Компания «СМИС Эксперт» разработала техническое решение по мониторингу хвостохранилищ - специальных гидротехнических сооружений (ГТС) повышенного риска для приема и хранения больших объемов токсичных отходов, образующихся в процессе обогащения полезных ископаемых (хвостов) в производственном цикле предприятий металлургии и горнодобывающей отрасли.  

Хвостохранилище (шламохранилище) представляет собой гидроотвал – технически сложное ГТС, расположенное, как правило, рядом с месторождением (разрезом, карьером) и включающее в себя пруд-отстойник с противофильтрационным экраном, где происходит осаждение твердой фазы горных пород и изоляция вредных производственных отходов от внешней среды, ограждающую грунтовую (насыпную, намывную) дамбу, дренажные насосные станции с системой трубопроводов.  

Основной задачей предлагаемого решения является непрерывный контроль за состоянием ограждающих грунтовых дамб хвостохранилищ горно-обогатительных предприятий, в том числе в рамках комплексного мониторинга ГТС.  

Необходимость организации мониторинга хвостохранилищ

Ухудшение технического состояния и нарушение требований безопасной эксплуатации хвостохранилищ нередко приводит вследствие неконтролируемых процессов деформации к обрушению дамб сооружений, оползанию откосов и попаданию загрязняющих веществ (аварийные сбросы) в окружающую среду, что влечет за собой:
- колоссальный ущерб населению и экологии региона (загрязнение гидросферы, атмосферы, почв);
- серьезные финансовые потери и издержки для добывающих компаний (убытки и потеря прибыли вследствие аварии на ГТС и остановки производства, организация восстановительных работ, выплата компенсаций и штрафов).

Особую опасность представляют старые хвостохранилища, организованные на природных прудах и озерах, зачастую неогороженные и слабо охраняемые. В любой момент неблагоприятное сочетание природных и техногенных факторов может привести грунтовую (намывную, насыпную) дамбу к потере устойчивости и разрушению.

В этой связи организация автоматизированного контроля за состоянием дамб хвостохранидищ и их деформацией в режиме реального времени для горнодобывающих предприятий является важнейшим фактором для предотвращения аварий и снижения рисков от их негативных последствий для экологии и бизнеса. 

Ряд нормативных документов устанавливает необходимость организации мониторинга состояния ГТС I-III класса опасности (в том числе грунтовых дамб) с применением контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) в процессе их строительства и эксплуатации: 

- Федеральный закон от 21.07. 1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений», глава 9 (в актуализированной редакции Федерального закона от 14.07.2008 г. № 118-ФЗ);
- Федеральный закон № 384-ФЗ, ст. 36. (принят Госдумой 23.12.2009 г.) «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»; 
- СП 58.13330.2019 ст. 4.17 (утвержден приказом Минстроя от 16 декабря 2019 г. № 811/пр) «Гидротехнические сооружения. Основные положения»; 
- СП 39.13330.2012 п.4.9. (утвержден приказом Минрегиона от 29.12.2011 г. № 635/18) «Плотины из грунтовых материалов»; 
- СП 165.1325800.2014, ст.6.4. (утверждён приказом Минстроя от 12.11. 2014 г. № 705/пр) «Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне».

Описание решения по мониторингу хвостохранилищ 

Основой решения по мониторингу хвостохранилищ (разновидность отраслевого решения компании по мониторингу грунтовых дамб) является комплекс измерения деформации стержневой (КИД-С), который предназначен для измерения внутренних деформаций (в том числе осадки, просадки, подъемы, крены, а также процессов растяжения/сжатия) элементов конструкций гидротехнических сооружений горно-обогатительных предприятий.

Основными элементами разворачиваемого решения по мониторингу хвостохранилища являются измерительные узлы (ИУ) – 15-метровые металлические трубы диаметром 15 см, на каждой из которых закрепляются на уровнях глубины, определенных методологией решения, два комплекса датчиков деформации КИД-С, разнесенных по окружности трубы через 120 градусов. Бухты кабелей от датчиков выводятся и крепятся на верхней области трубы, после чего подготовленные к установке трубы заливаются бетонной смесью, 

Предварительно под каждый ИУ в точках установки сверлятся скважины глубиной 15 м на 2-3 м ниже фундамента насыпного грунта дамбы. После погружения и закрепления труб на обозначенных уровнях зазоры между грунтом скважин и трубами постепенно при помощи воронки засыпают сухим рыхлым песком или затвердевающей смесью, а затем заполняют водой для равномерного распределения заполнителя в скважинах и предотвращения образования пустот. Измерительный узел считается подготовленным после образования надежной связки заполнителя с грунтом.  

Общее количество измерительных узлов и устанавливаемых на них датчиков деформации КИД-С, а также расстояния между ИУ и технологические схемы распределения на них датчиков по отношению к давлению воды определяются каждым конкретным проектом. 

Кабели от КИД-С прокладываются в теле дамбы к мониторинговому (диспетчерскому центру) хвостохранилища, оснащенному сервером с установленным на нем специальным ПО для сбора и обработки фиксируемых деформаций в непрерывном режиме. В мониторинговой системе аккумулируются, обрабатываются и анализируются данные, получаемые с разных участков и разных уровней скважинного мониторинга грунтовой дамбы, что позволяет проводить оценку изменений состояния хвостохранилищ с целью прогнозирования вероятности обрушений дамбы, а также автоматического оповещения об инциденте с указанием координат аварийного участка. 

Преимущества решения по мониторингу хвостохранилищ

Таким образом, техническое решение «СМИС Эксперт» представляет собой автоматизированную систему дистанционного мониторинга состояния хвостохранилища, обеспечивающую в режиме реального времени единый канал получения разнородных данных, которые отображаются для пользователя в структурированном человеко-понятном формате. Кроме того, оператор имеет возможность загружать для заинтересованных лиц (службы эксплуатации, промышленной безопасности) исторические данные и архивы для просмотра и анализа показателей.   
 
С помощью организации непрерывного проактивного контроля за ограждающими дамбами хвостохранилищ – наиболее вероятного участка возникновения аварийных ситуаций, управляющие компании получают возможность в целом повысить безопасность эксплуатации ГТС повышенного риска на обогатительных фабриках, ГОК, и, в конечном счете, добиться прозрачности управления критической инфраструктурой горных работ, эффективности управления рисками. 
.

Сделать заявку, задать вопрос и получить дополнительную информацию

Для получения бесплатной консультации, уточнения условий предоставления услуги по разработке и внедрению решения (системы) мониторинга внутренних деформаций насыпных грунтовых дамб (в том числе защитных дамб хвостохранилищ обогатительных фабрик, ГОК) с помощью стержневых комплексов измерения деформации КИД-С, пожалуйста, обратитесь по телефону +7 (495) 532-52-62, по e-mail: info@smis-expert.com, закажите звонок или оставьте заявку на одной из контактных форм обратной связи на странице сайта.

Мы предоставим вам всю необходимую информацию, предложим оптимальное решение для Вашего объекта, сделаем предварительную оценку бюджета