ВСН 291-72*
Безкоштовно, без реєстрації
Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР
Главное техническое управление
УТВЕРЖДАЮ:
Заместитель министра монтажных
и специальных строительных
работ СССР
Л.Д. СОЛОДЕННИКОВ
21 марта 1972 г.
ИНСТРУКЦИЯ по проектированию гидроотвалов из глинистых грунтов и прогнозированию их состояния
ВСН 291-72*
ММСС СССР
Центральное бюро научно-технической информации
Москва-1977
Настоящая инструкция предназначается для проектных и производственных организаций Минмонтажспецстроя СССР, осуществлявших земляные работы способом гидромеханизации.
В инструкции рассматриваются вопросы проектирования гидроотвалов из связных грунтов и прогнозирования их состояния. При этом общие для всех видов намываемых сооружений требования, содержащиеся в СНиП II-53-73 и СНиП III-Б.2-62, в настоящую инструкцию не включены.
Инструкция разработана Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ (ВНИИГС) и трестом Гидромеханизация Минмонтажспецстроя СССР на основе обобщения материалов исследований, опыта проектирования и возведения гидроотвалов, а также литературных данных об исследованиях намывных плотин, шламохранилищ, золо- и гидроотвалов и представляет собой дополненное и переработанное издание «Временных указаний по проектированию гидроотвалов из глинистых грунтов и прогнозированию их состояния» ВСН 291-72/ММСС СССР.
Составители инструкции: канд. техн. наук В.И. Каминская, инженеры Л.П. Коновалов и Б.М. Лунин. В составлении инструкции принимали участие инженеры Ю.Д. Дмитриенко, И.М. Левченко и Т.А. Медведева.
Минмонтажспецстрой СССР
Ведомственные строительные нормы
ВСН 291-72*
ММСС СССР
Инструкция по проектированию гидроотвалов из глинистых грунтов и прогнозированию их состояния
Взамен ВСН 291-72
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Область применения
1.1. Настоящая инструкция распространяется на проектирование гидроотвалов из вскрышных песчано-глинистых грунтов месторождений полезных ископаемых.
Примечание. Настоящая инструкция не распространяется на гидроотвалы, сооружаемые в сейсмических районах и на Крайнем Севере, а также на период работ с минимальной среднесуточной температурой ниже 0 °С.
1.2. В инструкции принято, что усредненный гранулометрический состав карьерного грунта, намываемого в отвал, содержит до 70 % глинистых и пылеватых фракций диаметром менее 0,05 мм. При содержании этих фракций свыше 70 % гидроотвалы относятся к наливному типу и в настоящей инструкции не рассматриваются.
Отвалы намывают послойно (с эстакад высотой до 2,5 - 3,5 м). Средняя мощность намытого слоя 0,3 - 0,9 м, средний удельный расход пульпы при ее распределительном выпуске в начале откоса 3 - 10 л/с.
Внесены
Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ (ВНИИГС) и Проектной конторой треста Гидромеханизация
Утверждены
Минмонтажспецстроем СССР
21 марта 1972 г.
Срок введения
1 июля 1976 г.
Основные определения и терминология
Гидроотвал - специальное намывное сооружение, образованное при складировании вскрышных пород месторождений полезных ископаемых и предназначенное для приема пульпы, аккумулирования грунта, осветления и накопления отработанной воды с использованием ее в системе оборотного водоснабжения. Гидроотвал состоит из трех зон с различным гранулометрическим составом намытого грунта: упорной призмы, промежуточной и центральной зон.
Упорная призма - наружная упорная часть гидроотвала, образуемая в результате надводного намыва и ограниченная с внешней стороны дамбами обвалования, слагается в основном песчаным и супесчаным грунтом.
Промежуточная (переходная) зона - область между упорной призмой и центральной зоной. Размеры промежуточной зоны определяются пределами колебания уреза воды в отстойном прудке. В промежуточной зоне откладываются более мелкие фракции, чем в упорной призме.
Центральная зона - область осаждения под водой пылевато-глинистых частиц. Размеры этой зоны определяются площадью отстойного прудка с минимальными пределами блуждания уреза воды.
Дамба первичного обвалования - дамба, возводимая по контуру гидроотвала с целью образования емкости для прудка при намыве первого яруса.
Дамба обвалования - дамба, возводимая в процессе намыва гидроотвала по его контуру на каждом ярусе из намытого или привозного грунта.
Откос намыва - надводная и подводная поверхности намыва гидроотвала, ограниченная дамбой обвалования и центром прудка-отстойника.
Пляж - надводная поверхность гидроотвала, ограниченная дамбой обвалования и урезом воды прудка-отстойника.
Прудок-отстойник - емкость, в которой происходит осветление пульпы в результате осаждения мелких частиц грунта в процессе намыва. Прудок-отстойник обеспечивает оборотное водоснабжение.
Фронт намыва - общая ширина потоков пульпы, выпускаемой одновременно из отверстий распределительного пульпопровода на пляж гидроотвала. Проектная величина фронта намыва рассчитывается в зависимости от рода складируемых грунтов, производительности землесосной установки или земснаряда и от продолжительности намыва на данном участке.
Ярус намыва - слой намытого грунта, мощность которого определяется высотой эстакад и обвалования.
Пульпа (гидросмесь) - механическая смесь грунта с водой, транспортируемая из карьера в гидроотвал.
Консистенция пульпы - степень насыщения грунтом потока пульпы, определяемая отношением расхода грунта к расходу воды или гидросмеси. Различают массовую и объемную консистенцию пульпы.
Пульпопровод (пульповод) - система труб, по которой транспортируется гидросмесь.
Водосбросный колодец - устройство для приема осветленной воды и регулирования уровня воды в прудке-отстойнике.
Водосбросная труба - трубопровод для отвода осветленной воды из водосбросного колодца за пределы гидроотвала.
Интенсивность намыва - мощность намываемого слоя отвала (по высоте) в единицу времени, м/сутки.
Расчетные характеристики грунтов - численные значения геотехнических параметров грунтов (объемная масса скелета, угол внутреннего трения, сцепление и др.), при которых рассчитывается устойчивость откосов гидроотвала.
Типы гидроотвалов
А - овражные и балочные, создаваемые в оврагах или балках путем перегораживания их дамбами;
Б - равнинные, расположенные на местности ровной или с небольшим уклоном, огражденные со всех сторон дамбами;
В - косогорные, устраиваемые на косогорах, огражденные дамбами и частично рельефом местности;
Г - котловинные и котлованные, расположенные соответственно в местных понижениях (котловинах) и выемках отработанных карьеров.
В зависимости от высоты гидроотвалы делятся на низкие - менее 10 м, средние – 10 - 30, высокие - более 30 м.
Рис. 1. Типы гидроотвалов
1.5. В зависимости от степени ответственности, местных условий, высоты и интенсивности намыва гидроотвалы делятся на классы капитальности (табл. 1):
класс I - особо ответственные - средние и высокие, авария на которых сопряжена с катастрофическими последствиями для населенных пунктов и предприятий;
класс II - ответственные - средние и низкие, разрушение которых не может вызвать серьезных последствий для населенных пунктов;
класс III - малоответственные - низкие, расположенные в незастроенных местностях.
Примечание. Класс капитальности отдельных элементов гидроотвала (ограждающих дамб, водосбросных устройств и др.) определяют в соответствии со СНиП II-А, 3-62, СНиП II-50-74 и действующими техническими условиями на проектирование золоотвалов и хвостохранилищ.
Таблица 1
Высота гидроотвала, м
Характер заселения местности в районе размещения гидроотвала
Класс капитальности гидроотвала
благоприятные гидрометеорологические условия и равнинный рельеф местности при интенсивности намыва в месяц, м
неблагоприятные гидрометеорологические условия и пересеченный рельеф местности при интенсивности намыва в месяц, м
< 2
> 2
< 2
> 2
> 30
Независимо от заселенности
I
I
I
I
10 - 30
Заселенная
I
I
I
I
Незаселенная
II
I
II
I
< 10
Заселенная
III
II
II
II
Незаселенная
III
III
III
III
Примечания. 1. Для гидроотвалов типа Г класс капитальности гидроотвалов следует снижать на единицу.
2. К районам с неблагоприятными гидрометеорологическими условиями следует относить зоны с выпадением осадков более 600 мм/г и нормой годового стока более 10 л/с×км2.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИДРООТВАЛА 2.1. Гидроотвалы проектируют на основе проекта разработки месторождения полезного ископаемого по техническому заданию в зависимости от общего комплекса проектируемых вскрышных работ.
календарный план горных работ по вскрытию месторождений;
материалы инженерно-геологических изысканий в районе вскрышных работ (карьера);
данные о расходе пульпы, подаваемой в гидроотвал (м3/ч), и содержании в ней твердого компонента.
топографическую карту (в масштабе 1:10000 или 1:5000) территорий, на которых находятся возможные земельные участки под гидроотвал;
топографическую карту участка гидроотвала в масштабе 1:2000 или 1:1000;
сведения о расходе и уровне воды в водотоках (озерах, реках, ручьях), режиме водотоков (сроки паводков, ледостава, мутность и др.);
гидрометеорологические данные (скорость ветра, элементы ветровых волн водотоков, количество выпадающих осадков, норма годового стока).
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРООТВАЛОВ Общие положения
3.1. Проектирование гидроотвала следует производить в две стадии: технический проект и рабочие чертежи. Кроме того, должен быть составлен проект производства работ (ППР).
В техническом проекте определяют: место расположения и геометрические размеры гидроотвала, границу опасной зоны, объемы грунта, намываемого в него по годам, объем подготовительных работ и технико-экономические показатели. Утвержденный технический проект является основанием для заказа оборудования, разработки рабочих чертежей и финансирования строительства.
устойчивости внешнего откоса на сдвиг и оползание;
плотности намытых грунтов пляжа, необходимой для производительной и безопасной работы по намыву;
достаточному водоосветлению в местах водослива.
Выбор места расположения гидроотвала
3.3. Гидроотвалы необходимо располагать на площадях, непригодных или малопригодных для сельского хозяйства, промышленности, жилищного строительства и зон отдыха.
Расположение гидроотвала должно обеспечить минимальную длину транспортировки и высоту подъема пульпы, удобную организацию водоудаления. При прочих равных условиях гидроотвал относительно карьера следует располагать на участке, где ограждающие дамбы будут иметь меньшую протяженность и годовое приращение не выше 3 - 5 м.
При выборе места расположения гидроотвала необходимо учитывать поверхностный сток и предусматривать, если это целесообразно, использование его для организации оборотного водоснабжения и возможность отвода ливневых и талых вод с территорий, прилегающих к отвалу.
3.4. При выборе площадки под гидроотвал следует учитывать, что согласно СНиП II-53-73 к основанию на участке упорной призмы должны быть предъявлены те же требования, что и к основанию плотин.
На участке, выбранном для возведения гидроотвала, должны быть проведены изыскания, построен геологический разрез и определены геотехнические свойства грунтов.
Материалы изысканий должны содержать:
топографический план (в масштабе 1:2000 - 1:1000) с обозначениями геологических выработок (шурфов и скважин) и линий геологических разрезов;
геолого-литологические разрезы с нанесенным уровнем грунтовых вод: горизонтальный в масштабе 1:500 - 1:1000 и вертикальный в масштабе 1:50 - 1:100;
колонки по геологическим выработкам;
сводные таблицы и графики физико-механических свойств грунтов: гранулометрический состав, плотность и объемная масса, влажность, пористость, пределы и число пластичности, сопротивление сдвигу и сжатию, коэффициент фильтрации, содержание органических веществ.
3.5. Место расположения гидроотвала должно быть согласовано с исполкомом местного Совета, санитарной инспекцией, Госгортехнадзором горного округа и организацией, проектирующей данный карьер.
На основании акта о выборе места расположения гидроотвала, составленного проектировщиками при участии заказчика, должны быть изучены варианты, связанные с выбором площадки под гидроотвал, и произведено технико-экономическое обоснование принятого решения.
Определение объема грунта, подлежащего разработке гидравлическим способом
3.6. Объем вскрышных пород, подлежащих укладке в отвал, определяется календарным планом разработки и вскрыши данного месторождения с учетом способа производства работ.
3.7. На основании данных изысканий из общего объема вскрыши определяют объемы грунта, разработка которых гидравлическим способом и укладка в гидроотвал возможны и экономически целесообразны.
Из объема грунта, планируемого для разработки гидравлическим способом, необходимо исключить:
недоборы грунта в забое, разработка которых невозможна способом гидромеханизации;
охранный целик над полезным ископаемым, предохраняющий его от замачивания (размеры его определяют в проекте в зависимости от свойств грунтов вскрыши и схемы производства работ);
верхний черноземный слой, используемый в дальнейшем для нужд сельского хозяйства при проведении рекультивационных работ.
3.8. Емкость гидроотвала должна соответствовать сроку разработки карьера, предусмотренного проектом.
3.9. Емкость гидроотвала, потребная для складирования карьерного грунта, соответствует объему грунтов вскрыши и может быть вычислена по формуле
E = b0V0 + Vп + Vд, (1)
где V0 - объем породы в естественном состоянии (целике), планируемый для заполнения гидроотвала в начале и за весь период эксплуатации, м3;
Vп - объем прудка-отстойника, рассчитанного как отстойник непрерывного действия, м3 (ориентировочно его можно принимать равным 5 - 10-суточному объему пульпы, подаваемой в гидроотвал);
Vд - дополнительная емкость, необходимая главным образом, для аккумуляции стока поверхностных вод, тяготеющего к гидроотвалу, м3 (размер этой емкости определяют в проекте);
b0 - коэффициент гидроразрыхления карьерного грунта, принимаемый в зависимости от средневзвешенного состава грунта в карьере (приложение 1):
Песок 1,00
Песок с примесью:
глины 1,05 - 1,10
пыли 1,10
Супесь 1,05 - 1,15
Суглинки 1,2 - 1,5
Глина 1,5 - 2,0
, (2)
где - масса грунта в соответствующей зоне, т;
- процентное содержание фракций карьерного грунта, крупность которых для соответствующей зоны принимается по табл. 2;
Побачили розбіжність з офіційним текстом?