Инструкция по проектированию гидроотвалов из глинистых грунтов и прогнозированию их состояния

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
1.3. При проектировании гидроотвалов следует придерживаться такой терминологии.
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
1.4. Гидроотвалы в зависимости от рельефа местности подразделяются на типы (рис. 1):
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.
2.2. В техническое задание на проектирование необходимо включать:
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.
2.3. Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать следующую документацию:
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