книги / Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик

где 0,10 — безразмерный коэффициент, определенный по данным опытов; С9о — средняя весовая консистенция пульпы на фронте памыва (в долях единицы); d60 — средняя медианная крупность хвостов на фронте намыва (с учетом раздельного способа намыва); vlx — неразмыватощая скорость потока на пляже; I — длина фронта памыва (расстояние между первым и последующим выпусками на распределительном хвостопроводе па участке намыва); Qw — расход водной составляющей пульпы на участке намыва, м3/с.

Горизонтальная проекция длины пляжа определяется по фор­ муле

где а — угол, который определяется по значению iop; k — пре­ вышение отметки сброса пульпы над НПГ.

Расчет устойчивости откосов намывных хвостохранилищ, пред­ лагаемый авторами, основан на следующих положениях:

нарушение устойчивости низового откоса происходит вслед­ ствие сдвига толщи хвостов по ломаным поверхностям;

поверхности сдвига состоят из двух или более прямых уча­ стков;

при рассмотрении устойчивости низового откоса используется табл. 49 значений физико-механических свойств хвостов;

рассматриваются два случая возможного нарушения устой­ чивости пизового откоса хвостохранилища; первый случай, когда ломаная поверхность обрушения проходит через контакты зон III и IV (рис. 144); второй случай, когда поверхность обрушения проходит в пределах зоны IV (рис. 145).

В первом случае расчета устойчивости низового откоса дамбы обвалования хвостохранилища, принимая за линию обрушения контакт зон III и IV, следует выбирать расчетное значение угла внутреннего трения ф наименьшим, т. е. для зоны IV.

Расчет устойчивости низового откоса по ломаным поверхно­ стям скольжепия, согласно предложениям авторов настоящей книги, следует вести по Л. JIМожевитипову.

Метод А. Л. Можевитинова расчета устойчивости жесткого отсека земляного откоса выгодно отличается от других подобных методов тем, что в нем удовлетворяются все условия равновесия отсека, находящегося в предельном равновесии (имеется в виду плоская деформация земляного откоса). Этот метод приложен для расчета устойчивости однородного земляного откоса, где в расчете принимается скольжение по круглоцилиндрической поверхности, а также и для расчета устойчивости неоднородного земляного откоса, в котором принимается ломаная поверхность скольжения, обусловленная неоднородностью свойств грунта, слагающего земляной откос. Именно такая неоднородность имеет место при устройстве намывных хвостохранилищ.

В принципе метод А. Л. Можевитинова применим ко всем слу­ чаям учета действующих на откос сил: собственной массы,

311

Поверхность сдвига АВСРЕ через контакты зон Ш и Ш

Поверхность сдвига АВСРЕ через контакты зон Ш и Ш

фильтрационных сил, землетрясения и т. д. Динамические воздей­ ствия, в частности землетрясения, вызывают разжижение несвя­ занных грунтов, особенно, что связано с понижением их несущей способности, обусловленной возникновением порового давления в водонасыщенных грунтах. Земляной откос считается устой­ чивым, если удовлетворяется условие

где КИ— коэффициент надежности и »г — коэффициент сочетаний нагрузок (принимаются по СНиП II—50—74); т — коэффициент условий работы, который для намывных хвостохранилищ можно

312

Поверхность сдвига ASCDEFK в пределах юны Ш

Поверхность сдвига ABU1FF к npedenax зоны ВТ

П оверхност ь с д в и га ABCBEF в п р е д е л а х зоны В

Рис. 145. Схема расчота устойчивости откосов хвостохранилшц но поверх­ ности сдвига в пределах зоны IV

принимать равпым 0,90; R — сумма реактивных сил; А — сумма активных сил-

Уравнение предельного равновесия нри ломаной поверхности скольжения по A. J1. Можевитинову имеет следующий вид

Основной расчетный случай тот, когда задано превышение гребня намывной части дамбы обвалования над горизонтом

313

водоема в период нормальной эксплуатации хвостохранилища при осушенном пляже и при отсутствии сейсма. При этом принимается соответствующее положение кривой депрессии. Другой расчетный случай тот же, но соответствует участку намыва. При этом кривая депрессии совпадает с низовым откосом дамбы обвалования (соб­

Особые случаи те же, что и описанные выше, но при минимально допустимом превышении гребня намывной части дамбы обвалова­ ния над отметкой горизонта водоема хвостохранилища и при наличии дополнительных нагрузок, в частности сейсма и при минимально допустимом откосе пляжа.

Сейсмический расчет надо производить согласно указаниям действующего СНиП, но при этом надо иметь в виду понижение несущей способности грунта, связанное с нолным или частичным разжижением грунта, обусловленным динамикой. В этих случаях надо производить также расчет устойчивости верхового откоса хвостохранилища. Более подробные указания о расчетах устой­ чивости низового откоса намывных хвостохранилищ видны из нижеследующих примеров.

Расчеты устойчивости низового откоса дамбы обвалования хво­

Пример 1. Высота дамбы обвалования Н —50 м; откос 1 : 3; плоскости отдельных зон параллельны друг другу; поверхность скольжения — контакт III и IV зон; ширина пляжа — 50 м; характеристики зон отложений хвостов взяты из табл49.

Ниже приводится расчет устойчивости по поверхности сдвига ABCDE (см. рис. 144) (табл. 52).

1.Определение действующих сил (табл. 53).

2.Определение угла р (табл. 54).

Пример 2. Условия такие же, как и в примере 1, но учиты­ вается сцепление на участках 1 и 2 контакта зон III и IV.

Ниже приводится расчет устойчивости с учетом сцепления по поверхности сдвига ABCDE (см. рис. 144) (табл. 55 и 56).

Пример 3. Условия такие же, как и в примере № 1, но ши­ рина пляжа 100 м.

Ниже приводится расчет устойчивости по поверхности сдвига ABCDE (см. рис. 144) (табл. 56).

1.Определение действующих сил (табл. 57).

2.Определение угла р (табл. 58).

Пример 4. Условия такие ж е, как и в примере 3, но учиты­ вается сцепление на участках 1 и 2 контакта зон III и IV.

Ниже приводится расчет устойчивости с учетом сцепления по поверхности сдвига ABCDE (см. рис. 144) (табл. 59).

314

Пример 5. Условия такие же, как и в примере № 1, но кривая скольже­ ния ироходит внутри зоны IV (рис. 144).

Пример 6. Условия такие же, как и в примере № 3, но кривая скольже­ ния проходит внутри зоны IV (рис. 145).

Приведенные выше примеры расчетов и их результаты надо рассматривать в свете практики эксплуатации хвостохранилищ по данным, приведенным в табл60, составленной по паспортам гидротехпических сооружений 1972 г.

Как видно из табл. 60, намывные хвостохранилища, имеющие откосы 1 : 3 и меньше, устойчивы и эксплуатационно пригодны. Сравнивая результаты приведенных выше расчетов с данными табл61, можпо сделать следующие заключения:

зона IV под откосом и в пределах до уреза горизонта водоема хвостохранилища находится в стабилизированном состоянии; характеристики хвостов в зонах I, II, III и IV не ниже при­

веденных в табл. 49;

316

Т а

с = 0 откос неустойчив — К 3 0,96

Т а б л и ц а 57

MS участка

КОпределяемые

0.п. величины

Р - ^ й т ^ 0.4*; Р-^23*34'

чем больше ширина пляжа, тем лучше устойчивость низового откоса хвостохраыилища.

Эксплуатация хвостохраяилищ показывает, что ширину пляжа надо связывать с высотой дамбы обваловапия. Обычно ширина пляжа назначается равной трем высотам плотины (L = 3Н, где L — ширина пляжа, Н — высота дамбы обвалования). При этом наклон контактов зон I, II, III, IV к горизонту будет меньше и это приведет к большей устойчивости откоса, что видно из приведенных ниже примеров расчета.

Пример 7. Условия этого расчета отличаются от вышеприведенных расчетов (пример 1 и 2) только меньшим наклоном к горизонту поверхности контактов зон Г, II, III и IV и, следовательно, поверхностей скольжения (рис. 144 и 145).

Пример 8. Условия расчета отличаются от вышеприведепных расчетов (примеры 5 и 6) только меньшим наклоном к горизонту поверхностей контак­ тов зон I, II, III, IV (рис. 144 и 145).

319

)И с — 4,8 т/м2на участках 1 п 2 контакта зон III и IV откос устойчив — if3 = 1,31.