Обоснование точности маркшейдерского мониторинга грунтовых дамб накопителей жидких отходов горнопромышленных предприятий

• Автор: Михайлова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 25.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ НАКОПИТЕЛЕЙ
ЖИДКИХ ОТХОДОВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 12 1Л. Деструктивные процессы и деформации при эксплуатации

гидротехнических сооружений

1.2. Нагрузки и воздействия, вызывающие деформации грунтовых

1.3. Методы контроля состояния грунтовых дамб

1.4. Выводы, цель и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИ ГРУНТОВЫХ ДАМБ НАКОПИТЕЛЕЙ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
2.1. Анализ видов накопителей и конструкций грунтовых дамб
2.2. Моделирование системы мониторинга безопасности грунтовых

2.2.1. Структуризация системы мониторинга безопасности
2.2.2. Методика определения элементов системы мониторинга безопасности
2.2.3. Обоснование элементов системы мониторинга
Выводы по главе 2
3. ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ МОНИТОРИНГА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВЫХ ДАМБ
3.1. Алгоритм оценки напряжено-деформированного состояния грунтовых дамб
3.2. Анализ характера нагрузок и воздействий, определяющих устойчивость грунтовых дамб
3.3. Исследование влияния нагрузок и воздействий на устойчивость грунтовых дамб
3.3.1. Изучение изменчивости физико-механических свойств
грунтов

3.3.2. Анализ геометрических параметров дамб
3.3.3. Диагностирование воздействия гидростатического давления
2.3.4. Оценка значимости нагрузок и воздействий на устойчивость грунтовой дамбы
Выводы по главе 3
4. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ МАРКШЕЙДЕРСКОГО МОНИТОРИНГА ГРУНТОВЫХ ДАМБ
4.1. Контроль смещений дамбы
4.2. Контроль высотных отметок
4.2.1. Проверка высотных отметок гребня дамбы
4.2.2. Проверка «нуля» водомерной рейки и устьев пьезометров
4.3. Контроль геометрических параметров
4.4. Методика маркшейдерского мониторинга для обеспечения безопасности грунтовых дамб
Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение 1. Состав наблюдений на грунтовых дамбах
Приложение 2. Опыт внедрения системы мониторинга безопасности и методики маркшейдерского мониторинга грунтовых дамб на горнопромышленных предприятиях
Приложение 3. Акт использования программы мониторинга безопасности гидротехнических сооружений на предприятиях ОАО «УК «Кузбассразрезуголь»
Приложение 4. Акт практического использования программы маркшейдерского мониторинга гидротехнических сооружений на предприятиях ОАО «ОУК «Южкузбассуголь»
Приложение 5. Титульный лист методического руководства по разработке системы мониторинга безопасности грунтовых дамб накопителей жидких отходов промышленных предприятий
Приложение 6. Дипломы международной выставки-ярмарки «ЭКСПО-УГОЛЬ»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Гидротехнические сооружения (ГТС) накопителей жидких отходов являются объектами, непосредственно обеспечивающими технологический процесс большинства горнопромышленных предприятий. На территории Кузбасса эксплуатируют около 170 комплексов накопителей жидких отходов, более половины из них потенциально опасны и в соответствии с требованиями Федерального закона «О безопасности гидротехнических сооружений» №117-ФЗ подлежат декларированию безопасности.
По данным мировой статистики, самое большое число аварий связано с разрушением грунтовых гидротехнических сооружений. В большинстве случаев отсутствие эффективной системы наблюдений за сооружениями не позволяет своевременно фиксировать деструктивные процессы, вследствие чего происходят деформации сооружений, вызывающие нарушение технологического режима работы предприятия, а также возникновение гидродинамических аварий, приводящих к чрезвычайным ситуациям от локального до федерального характера.
Разработанные и реализованные в настоящее время в практике горнопромышленных предприятий методы мониторинга безопасности ГТС, включающие визуальные и инструментальные наблюдения с использованием контрольно-измерительной аппаратуры, в целом позволяют контролировать состояние грунтовых дамб, свойства слагающих их грунтов, интенсивность протекающих в теле и основании сооружений фильтрационных и деформационных процессов. Вместе с тем, отсутствуют четко установленные взаимосвязи между конструктивными особенностями грунтовых сооружений, подверженных воздействию на них нагрузок природного и техногенного характера, и объектами мониторинга, количественными и качественными критериями безопасности этих сооружений, видами и методами натурных наблюдений, а также требования к их точности.

1.3. Методы контроля состояния грунтовых дамб
Состав и объем натурных наблюдений за состоянием гидротехнических сооружений устанавливают в зависимости от класса, их конструктивных особенностей, геологических, климатических и сейсмических условий, а также с учетом условий эксплуатации ГТС [82]. При этом, натурные наблюдения должны быть комплексными и выполняться по специальной для каждого сооружения программе, а их состав соответствовать объектам (элементам) диагностирования и обеспечивать получение полной и достоверной информации по всем намеченным диагностическим показателям состояния сооружения и необходимым нагрузкам и воздействиям на сооружение.
В соответствии с «Правилами безопасности ...» [82] геодезический (маркшейдерский) контроль включает измерения: осадок и горизонтальных смещений сооружений и их оснований; геометрических размеров сооружений; планового и высотного положения контрольно-измерительной аппаратуры (КИА); "нуля" водомерной рейки в емкости накопителя, а также топографические съемки гидротехнических сооружений.
В настоящее время разработан комплекс нормативно-правовых документов и методических рекомендаций [30, 69, 82, 106 и др.], которые регламентируют основные принципы организации и проведения натурных наблюдений за состоянием ГТС; указания по методике и технике проведения наблюдений; вопросы обработки, анализа и интерпретации полученных результатов, а также оценке состояния сооружений по результатам наблюдений.
Маркшейдерский контроль вертикальных (осадок) и горизонтальных смещений, которые являются основными и наиболее показательными параметрами для диагностики состояния грунтовых дамб, осуществляется с помощью поверхностных марок (рабочих реперов).