Анализ процесса деформирования грунтовой дамбы при заполнении чаши хвостохранилища

Abstract

Актуальность. Мониторинг деформаций грунтовых дамб хвостохранилищ - это важный элемент в обеспечении промышленной безопасности. Результатом деформационного мониторинга являются зафиксированные смещения поверхности дамб или отдельных марок деформационной сети. Однако не все фиксируемые смещения являются опасными. В данной работе обосновано разделение фиксируемых смещений на деформации склонов, представляющее опасность прорывов, и оседания вследствие сжатия нижерасположенного массива горных пород, не представляющие опасности. Целью работы является определение характера механического воздействия заполняемого резервуара хвостохранилища на ограждающую дамбу и окружающую земную поверхность на примере одного из хвостохранилищ. Примененный подход в оценке деформирования грунтовых дамб базируется на соотношениях между наблюдаемыми смещениями, характеристиками объекта и интенсивностью складирования отходов. При этом принципиально важно, что нет зависимости между предлагаемой обработкой измерений и методами определения смещений. Методы. Измерение и обработка результатов осуществлялись при помощи геодезических методов - геометрического нивелирования и ГНСС позиционирования. Анализ результатов производился с помощью статистических и геостатистических методов. Результаты и выводы. Установлено, что в течение восьми серий измерений преобладающим типом смещений являются оседания. Анализ измерений показал, что горизонтальные смещения пунктов наблюдательной станции находятся на уровне погрешности измерений. Распределение оседаний марок дамбы хвостохранилища, характер деформирования головной плотины, а также отсутствие значимых горизонтальных смещений позволяют заключить, что тело дамбы находится в устойчивом состоянии, а фиксируемые оседания - проявление деформации естественного массива в основании гидросооружения под нагрузкой веса складируемых хвостов.

Relevance. Monitoring of earth-filled tailings dams deformation is an important element of industrial safety. The result of deformation monitoring is the defined displacement of dam surface or individual marks of the deformation network. However, not all displacements are dangerous. In this paper, the author justified the separation of displacements into slope deformations, which is a risk of dam failure, and subsidence due to compression of the underlying rock mass that are not dangerous. The purpose of the research is to assess the mechanical effect of the storing tailings on the surrounding earth-filled dam and the underlying rock mass; determine the prevailing nature of the observed deformation marks displacements - the dam ground layer sliding or subsidence of the earth's surface under the influence of the mass of stored mining waste. Research methods are geostatistical analysis of vertical and horizontal displacements of the deformation network marks. The displacements of the deformation marks were determined using GNSS measurements and leveling. Conclusions. It is established that the predominant type of displacements is subsidence. Horizontal displacements are equal to the level of measurement error. Investigation have shown that the observed displacements are not a result of the sliding of the earth-filled dam's material, but subsidence caused by compression of the rock mass under the influence of the weight of the tailings.