недра, 1978
11. Гузенков С.Н., Стефанишин Д.В., и др. Надёжность хвостовых хозяйств обогатительных фабрик, Белгород, «Везелица», 2007