Применение пластового дренажа для предотвращения аккумулирования атмосферных осадков в теле отвала

В условиях мелкосопчатого рельефа большую часть внешних отвалов размещают в логах и долинах рек, русло которых отведено, но за счет стока атмосферных осадков со склонов сопок к долине бывшей реки, ввиду заиливания или сложения русла глинистыми грунтами, формируется техногенный водоносный горизонт. Вследствие насыщения основания внешнего отвала водой происходят подошвенные и подподошвенные оползни, приводящие к перемещению колоссальных объемов горной массы [1], что наносит экономический и экологический ущерб окружающей среде [2]. Представлена методика прогноза устойчивости приоткосной части обводненного отвала под действием активных сдвигающих сил и реактивных сил сопротивления сдвигу. Приведен алгоритм прогноза уровня техногенного водоносного горизонта в теле отвала и расчет конструкции и параметров комплекса дренажных сооружений (пластовый дренаж – дренажный банкет – дренажная траншея), обеспечивающего разгрузку техногенного водоносного горизонта. Рассмотрено решение вопроса по снижению обводнения отвальной массы за счет устройства в основании внешнего отвала пластового дренажа из скальной неразмокаемой породы. Показано влияние применения дренажных мероприятий на основной критерий риска развития деформаций и нарушения устойчивости отвала – расчетный коэффициент устойчивости. За счет формирования в основании внешнего отвала пластового дренажа коэффициент устойчивости горнотехнического сооружения увеличивается в зависимости от высоты отвала, угла наклона основания и характеристик сопротивления сдвигу грунтов основания в диапазоне от 10 до 18%.

Пименов З. Г., Бахаева С. П. Применение пластового дренажа для предотвращения аккумулирования атмосферных осадков в теле отвала // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 10. – С. 43–55. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2023_10_0_43.

Пименов Захар Геннадьевич¹ — младший научный сотрудник, e-mail: Zaxar-Pimenov@yandex.ru,
Бахаева Светлана Петровна¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией, e-mail: bsp.mdg@kuzstu.ru,
¹ Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева.

Пименов З.Г., e-mail: Zaxar-Pimenov@yandex.ru.

1. Ананенко Е. В., Бахаева С. П. Геомеханическое обоснование устойчивой насыпи по тальвегу лога // Маркшейдерия и недропользование. — 2020. — № 3 (107). — С. 35—39.

2. Миков Л. С., Счастливцев Е. Л., Андроханов В. А. Оценка эффективности рекультивации на участках разреза «Назаровский» с помощью данных дистанционного зондирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 1. — С. 70—83. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_1_0_70.

3. Зубов В. П., Ковальский Е. Р., Антонов С. В., Пачгин В. В. Повышение безопасности рудников при отработке Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 5. — С. 22—33. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-05-0-22-33.

4. Цивилева А. Е., Голубев С. С. Влияние санкций на работу предприятий угольной промышленности // Уголь. — 2022. — № 8. — С. 84—91. DOI: 10.18796/0041-5790-20228-84-91.

5. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Васильева А. Д. Обоснование устойчивости внешних отвалов Кузбасса и мониторинг их состояния // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 4. — С. 109—120. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-04-0-109-120.

6. Бахаева С. П., Илюшкин В. Д., Тур К. А. Геомеханическое обоснование устойчивости отвала при совместном складировании вскрышных песчано-глинистых пород и отходов обогащения // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2020. — № 4. — С. 49—59. DOI: 10.26730/1999-4125-2020-4-49-59.

7. Ananenko E. V., Bakhaeva S. P. The reason analysis of the overburden rock dumps deformation // E3S Web of Conferences. 2021, vol. 315, article 01001. DOI: 10.1051/e3sconf/ 202131501001.

8. Жабко А. В. Критерии прочности горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11-1. — С. 27—45. DOI: 10.25018/0236_1493_ 2021_111_0_27.

9. Жабко А. В. Новая концепция оценки устойчивости откосов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 10. — С. 104—124. DOI: 10.25018/0236_1 493_2022_10_0_104.

10. Жабко А. В., Жабко Н. М. Расчет критериев безопасности и критических значений контролируемых показателей при мониторинге безопасности намывных гидротехнических сооружений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11-2. — С. 25—38. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_112_0_25.

11. Кутепов Ю. И., Мухина А. С. Оценка влияния гидрогеомеханических процессов в техногенных массивах высоких отвалов на геоэкологические условия территорий их размещения // Международный научно-исследовательский журнал. — 2021. — № 1-2(103). — С. 56—59. DOI: 10.23670/IRJ.2021.103.1.034.

12. Bakhaeva S. P., Gur'ev D. V. Stability prediction in earthfill dams with regards to spatial variability of strength properties of loamy soil // Journal of Mining Science. 2020, vol. 56, no. 1, pp. 20—28. DOI: 10.1134/S1062739120016442.

13. Семячков А. И., Почечун В. А., Семячков К. А. Гидрогеоэкологические условия техногенных подземных вод в объектах размещения отходов // Записки Горного института. — 2023. — Т. 260. — С. 168—179. DOI: 10.31897/PMI.2023.24.

14. Калашник Н. А. Оценка фильтрационной устойчивости ограждающей дамбы хвостохранилища на основе гидрогеомеханического 3D моделирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 12-1. — С. 5—15. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2022_121_0_5.

15. Кутепова Н. А., Мосейкин В. В., Кондакова В. Н., Поспехов Г. Б., Страупник И. А. Особенности инженерно-геологических свойств отходов углеобогащения в связи с их складированием // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 12. — С. 77—93. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_12_0_77.

16. Максимов Д. А. Кольматация пьезометров как индикатор развития фильтрационных нарушений в насыпных гидротехнических сооружениях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5-1. — С. 270—279. DOI: 10.25018/0236_1493_ 2021_51_0_270.

17. Spencer E. A. Method of analysis of the stability of embankments assuming parallel interslice forces // Géotechnique. 1967, vol. 17, pp. 11—26. DOI: 10.1680/geot.1967.17.1.11.

18. Morgenstern N. R., Price V. E. The analysis of the stability of general slip surfaces // Géotechnique. 1965, vol. 15, no. 1, pp. 79—93. DOI: 10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000987.

19. Bishop A. W. The use of the slip circle in the stability analysis of slopes // Géotechnique. 1955, vol. 10, pp. 129—150. DOI: 10.1680/geot.1955.5.1.7.

20. Глазунов В. В., Бурлуцкий С. Б., Шувалова Р. А., Жданов С. В. Повышение достоверности 3D-моделирования оползневого склона на основе учета данных инженерной геофизики // Записки Горного института. — 2022. — Т. 257. — С. 771—782. DOI: 10.31897/ PMI.2022.86.