№80-30
Діагностика технічного стану ґрунтової дамби хвостосховища Вільногірського ГМК геофізичними методами та заходи з підвищення рівня екологічно безпечної експлуатації
Л.М. Рудаков 1, Д.С. Пікареня2, О.В. Орлінська2, Г.В. Гапіч1
1Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна
2Технічний університет «Метінвест Політехніка», м. Запоріжжя, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 80:324–335
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/80.324
АНОТАЦІЯ
Мета. Обґрунтування можливості та доцільності застосування геофізичного методу природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) для діагностики технічного стану ґрунтової дамби Вільногірського гірничо-металургійного комбінату (ВГМК) та розробка заходів щодо підвищення рівня екологічної безпеки подальшої експлуатації хвостосховища.
Методика. Застосовані сучасні стандартизовані методи досліджень, які включають польові вимірювання та аналітичну інтерпретацію геофізичних даних. У роботі використані результати спостережень за закладною контрольно-вимірювальною апаратурою (п’єзометри, геодезичні марки), яка розміщена в тілі гідротехнічної споруди (ГТС).
Результати. Візуальні обстеження та дані контрольно-вимірювальної апаратури мають значущу кореляцію з результатами досліджень технічного стану ГТС геофізичним методом ПІЕМПЗ. На підставі результуючих даних розроблені різні варіанти технічних рішень і заходів з підвищення рівня надійності та безпеки експлуатації ГТС.
Наукова новизна. Вперше для ґрунтової дамби хвостосховища ВГМК обґрунтовано можливість застосування методу ПІЕМПЗ по визначенню ділянок підвищеної фільтрації, зон розущільнення та потенційних формувань тріщин відриву і зсувних площин в тілі ГТС, які не мають проявів зовнішніх ознак порушення технічного стану. Удосконалення методики контролю та інструментальних досліджень за надійною і безпечною роботою хвостосховища дозволяє також розробити науково обґрунтовані заходи з підвищення рівня екологічної та експлуатаційної безпеки огороджувальних дамб.
Практична значимість. Застосування та впровадження геофізичного методу ПІЕМПЗ у систему діагностичних моніторингових спостережень за технічним станом ГТС хвостосховища значно підвищує достовірність та інформативність отриманих даних про напружено-деформаційний стан дамби, надає змогу відслідковувати зміни та встановлювати ділянки підвищеної фільтрації і обводнення. Такий підхід дозволяє прогнозувати стан споруди на різних рівнях експлуатації, а також розробляти як оперативні, так і довготермінові заходи з підвищення рівня екологічної і технічної безпеки, особливо в умовах постійного нарощування висоти захисних дамб та збільшення корисних ємностей хвостосхвищ.
Ключові слова: хвостосховище, ґрунтова дамба, геофізичні методи, екологічна безпека.
Перелік посилань
1. Ніколаєва, І.О. (2017). Екологічний аудит промислових хвостосховищ із застосуванням контрольних списків як передумова підвищення їх екологічної безпеки. дис. … на здобуття канд. техн.: 21.06.01. Державна екологічна академія післядипломної освіти та управління.
2. Рудаков, Л. (2023). Екологічна та експлуатаційна безпека хвостосховищ: аналіз аварій, причин та методів діагностики технічного стану. Екологічна безпека та природокористування, 46(2), 66–84. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2023.2.66-84
3. Хвостосховища і шламонакопичувачі: ДБН В.2.4.-5:2012. К.: Мінрегіонбуд України, 2012.
4. Williams, DJ (2021). Lessons from tailings dam failures – where to go from here? Minerals, 11(8), 853. https://doi.org/10.3390/min11080853
5. Хвостосховище в б. Скажена. Нарощування основної дамби до відмітки 133,00 м. Реконструкція. Робочий проект.(2004).Державний науково-дослідний та проектно-вишукувальний інститут «УкрНДІводоканалпроект».
6. Гідротехнічні споруди. Основні положення: ДБН В.2.4-3:2010.(2008).Мінрегіонбуд України. (Державний стандарт України).
7. Kuzmenko, E., Bagriy, S., Artym, V., Artym, I., Dzoba, U., & Kamaeva, I. (2021). Distribution of mechanical stress and its relationship to the natural pulsing electromagnetic field in complex rock masses. 15th International Conference Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215k2079
8. Вишукування, проектування і територіальна діяльність. Вишукування. Інженерні вишукування для будівництва: ДБН А.2.1-1:2014.(2014). Мінрегіонбуд України, 2014.
9. Kuzmenko, E., Bahrii, S., & Dzoba, U. (2019). The depth range of the Earth’snatural pulse electromagneticfield (or ENPEMF). Journal of Geology, Geography and Geoecology, 27(3), 466–477. https://doi.org/https://doi.org/10.15421/111870
10. Chushkina, I. V., Pikarenia, D. S., Orlinska, O. V., & Maksymova, N. M. (2020). Experimental substantiation of the NPEMFE geophysical method to solve engineering and geological problems. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University, Series “Geology. Geography. Ecology”, (51), 109–123. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2019-51-08
11. Hao, G.-C., Bai, Y.-X., Liu, H., Zhao, J., & Zeng, Z.-X. (2018). The Earth’s natural pulse electromagnetic fields for earthquake time-frequency characteristics: Insights from the EEMD-WVD method. Island Arc, 27(4). https://doi.org/10.1111/iar.12256
12. Пікареня, Д.С., & Орлінська, О.В. (2009). Досвід застосування методу природнього імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) для вирішення інженерно-геологічних задач. Видавницто «СВІДЛЕР».
13. Пікареня, Д.С., Орлінська, О.В., Зберовський, А.В., & Лазніков, А.М. (2012). Дослідження міцнісних та фільтраційних властивостей гідротехнічної споруди у балці Скажена Вільногірського ГМК. Збірник наукових праць НГУ, 37, 310–315.
14. Rudakov, L.M., Hapich, H.V., Orlinska, O.V., Pikarenia, D.S., Kovalenko, V.V., Chushkina, I.V., & Zaporozhchenko, V. Y. (2020). Problems of technical exploitation and ecological safety of hydrotechnical facilities of Irrigation Systems. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 29(4), 776–788. https://doi.org/10.15421/112070
15. Hapich, H, Orlinska, O., Pikarenia, D., Chushkina, I., Pavlychenko, A., & Roubík, H. (2023). Prospective methods for determining water losses from irrigation systems to ensure food and water security of Ukraine. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 154–160. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-2/154
16. Orlinska, O., Pikarenia, D., Chushkina, I., Maksymova, N., Нapich, H., Rudakov, L., Roubík, H., & Rudakov, D. (2022). Features of water seepage from the retention basins of irrigation systems with different geological structures. Industrial, Mechanical And Electrical Engineering. https://doi.org/10.1063/5.0109330
17. Дудля, М.А., & Садовенко,І.О. (2007). Техніка та технологія буріння гідрогеологічних свердловин: Підручник (За ред. акад. НАН України Г.Г. Півняка) Національний гірничий університет.
