ООО «РудХим» специализируется на производстве эмульгаторов, обратных эмульсий
для горнорудной, нефтегазодобывающей промышленности и предприятий ведущих обработку металла.
Реклама. ООО «РудХим», ИНН 3121001572
erid: 4CQwVszH9pWxnpW9r62
Месторождение имеет большой вес — причём в прямом смысле этого слова. Нагрузка на грунтовые основания месторождений колоссальна, поэтому при обустройстве горных предприятий требуется дополнительное укрепление элементов инфраструктуры: подъездных дорог, отвалов, зон выгрузки руды в корпус крупного дробления и т.д.
Как решить проблему устойчивости грунтовых оснований? Можно ли полностью исключить неравномерность просадки? Почему набирают популярность геосинтетические материалы? На все эти вопросы нам ответили специалисты компании Маккаферри.
Причины возникновения неравномерных осадок грунта
Грунты и воздействия на них имеют разную природу, поэтому под механической нагрузкой грунт может повести себя по-разному. Чаще всего нагрузка провоцирует неравномерные осадки, что в масштабах горного предприятия чревато остановкой цепи производственных процессов. А значит, простоями и убытками.
Чтобы найти оптимальное решение для предотвращения осадки грунта, надо понимать, какими факторами она обуславливается:
Самой структурой грунта – слабыми грунтами. К слабым грунтам относятся связные грунты с модулем деформации ниже 5 МПа — это торф и заторфованные грунты, илы, глинистые грунты с высоким показателем консистенции и т.д. Сооружать что-либо на таком типе грунта чревато сильными просадками и деформацией возводимого сооружения.
Неоднородностью грунтовых условий и неравномерной загрузкой основания. Такие условия приводят к так называемым неравномерным осадкам уплотнения.В целом, это обычные осадки основания под действием внешних нагрузок.
Пластические деформации являются необратимыми и разрушают структуру грунта, понижая его механическую прочность. Пластические деформации приводят к выпору грунта и потери устойчивости сооружения.
Нарушением структуры грунта за счёт природных и механических воздействий. Метеорологические и гидрогеологические факторы, динамические воздействия механизмов могут спровоцировать значительную просадку в основании сооружения.
Каждый случай требует особой проработки, тем более что на ГОКах неравномерная осадка может привести к цепи неблагоприятных последствий. Директор по развитию компании Маккаферри Дмитрий Неклюдов привёл совсем свежий тому пример:
«В 2020 году я посещал один из ГОКов и стал свидетелем аварийной ситуации. На одном из железнодорожных участков, проходящих по уступу карьера, произошло нарушение целостности полотна. В итоге обрушился рельсовый кран, передвигающийся по железнодорожному пути. Не исключаю того, что причиной могла стать неправильная эксплуатация крана. Но, скорее всего, у предприятия изначально были проблемы при обустройстве железнодорожного полотна.
Даже на одном примере можно продемонстрировать, как из-за ЧП на локальном участке пострадает производительность ГОКа. Движение по нарушенному ж/д пути полностью перекрывается, начинается долгий процесс поднятия крана с рельс. Специалисты проводят оценку обрушения в поисках первопричины инцидента.
Очевидно, что останов даже одного участка усложняет логистическую цепочку всего ГОКа, возникают перебои с доставкой руды на обогатительную фабрику. А теперь представьте, если проблема действительно заключается в недостаточной устойчивости ж/д полотна – в таком случае горнозаводчику придётся разбирать насыпь до основания и укреплять его по правильной технологии».
Не совсем верно считать, что здесь виновато предприятие, которое якобы неточно рассчитало нагрузки на грунт для будущего ГОКа. Да, всю инфраструктуру карьера проектируют на основе инженерно-геологических изысканий, учитывающих индивидуальные условия территории. И предусматривают решения для усиления несущей способности основания карьера.
Но вопрос в том, с какой степенью детализации разрабатываются эти самые проекты. Ведь горно-обогатительный комбинат – динамическая система, меняющаяся в процессе эксплуатации.
Те же буровзрывные работы являются одной из причин нарушения целостности основания. Даже небольшие подвижки в массиве скальных пород в результате БВР могут привести к перераспределению грунтовых вод на тех или иных участках. Это может спровоцировать подтопление некоторых участков грунтов, и, как следствие, их оседание.
Усиление несущей способности основания на месторождении
И это лишь один фактор, влияние которого на 100% предугадать проблематично, как бы тщательно ни разрабатывалась проектная документация. А оценить, в каком «состоянии» будет карьер лет через 5, практически нереально.
Почему геосинтетика?
Итак, невозможность предугадать ослабление несущей способности основания в процессе эксплуатации ГОКа вовсе не означает, что горнозаводчики не должны предпринимать никаких мер.
Стандартный способ укрепления грунтов со слабой несущей способностью – довольно трудоёмкий процесс. Он предусматривает полную или частичную замену слоя просадочного грунта или устройство свайных фундаментов. За последние 10 лет большую популярность приобрел альтернативный метод, основанный на высокопрочных геосинтетических материалах.
Мировой опыт Маккаферри доказывает, что нередко укладка георешёток — куда более оптимальный и экономичный вариант укрепления. Так, в Канаде, специалисты Маккаферри помогли компании Goldex Mine создать на месторождении «Голдекс» площадку под зону хранения руды высотой в 23 м. И без того крупный объект нужно было возвести поверх 10-метрового слоя специальной инженерной засыпки.
Инженерно-геологические изыскания показали, что отведённый под возведение насыпи участок характеризуется слабыми глинами. Проектировщики рассчитали, что такие грунты не смогут обеспечить должную устойчивость объекта.
Усиление несущей способности грунтового основания площадки отвала на руднике Голдекс
Укрепить и повысить устойчивость глинистого основания инженеры-геотехники решили с помощью технологии армирования грунта. Для этого на специально сооружённой площадке были испытаны высокопрочные георешётки Маккаферри — ПараЛинк®.
Эксперимент установил, что необходимое усиление слабой насыпи обеспечивают 2 слоя георешётки с разрывной нагрузкой в 600 кН/м, уложенные перпендикулярно друг к другу без специальной засыпки, что значительно сокращает время монтажа и стоимость сооружения. Для армирования насыпи потребовалось 13 500 м2 ПараЛинк®. Монтаж георешётки был выполнен всего за 11 дней.
Разрывные характеристики георешёток ПараЛинк® варьируются в пределах от 200 до 1350 кН/м. Такие высокие показатели обуславливаются конструктивом материала: каждая композитная лента георешётки имеет ядро, изготовленное из высокопрочных полиэфирных жил, которые, в свою очередь, состоят из тысяч полиэфирных нитей, обладающих низкой деформацией и высокой химической стойкостью.
Особый конструктив даёт возможность георешетке ПараЛинк® эффективно работать в условиях слабых и просадочных грунтов, высочайших нагрузок, характерных для месторождений.
Усиление основания на ГОКе с помощью георешетки Паралинк®
Решение с использованием ПараЛинк® помогло укрепить и грунтовое основание крупнейшего в России нефтехранилища:
«В 2015 году мы принимали участие в возведении резервуарного парка из 10 крупногабаритных нефтеналивных ёмкостей вместимостью до 100 тысяч м3 в рамках реализации проекта строительства Каспийского трубопроводного консорциума (КТК).
Сделав в уме нехитрое вычисление, становится очевидным, что суммарный объём ёмкостей – 1 млн м3. Это колоссальная нагрузка на основание под ёмкостями.
В поиске оптимального технического решения по укреплению грунтового основания, подлежащего таким неординарным нагрузкам, специалисты столкнулись ещё с двумя проблемами: грунты под ёмкости оказались слабыми, а сама площадка строительства имела ярко выраженную разницу высотных отметок.
Оценив масштабы проблемы, инженеры проектной компании John Brown Engineering & Construction Limited обратились к специалистам Маккаферри.
Выполнив анализ и необходимые расчёты устойчивости конструкции, мы предложили послойно армировать возводимые насыпи высокопрочными георешетками ПараЛинк® с разрывными характеристиками в 400 и 700 кН/м и шагом армирования от 2 до 4-х метров.
Такое решение позволило значительно ускорить процесс укрепления грунта и стабилизировать осадку насыпей. Кроме того, такой тип армирования увеличил угол заложения откосов насыпей, что обеспечило экономию времени и средств на земляных работах», — рассказал заместитель технического директора «Маккаферри» Андрей Багин.
Для усиления подъездных путей на месторождении из несвязных грунтов в Маккаферри разработали полипропиленовую дорожную геосетку Макгрид® EG. Такое решение позволяет увеличить несущую способность дорожного полотна при восприятии высоких динамических и статических нагрузок, что актуально на ГОКах.
Двуосноориентированная структура материала позволяет равномерно распределять нагрузки на основание как в продольном, так и в поперечном направлениях. Главная задача геосетки МакГрид® EG – замедление и прекращение процессов колейности на дороге.
Использование геосетки позволяет сократить слой щебня при проектировании дороги на 20 – 40%, что напрямую влияет на экономическую эффективность строительства, а в долгосрочной перспективе — снижает расходы на поддержание технологических дорог в должном состоянии.
«Ещё около 15 лет назад технология армирования насыпей георешётками как отдельный сегмент в России только зарождалась. Но сегодня геосинтетические материалы повсеместно используются для усиления несущей способности грунтовых оснований. Конечно, остались приверженцы классических решений, но, анализируя «живую» статистику продаж, можно сказать, что с каждым годом геосинтетические решения всё больше и больше востребованы на территории России», — подытожил директор по развитию Маккаферри Дмитрий Неклюдов.
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.