CC BY
48
- © А.А. Данилкин, А.И. Калашник,
Д.В. Запорожец, Д.А. Максимов, 2014
УДК 622'17:627.514(470.21)
А.А. Данилкин, А.И. Калашник, Д.В. Запорожец, Д.А. Максимов
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ОГРАЖДАЮЩЕЙ ДАМБЫ В ЗОНЕ ОТРАБОТКИ ТЕХНОГЕННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОВДОРСКОГО ГОКА
Выполнены георадилокационные исследования для целей мониторинга состояния ограждающей дамбы в зоне отработки техногенного месторождения Ковдорского ГОКа. Установлено, что слагающие дамбу грунты находятся во влажном и во-донасыщенном состоянии, вследствие чего сформировалась зональная фильтрационная неоднородность слагающих дамбу грунтов трех типов. Выявлено, что формирование зон неоднородной фильтрации произошло примерно в течение 15 дней, а в дальнейшем фильтрационные процессы незначительно усилились. Георадарным зондированием также уточнена структура ограждающей дамбы и подстилающего основания.
Ключевые слова: георадарные исследования, дамба, техногенное месторождение, мониторинг, фильтрационно-деформационные процессы.
ОАО «Ковдорский ГОК» с 1995 г. разрабатывает 1-е поле хвостохранилища, в котором, начиная с 1962 г., были складированы отходы обогащения. В процессе добычи и переработки хвостов были выявлены серьезные проблемы, среди которых особое место занимает высокая влажность хвостов вследствие попадания сюда части стока ручья Можель, а также фильтрации воды через тело дамбы, разделяющей 1-е и 2-е поля хвостохранилища [1]. При этом особое внимание необходимо уделять фильтрационным процессам через тело разделяющей дамбы № 1, т.к. к концу 2012 г. фильтрация значительно усилилась и даже локально привела к размывам нижнего склона.
В этих целях выполнялся мониторинг состояния
ограждаюшей дамбы в зоне _ _ ^
л Рис. 1. Базовый рабочим комплект георадарного
отработки техногенного комплекса Яатае вРН/ХЭМ: 1 - блок управления Х3М;
месторождения для выяв- 2 - экранированные антенны; 3 - внешний персональный
ления динамики и прогноза компьютер (слева) и специализированный модуль управле-
опасных фильтрационно- ния и визуализации (монитор Яашае ХУ10) (справа)
деформационных процессов [3-8]. Исследования проводились с применением георадиолокационного зондирования тела дамбы георадарными комплексами: Кашае вРН/Х3М (производства компании Ма1авео8е1епее, Швеция) (рис. 1), «ЛОЗА-1В» (рис. 2) и «ЛОЗА-1Н» (производства ООО «ВНИИСМИ», Россия).
Георадарный комплекс работает следующим образом: генератор посылает синхронизирующий сигнал передающему и приемному модулям. После получения сигнала передатчик
Рис. 2. Георадарный комплекс «ЛОЗА-1В»
генерирует и посылает электрический импульс в антенну. От антенны импульс распространяется в изучаемую среду, в ней он отражается от различных неоднородностей и возвращается к приемнику.
При проведении съемки вся система перемещается по траектории наблюдения, получая и записывая трассы с определенным шагом по расстоянию или по времени. В результате получается непрерывный профиль -запись подповерхностных условий вдоль линии наблюдения, называемая радарограммой.
Георадарный комплекс «ЛОЗА-1В» (рис. 2.) оснащен неэкранированными антеннами 50, 100, 200 и 300МГц, с глубиной зондирования до 50 м, а георадарный комплекс «ЛОЗА-1Н» - неэкранированными антеннами с частотой 10МГц, что позволяет производить зондирование горно-геологического массива на глубину до 200 и более метров.
Георадарный комплекс «ЛОЗА-1Н» имеет свою специфику работы, интерпретации и отображения полученных данных. К отличительным особенностям следует отнести значительно большую глубину зондирования, а также конструктивные особенности - длина каждой антенны составляет 15 м, что накладывает соответствующие ограничения в работе данного георадара.
Полевые георадиолокационные работы на дамбе № 1 проводились в ин-
тервале от ПК2 до ПК8 на горизонтах +290 м, +280 м » ■ и +274 м.
Задачей интерпретации ■ радарограмм являлось вы-
-ч / деление, и прослеживание осей синфазности отраженных волн от различных границ раздела (отражающих границ или горизонтов) волн и их сопоставление с гидрогеологическими особенностями разреза. Признаками, по которым объект распознавался на радарограммах в процессе интерпретации, служили различные характеристики волнового поля (участки с различными типами записи) [2].
Преобразование временного разреза в глубинный [2-3]
Для преобразования временного разреза в глубинный необходимо знать диэлектрическую проницаемость и скорость распространения электромагнитных волн в исследуемой среде при заданной частоте зондирования. Для решения поставленных задач исполнителями использованы три способа определения диэлектрической проницаемости и скоростей электромагнитных волн в грунтовых массивах.
Первый. Калибровка (тарирование) георадарных данных по пьезометрам - способ основан на сопоставлении данных пьезометров и результатов георадиолокационной съемки. Представляется, что этот способ является наиболее точным и достоверным при условии прохождения профиля по створу пьезометров и одновременным тех и других измерений.
Второй. Определение глубины уровня воды по диэлектрической проницаемости рассчитанной по годографу дифрагированной волны - условно называется способом гипербол, и применим, когда на георадарограмме отчетливо проявляются волновые эффекты от дифрагирующих объектов в
а.
ПК2 UK3 ПК 4 ПК 5 ПКй ГШ7 ПК I
б.
i 240 < 260 < 280 < 300 < 320 < 340 < 3S0 < 380 < 400 < 420 < 440 < 4S0 < 480 < 500 < 520 < 540 < 560
Рис. 3. Фрагменты радарограмм по горизонту +290 м дамбы № 1 : а - георадарный комплекс RamacGPR/ХЗМ; б - георадар Лоза 1Н с антеннами 10 МГц
295 С -
290.0 -
' 285,0 -I
! 280.0 -275.0 -270.0 -256.0 -
70
10 0 Расстояние ыг
Рис. 4. Абсолютная отметка уровня воды по данным измерения георадаром Нашае
виде гипербол. Этот способ позволяет получить значения диэлектрической проницаемости и скоростные характеристики разреза с определенной погрешностью (в пределах разрешающей способности применяемых антенн).
Третий. Определение глубины уровня воды по диэлектрической проницаемости, рассчитанной по годографу отраженной волны - способ оценки скоростей может быть реализован по данным многоканальных измерений или одноканальных радаров, работающих с изменяемым расстоянием между передающей и приемной антеннами (построение годографа задержки сигнала). Определение диэлектрической проницаемости и скоростной модели разреза этим методом осуществляется путем последователь-
ного изменения расстояния между приемной и передающей антеннами.
На рис. 3, а и 3, б приведены ра-дарограммы, полученные с использованием соответствующих георадарных комплексов при зондировании гор. 290 м дамбы № 1. На рис. 3, а также выделены условными обозначениями выявленные дислокации и неоднородности, а также уровень грунтовых вод в теле дамбы. Рис. 3, б представляет собой по сути геологический разрез дамбы и подстилающего основания. В целом профиль на рис. 3, б характеризуется неравномерной волновой картиной с ярко выраженной зоной неоднородности в интервале 290-400 м длины профиля. В результате обработки и интерпретации радарограммы также выде-
Рис. 5. Изменение уровня вод в теле дамбы за период со 2(9) ноября по 24 декабря 2012 г.
Рис. 6. Динамика уровня грунтовых вод по наиболее характерным отметкам продольной оси дамбы
ляются слои различной мощности. До глубины 35-38 м вероятнее всего идет песок вперемешку с хвостами различной степени уплотнения и фракционного состава. От 35-38 м до 50-55 м (локально до 65 м) глубины профиля располагаются моренные отложения, ниже - фенитизированные гнейсы.
Идентифицированные по данным измерений зоны неоднородности были также привязаны к соответствующим пикетам на местности. На основе обработанных радарограмм построен уровень грунтовых вод в теле дамбы в привязке к ее абсолютным отметкам
(рис. 4). Как следует из рисунка, возможен выход воды на гор. 280 м. Что впоследствии и подтвердилось наблюдениями.
На графиках изменения уровня воды (рис. 5), построенных по данным георадарных определений, выделены три типа состояния и различной фильтрационной неоднородности грунтов:
1-й - зоны, в которых произошло понижение уровня воды на 0,2-0,6 м;
2-й - зоны, в которых произошло понижение уровня воды на 0,6-1,0 и более м (возможно связанные с зонами размыва); 3-й - зоны, в которых уро-
вень воды понизился незначительно или даже повысился (возможно, вследствие наличия или искусственно созданных водоупоров (подсыпка грунта на гор. +272 м)). Удельный вес общей протяженности таких зон для участка измерений (ПК2-ПК8) составляет: 1-я - 49%, 2-я - 34%, 3-я - 17%.
Для анализа динамики уровня подземных вод в выделенных зонах 1 и 2 построены графики изменения глубины уровня по наиболее характерным интервалам продольной оси дамбы за двухмесячный период наблюдений (рис. 6, а). Анализ этих графиков позволяет утверждать, что, по всей видимости, эти зоны сформировались фактически в первую половину ноября. В последующем, до начала декабря, уровень воды в зонах 1 и 2 изменялся практически на одну и ту же величину, как в сторону понижения, так и поднятия, затем изменения уровня воды в зоне 2 стали более интенсивными. Об этом также свидетельствует график скорости изменения положения уровня (рис. 6, б).
В целом изменение уровня воды по зонам может быть аппроксимировано степенными выражениями (рис. 6, в): для зоны 1 - ДЬ = -0,00931 Р + + 0,1277 t + 4,4175; для зоны 2 -ДЬ = -0,0133 ^ + 0,2416 t + 4,359.
Таким образом, выполненные исследования для целей мониторинга состояния ограждающей дамбы в зоне отработки техногенного месторождения Ковдорского ГОКа позволяют сделать следующие основные выводы:
1. Подтверждена информативность георадиолокационного зондирования для решения задач мониторинга состояния ограждающей дамбы в зоне отработки техногенного месторождения в целях выявления динамики и прогноза опасных фильтрацион-но-деформационных процессов.
2. Георадарными определениями установлено, что слагающие дамбу
№ 1 грунты находятся во влажном и водонасыщенном состоянии, вследствие чего водопроницаемость дамбы повысилась, вплоть до локальных протечек. Граница между влажными и водонасыщенными грунтами (уровень грунтовых вод) для гор +290 м определяется практически на всем участке измерений, за исключением начала профилей и локальных зон (зон не-однородностей).
3. В первый цикл измерений глубина уровня подземных вод на участке измерения гор.+290 м составляла от 4,5 м до 5,9 м. Такой диапазон значений может быть обусловлен наличием зон неоднородностей и разницей высотных отметок поверхности гор. +290 м
За весь период наблюдений, составивший практически два месяца, глубина уровня воды как повышалась (до 0,3 м), так и понижалась (до 1,0 и более м) с общей тенденцией к понижению. По состоянию на 24 декабря (восьмой цикл измерений) глубина уровня воды понизилась: на 0,5 м на интервале 0-160 м (от ПК2), на 0,10,2 м на интервале 160-260 м, На 0,3 м на интервале 280 м, на 0,4 - на 320 м, на 0,5 -на 340 м, на 0,7 -на 360 м. На интервале 380-400 м понижение составило всего 0,3 м, а на 420-440 м и 480-500 м - скачкообразно 1,0 м. На остальных интервалах от 460 до 540 м уровень понизился на 0,1-0,3 м.
Это свидетельствует о зональной фильтрационной неоднородности слагающих грунтов дамбы.
4. На основании данных мониторинга за период с 02 ноября по 24 декабря 2012 г. предварительно можно выделить три типа состояния и различной фильтрационной неоднородности грунтов дамбы № 1:
1-й - зоны, в которых произошло понижение уровня воды на 0,2-0,6 м;
2-й - зоны, в которых произошло по-
нижение уровня воды на 0,6-1,0 и более метров (возможно связанные с зонами протечек); 3-й - зоны, в которых уровень воды понизился незначительно или даже повысился (возможно вследствие наличия или искусственно созданных водоупоров (подсыпка грунта на гор. +272 м)). Удельный вес общей протяженности таких зон для участка измерений (ПК2-ПК8) составляет: 1-я - 49%, 2-я - 34%, 3-я - 17%.
1. Решетняк С.П., Архипов А.В., Красносельский Э.Б., Данилкин А.А. Опыт проектирования усреднительно-осушительных складов при добыче лежалых хвостов на ОАО «Ковдорский ГОК» // Глубокие карьеры: сб. докл. Всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участием 18-22 июня 2012 г. - Апатиты, СПб., 2012. - С. 259-263.
2. Старовойтов А.В. Интерпретация георадиолокационных данных. - М.: Изд. МГУ,
2008. - 192 с.
3. Калашник А.И., Запорожец Д.В., Дьяков А.Ю., Демахин А.Ю. Подповерхностное георадарное зондирование горно-геологических сред Кольского полуострова // Вестник МГТУ: Тр. Мурман. гос. тех. университета. -
2009. - Т. 12. - № 4. - С. 576-583.
4. Смирнов Г.Н. и др. Гидрология и гидротехнические сооружения. - М.: Недра, 1988. - 472 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
5. Глубинным зондированием локализована зона неоднородности на интервале 290-400 м профиля, достигающая практически подстилающего дамбу моренного основания (глубина 32-35 м). Идентифицирован моренный слой мощностью 15-25 м (на различных участках профиля) и граница с подстилающими гнейсами. Глубина информативного зондирования составила около 60 м (примерно 60% от заданной).
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. - М.: Госстрой России, 2004. - 30 с.
6. Рекомендации по проведению визуальных наблюдений и обследований на грунтовых плотинах П 72-2000. - СПб.: Издательство ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2000. - 72 с.
7. Рекомендации по диагностическому контролю фильтрационного режима грунтовых плотин П 71-2000 - СПб.: Издательство ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2000. -30 с.
8. Рекомендации по проведению натурных наблюдений за осадками грунтовых плотин П87-2001. - СПб.: Издательство ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2001. -92 с. ЕЕН
Данилкин Алексей Анатольевич - технический директор, e-mail: danilkin.aleksey@mail.ru, ОАО «Ковдорский ГОК»;
Калашник Анатолий Ильич - кандидат технических наук, зав. лабораторией, e-mail: kalashnik@goi.kolasc.net.ru,
Запорожец Дмитрий Владимирович - ведущий инженер, Максимов Дмитрий Анатольевич - младший научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук.
UDC 622'17:627.514(470.21)
MONITORING OF A CONDITION OF A PROTECTING DAM IN A ZONE OF WORKING OFF OF A TECHNOGENIC DEPOSIT KOVDORSKY GOK
Danilkin A.A., Technical Director, e-mail: danilkin.aleksey@mail.ru, Open Society «Kovdorsky GOK»; Kalashnik A.I., Candidate of Engineering Sciences, Head of Laboratory, e-mail: kalashnik@goi.kolasc.net.ru, Zaporozhets D.V., Leading Engineer, Maximov D.A., Junior Researcher,
Mining Institute of the Kola centre of science of the Russian Academy of Sciences.
Are executed геораaнпокацмоннне researches for monitoring of a condition of a protecting dam in a zone of working off of a technogenic deposit Kovdorsky GOK. It is established, that composing a dam soils are in the damp and water sated condition owing to what zone filtrational heterogeneity composing a dam soils three types was generated. It is revealed, that formation of zones of a non-uniform filtration has occurred approximately within 15 days, and further filtrational processes have slightly amplified. Georadar sounding also specifies structure of a protecting dam and the spreading basis.
Key words: Georadar researches, a dam, a technogenic deposit, monitoring, filtratsionno-deformation processes.
REFERENCES
1. Reshetnjak S.P., Arhipov A.V., Krasnosel'skij Je.B., Danilkin A.A. Glubokie kar'ery: sb. dokl. Vs-eross. nauch.-tehn. konf. s mezhdunar. uchastiem 18-22 ijunja 2012 (Deep open pit mines, Proceedings of All-Russian Scientific-and-Technical Conference in Partnership with Foreign Scientists, 18-22 June, 2012), Apatity, Saint-Petersburg, 2012, pp. 259-263.
2. Starovojtov A.V. Interpretacija georadiolokacionnyh dannyh (Geo-radar data interpretation), Moscow, Izd. MGU, 2008, 192 p.
3. Kalashnik A.I., Zaporozhec D.V., D'jakov A.Ju., Demahin A.Ju. Vestnik MGTU (Trudy Murmanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta), 2009, vol. 12, no 4, pp. 576-583.
4. Smirnov G.N. Gidrologija i gidrotehnicheskie sooruzhenija (Hydrology and waterworks), Moscow, Nedra, 1988, 472 p.
5. Gidrotehnicheskie sooruzhenija. Osnovnye polozhenija. SNiP 33-01-2003 (Waterworks. Basic provisions. Construction Norms and Regulations 33-01-2003), Moscow, Gosstroj Rossii, 2004, 30 p.
6. Rekomendacii po provedeniju vizual'nyh nabljudenij i obsledovanij na gruntovyh plotinah P 72-2000 (Guideline on visual observation and examination of earth dams, P72-2000), Saint-Petersburg, Izdatel'stvo OAO «VNIIG im. B.E. Vedeneeva», 2000, 72 p.
7. Rekomendacii po diagnosticheskomu kontrolju fil'tracionnogo rezhima gruntovyh plotin P 71-2000 (Guideline on diagnostic monitoring of filtration regime in earth dams, P71-2000), Saint-Petersburg, Izdatel'stvo OAO «VNIIG im. B.E. Vedeneeva», 2000, 30 p.
8. Rekomendacii po provedeniju naturnyh nabljudenij za osadkami gruntovyh plotin P87-2001 (Guideline on field observation over subsidence of earth dams, P87-2001), Saint-Petersburg, Izdatel'stvo OAO «VNIIG im. B.E. Vedeneeva», 2001, 92 p.
НАЛОГООБЛОЖЕНИЕ ПРИБЫЛИ КОММЕРЧЕСКИХ БАНКОВ И ПРЕДПРИЯТИЙ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В СТРУКТУРЕ ОТРАСЛЕЙ РЕАЛЬНОГО СЕКТОРА ЭКОНОМИКИ
(№ 1023/07-14 от 12.05.14, 5 с.)
Ольховик В.В. - старший преподаватель, e-mail:Vladimir_Olhovik@mail.ru, Севастопольский национальный технический университет.
THE TAXATION OF THE PROFIT OF COMMERCIAL BANKS AND ENTERPRISES OF MINING INDUSTRY IN THE STRUCTURE OF REAL SECTOR OF ECONOMY
Olhovik V. V., Senior Lecturer, Sevastopol national technical University.
_ РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»
