Мониторинг локальных нарушений фильтрационных процессов в дамбах хвостохранилищ горнорудных предприятий комплексом геофизических и визуальных методов

Предложена идея мониторинга локальных нарушений фильтрационных процессов в теле насыпных гидротехнических сооружений с помощью комплексирования визуального и георадарного методов. Визуальное обследование позволяет оценить процессы, протекающие в теле сооружения по проявлениям этих процессов на его поверхности. Георадиолокация позволяет исследовать процессы, имеющие место в теле сооружения с помощью электромагнитных волн. Комплексирование выбранных методов позволяет эффективно использовать их преимущества и нивелировать недостатки. Предыдущие исследования показали, что комплексное использование данных методов позволяет проводить идентификацию локальных нарушений фильтрационных процессов. В качестве подтверждения предложенной в статье идеи представлены результаты ежегодного мониторинга насыпной ограждающей дамбы хвостохранилища горнорудного предприятия методами георадарного и визуального обследования. Мониторинг был направлен на контроль участков дамбы, на которых в предыдущих исследованиях были выделены локальные нарушения фильтрационных процессов. Данные визуального обследования позволили выявить развитие деформационных и фильтрационных процессов, происходивших в теле сооружения и проявлявшихся на его поверхности в период проведения наблюдений. По результатам георадарного профилирования были выявлены грунты, находящиеся в водонасыщенном состоянии, также была выявлена зональная фильтрационная неоднородность слагающих дамбу грунтов и уточнена структура ограждающей дамбы. Выполнено категорирование грунтов по их свойствам и водонасыщенности в разрезах дамбы в зависимости от скорости электромагнитной волны. Результаты проведенных изысканий показывают хорошее соответствие с данными измерений уровня воды в пьезометрических скважинах.

Максимов Д. А., Дьяков А. Ю. Мониторинг локальных нарушений фильтрационных процессов в дамбах хвостохранилищ горнорудных предприятий комплексом геофизических и визуальных методов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 8. – С. 154–163. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_8_0_154.

Максимов Дмитрий Анатольевич¹ — научный сотрудник, e-mail: maximoffda@gmail.com,
Дьяков Андрей Юрьевич¹ — научный сотрудник, e-mail: dyakov@goi.kolasc.net.ru,
¹ Горный институт КНЦ РАН.

Максимов Д.А., e-mail: maximoffda@gmail.com.

1. Adamo N., Al-Ansari N., Sissakian V., Laue J., Knutsson S. Dam safety: the question of tailings dams // Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering. 2020, vol. 11, no. 1, pp. 1—26. DOI: 10.47260/jesge/1111.

2. Adamo N., Al-Ansari N., Sissakian V., Laue J., Knutsson S. Dam safety and dams hazards // Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering. 2020, vol. 10, no. 6, pp. 23—40.

3. О безопасности гидротехнических сооружений: Федеральный закон № 117-ФЗ от 23 июня 1997 г.

4. ПБ 03-438-02 Правила безопасности гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов.

5. СП 58.13330.2012 Свод правил. Гидротехнические сооружения.

6. Максимов Д. А. Механизмы негативного влияния локальных нарушений фильтрационной устойчивости на надежность насыпных гидротехнических сооружений // Проблемы недропользования. — 2018. — № 2(17). — С. 90—97. DOI: 10.25635/23131586.2018.02.090.

7. Мельников Н. Н., Калашник А. И., Калашник Н. А., Запорожец Д. В. Применение современных методов для комплексных исследований состояния гидротехнических сооружений региона Баренцева моря // Вестник Мурманского государственного технического университета. — 2017. — Т. 20. — № 1-1. — С. 13—20. DOI: 10.21443/1560-9278-201720-1/1-13-20.

8. Azam S., Li Q. Tailings dam failures: a review of the last one hundred years // Geotechnical News. 2010, vol. 28, pp. 50—54.

9. Максимов Д. А., Дьяков А. Ю. Комплексирование визуального и георадарного метода обследования с применением цифровых технологий в целях мониторинга локальных нарушений фильтрационных процессов в теле насыпного ГТС // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № S37. — С. 409–416. DOI: 10.25018/0236-14932019-11-37-409-416.

10. Rey J., Martínez J., Montiel V., Cañadas F., Ruiz N. Characterization of the sedimentary fabrics in ornamental rocks by using GPR // Near Surface Geophysics. 2017, vol. 15, no. 5, pp. 457—465. DOI: 10.3997/1873-0604.2017015.

11. Elkarmotya M., Colla C., Gabrielli E., Papeschi P., Bonduà S., Bruno R. In-situ GPR test for three-dimensional mapping of the dielectric constant in a rock mass // Journal of Applied Geophysics. 2017, vol. 146, pp. 1—15. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2017.08.010.

12. Волосухин Я. В., Бандурин М. А. Проведение эксплуатационного мониторинга с применением неразрушающих методов контроля и автоматизация моделирования технического состояния гидротехнических сооружений // Мониторинг. Наука и безопасность. — 2011. — № 3. — С. 88—93.

13. Инструкция о порядке ведения мониторинга безопасности гидротехнических сооружений предприятий, организаций, подконтрольных органам Госгортехнадзора России РД 03-259-98.

14. Правила организации и проведения натурных наблюдений и исследований на плотинах из грунтовых материалов РД 153-34.2-21.546-2003.

15. Abramov N. N., Dyakov A.Yu., Kalashnik A. I. Identification of water-saturated zones in a protective hydraulic earthen structure by synchronous electromagnetic and seismic sounding // Power Technology and Engineering. 2019, vol. 53, no. 2, pp. 167—171. DOI: 10.1007/s10749019-01055-3.