|
2.2 Особенности хвостохранилищ в аспекте обеспечения их
промышленной безопасности и надежности
Хвостохранилища со складируемыми в них отходами обогащения
полезных ископаемых с точки зрения промышленной безопасности и
надежности представляют уникальные проблемы, во многом отличные от
сходных проблем водохранилищных плотин из грунтовых материалов.
Различия эти весьма существенные, несмотря на многие общие черты в
функциональном предназначении сооружений. Хотя дамбы ограждения
хвостохранилищ являются объектами столь же ответственными, как и
грунтовые плотины водохранилищ – во всех аспектах, и требования к их
надежности и безопасности должны быть одинаковы, на практике это не
всегда соблюдается.
Отметим следующие основные факторы, которые характеризуют
отличия этих двух типов грунтовых гидросооружений с точки зрения
надежности и промышленной безопасности:
существенно могут различаться обстоятельства проектирования,
возведения и эксплуатации водохранилищных плотин и дамб
ограждения хвостохранилищ. Водоподпорные плотины обычно
являются основной частью весьма престижных инженерных
комплексов,
тогда
как
дамбы
хвостохранилищ
часто
рассматриваются как второстепенные объекты для хранения
отходов, что затрудняет обеспечение соответствующих уровней
42
технических решений на всех стадиях – изысканий, проектирования,
строительства, эксплуатации и консервации.
водоподпорные платины и дамбы ограждения хвостохранилищ
существенно различаются по продолжительности их строительства.
Водоудерживающие грунтовые платины обычно строятся несколько
лет, тогда как дамбы хвостохранилищ могут строиться на
протяжении длительного периода времени, обычно, - в течении всего
срока службы хвостохранилища, с наращиванием в высоту и/или
длину. Для хвостохранилищ весьма трудно разделить фазы
собственно строительства и эксплуатации. При этом сроки
строительства затрудняют обеспечение высоких стандартов качества
возводимых сооружений [32]. Следует также учитывать различия
(иногда существенные) в проектных решениях по первичным дамбам
и дамбам наращивания, принимаемым спустя десятки лет
существования накопителя.
имеют место различия в проектных и конструктивных решениях,
процессах, протекающих в теле сооружений и основаниях,
материалах, используемых при строительстве водоподпорных
грунтовых и дамб ограждения хвостохранилищ. Кроме того, в
отличие от грунтовых плотин водохранилищ, водосборные
сооружения которых как правило, стараются выносить за пределы
плотин, водосборные коллекторы хвостохранилищ, обычно
располагаются в теле дамб ограждения либо в их основании и т.п.
создавая, таким образом, дополнительные ослабления в напорном
фронте.
Как и в случае грунтовых плотин водохранилищ, отказы и аварии на
хвостохранилищах носят системный характер и могут быть сопряжены с
различными последствиями, как технико-экономического, так и социально-
экологического характера. Выход из строя хвостохранилища, как одного из
ключевых элементов единой системы гидротранспорта, складирования
43
хвостов обогатительной фабрики и оборотного водоснабжения может повлечь
за собой нарушение всего технологического цикла обогащения руд со
значительными экономическими ущербами от простоя предприятия. При
исчерпании полезной емкости требуется устройство нового хвостохранилища
с организацией землеотвода, строительством первичных дамб ограждения и
пр. Восстановление работоспособного состояния хвостохранилища, на
котором произошла авария, также требует проведение дорогостоящих
ремонтных и восстановительных работ.
Особую
проблему
составляют
прорывы
дамб
ограждения
хвостохранилищ (гидродинамические аварии) с выбросом накопленных
хвостов
на
прилегающие
территории
и
непредсказуемыми,
катастрофическими последствиями для населения и окружающей среды.
Такие отказы следует рассматривать в аспекте техногенной безопасности.
С 1965 года, по данным открытых источников [1], зафиксировано 16
случаев катастрофических аварий на хвостохранилищах различного типа.
Несмотря на наметившееся в последние годы повышенное внимание
специалистов к проблемам обеспечения надежности и безопасности
хвостохранилищ, успехи, достигнутые в инженерном исполнении в
эксплуатации таких сооружений, вероятность новых катастрофических аварий
на хвостохранилищах остается весьма высокой. По самым оптимистическим
оценкам вероятность аварий на хвостохранилищах превышает таковую на
водохранилищах грунтовых плотинах не менее чем на порядок [4]. При этом
если достижения в области обеспечения надежности водохранилищных
грунтовых плотин отражается в постепенном снижении частот аварий на них,
то положение дел с частотами аварий на дамбах ограждения хвостохранилищ
все еще желает лучшего.
На
рисунке
6
приводится
график,
распределения
частот
катастрофический аварий на хвостохранилищах, построенный по данным об
известных крупных авариях в мире. График наглядно демонстрирует
отсутствие
существенного
прогресса
в
обеспечении
надежности
44
хвостохранилищ, выраженной в статистике крупных аварий на них за 55
последних лет.
Рисунок 6 – Распределение частот катастрофических аварий на
хвостохранилищах в мире по пятилетиям (1955-2020 гг.)
Следует также обратить внимание на особенности различных
непосредственных причин, приводящих к разрушению дамб ограждения
хвостохранилищ. Для дамб ограждения хвостохранилищ наиболее вероятной
непосредственной причиной разрушения следует признать потерю
устойчивости с последующим обрушением (оползанием) откосов [8]. С
обрушением откосов связывают более 34% от всех разрушительных аварий на
дамбах ограждения хвостохранилищ. При этом для грунтовых плотин
водохранилищ этот показатель составляет всего около 5% [3].
Если учесть несомненный прогресс в расчетах грунтовых откосов на
устойчивость, достигнутой в последнее время, то факт столь низкой
надежности откосов дамб ограждениях хвостохранилищ против обрушения по
сравнению с водохранилищными грунтовыми плотинами должен
насторожить. Это может свидетельствовать только об одном: весьма низкой
8
7
14
7
9
4
11
11
10
12
9
8
6
y = 8,5117e
7E-05x
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Do'stlaringiz bilan baham: |
