Шламохранилища СКРУ-3

М.М. ПЧЕЛИНА
МОНИТОРИНГ ФИЛЬТРАЦИОННОГО РЕЖИМА
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
ШЛАМОХРАНИЛИЩА СКРУ-3
Применяемая технология обогащения калийных руд, сопровождающаяся
образованием значительного количества твердых и жидких отходов,
обуславливает необходимость сооружения специальных гидротехнических
сооружений (шламохранилищ) для их складирования. Учитывая, что они
являются потенциальными источниками поступления поллютантов в
окружающую среду, значительное внимание уделяется осуществлению
специальных инженерных мероприятий для их гидроизоляции, исключающей или
сокращающей масштабы фильтрационных утечек рассолов в приповерхностную
гидросферу. Для контроля за данными процессами предусматривается проведение
гидрорежимных наблюдений, осуществляемым по специально сооружаемым в
теле плотины пьезометрам и гидропостам на поверхностных водотоках.
Шламохранилище СКРУ-3 – сооружение II класса балочно-овражного
типа, создано путем строительства глухой земляной плотины, перекрывающей
ручей Архангельский лог (левый приток реки Усолка). Плотина высотой 32 м
отсыпана из грунтов местных карьеров – песков, супеси, суглинка. Проектная
отметка гребня плотины 160,00 м, НПУ – 158,50 м. На верховом откосе сооружен
противофильтрационный экран из полиэтиленовой пленки марки «В».
Мониторинг состояния плотины шламохранилища СКРУ-3 включает
геодезический контроль деформаций сооружения и контроль фильтрационного
режима. Наблюдения за фильтрационным режимом проводятся по 20 пьезометрам
в теле плотины шламохранилища, расположенным по 4 створам (табл.).
Таблица
Характеристика наблюдательной сети
за состоянием дамбы шламохранилища СКРУ-3
Расположение
№
Водовмещающие
водоприемной
пьезометра
породы
части
п-1, п-2,
в основании
пески мелкие с прослоями
п-3а,
дамбы
суглинков,
супесей,
Створ с-654
частично
аллюв.
№ 1-1
отложения
с-653,
в верхней
пески мелкие
с-657
части дамбы
Створ п-5,
в нижней
пески мелкие с прослоями
№ 2-2 п-6
части тела
суглинков
дамбы
п-7, п-8,
в нижней
пески мелкие с прослоями
п-9, п-10
части тела
суглинков,
супесей,
Створ
дамбы
частично
аллюв.
№ 3-3
отложения.
п-8а
в верхней
пески мелкие
части тела
дамбы
п-11, п-12, в основании
пески мелкие с прослоями
п-13,
дамбы
суглинков,
супесей,
с-625
части-чно
аллюв.
Створ
отложения
Створ
33
Назначение
контроль
депрессионной
кривой в теле дамбы
контроль уровня
«верховодки»
контроль
депрессионной
кривой в теле дамбы
контроль
депрессионной
кривой в теле дамбы
контроль уровня
«верховодки»
контроль
депрессионной
кривой в теле дамбы
№ 4-4
с-656,
с-651,
с-652а
в верхней
части тела
дамбы
пески мелкие
контроль уровня
«верховодки»
Кроме наблюдений за химическим составом вод мониторинг
предусматривает обязательный контроль положения фильтрационного потока
(кривой депрессии) в теле и основании, результаты которого являются одним
из основных количественных показателей для определения критерия
безопасности сооружения и оценки его состояния. Наблюдения в пьезометрах
проводятся 6 раз в год в основные гидрологические фазы водного режима:
зимнюю межень (ноябрь, январь, март), весеннее половодье (май), летнюю
(август) и осеннюю (октябрь) межень.
Кроме того, для контроля за масштабами влияния шламохранилища на
поверхностные воды организован гидропост на водоотводной канаве, сток из
которой поступает в руч. Архангельский Лог ниже шламохранилища.
В течение 2008 года абсолютные отметки заполнения шламохранилища
находились в пределах 148,78-149,97 м, что на 1,55 м ниже, чем в 2007 г. Такое
понижение уровня рассолов в шламохранилище вызвало общее понижение
уровней воды в пьезометрах, расположенных в теле дамбы. В тоже время в
пьезометрах, расположенных на низовом откосе дамбы, и в скважинах,
фиксирующий уровень «верховодки» в верхней части тела дамбы (в низовом
клине), значительного понижения уровней в 2008 году не зафиксировано.
При снижении минерализации рассолов в шламохранилище в 2008 году на
27,3-113,57 г/л зафиксировано увеличение минерализации воды на 10,6-171,2 г/л в
пьезометрах, расположенных на гребне дамбы (п-1, п-2, п-5, п-7, п-11). В
пьезометрах, расположенных на низовой берме, низовом откосе и в низовом
клине дамбы шламохранилища, значительного изменения минерализации воды не
отмечено.
Наблюдения по створу № 1-1 показали «падение» фильтрационного потока
на экране, причем максимальный подъем кривой депрессии зафиксирован в
зимнюю межень.
В створе № 4-4, расположенном ближе к левобережному склону,
наблюдается подъем фильтрационного потока от гребня к низовой берме. По
результатам гидрохимического опробования можно предполагать, что подъем
уровня кривой депрессии в низовом откосе происходит за счет склоновых вод.
По створу № 2-2, оборудованному на левобережном склоне дамбы, в
период весеннего паводка отмечено падение кривой депрессии на 1,0-1,2 м.
Минерализация вод составила под гребнем плотины (п-5) 79,38 г/л, в низовом
откосе
(п-6) – 0,864 г/л, что свидетельствует о разбавлении фильтрационных рассолов
поверхностными склоновыми водами.
По створу № 3-3, оборудованному на плотине в правобережном
примыкании к склону, отметки кривой депрессии под гребнем плотины (п-7)
соответствуют отметкам п-5 в створе № 2-2 с разницей в 0,3 м. Минерализация
вод достигает 66,02 г/л. К низовому откосу (п-8а) наблюдается повышение
отметки кривой депрессии под бермой. Здесь же зафиксировано снижение
минерализации фильтрующих вод до 0,731-1,197 г/л.
Анализ результатов гидрорежимных наблюдений позволяет сделать
выводы:
1. Фильтрационный поток в теле плотины при существующем уровне
заполнения шламохранилища находится ниже предельного значения положения
кривой депрессии с учетом работы противофильтрационного экрана.
34
2. Прямой выход рассолов на откос дамбы отсутствует. Причин, влияющих
на снижение коэффициента запаса устойчивости, в течение периода наблюдений
не наблюдалось.
3. Скопление поверхностных вод в верхнем слое низового откоса
происходит в пределах отметок от 136,5 до 132,51 м, что соответствует отметкам
обратного фильтра из щебня. Разгрузка вод происходит через пригрузку из щебня
и затем в водоотводные канавы вдоль низового откоса.
4. Минерализация рассолов в теле плотины по створу 1-1 выше, чем в
шламохранилище. К низовому откосу в створе 1-1 (п-654) происходит снижение
минерализации. По склоновым створам 2-2 ,3-3 и 4-4 в пьезометрах,
установленных в низовом откосе, происходит разбавление рассолов
поверхностными водами.
5. По составу проб, отобранных на гидропосте в ручье Архангельский лог,
можно сделать вывод об отсутствии загрязнения поверхностных вод.
Для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации шламохранилища
целесообразно осуществление следующих мероприятий:
1. При проведении визуальных обследований необходимо обращать особое
внимание:
– на появление вымочек, родников в низовом клине откоса плотины (в
случае их обнаружения, особенно родников, отобрать пробу на химический
анализ, замерить расход и выполнить каптаж обнаруженных родников);
– на целостность обратного фильтра из щебня на низовом откосе – не
допускать его разрушения;
– на работу водоотводных канав и водопропускных труб, сооруженных при
строительстве объездной дороги (при появлении водотоков, проходящих мимо
канав, принять меры по их ликвидации).
2. Не допускать проезда по пригрузке низового откоса.
3. Выполнить тампонаж пьезометра п-4, оборудованного на верховой
берме плотины и выведенного из наблюдений в 2004 году.
35