Оценка горно-геологических условий района карьера песка для обустройства Тагульского месторождения (Туруханский район, Красноярский край)

В результате проведения исследования описаны горно-геологические условия района месторождения, дана количественная характеристика изменения коэффициента устойчивости для трёх состояний грунтов. Рассчитана дополнительна мутность, возникающая в результате разработки карьера в ручье без названия. Даны рекомендации по проведению рекультивации.

Введение …………………………………………………………………………………………………………… 15

1 Состояние изученности проблемы исследований…………………………………………..17

1.1 Изучение горно-геологических условий …………………………………………………17

1.2 Изучение влияния гидромеханизированного способа разработки ……………18

2 Физико-географические условия района исследования ………………………………….21

2.1 Общая характеристика …………………………………………………………………………..21

2.2 Климатическая характеристика ………………………………………………………………22

2.2.1 Температура воздуха ………………………………………………………………………..24
2.2.2 Температура почвы …………………………………………………………………………..25
2.2.3 Влажность воздуха ……………………………………………………………………………26
2.2.4 Атмосферные осадки ………………………………………………………………………..27
2.2.5 Ветровой режим ………………………………………………………………………………. 28
2.3 Геоморфологическое строение ……………………………………………………………….29

2.4 Геологическое строение …………………………………………………………………………31

2.5 Гидрогеологические условия ………………………………………………………………….36

2.6 Геологические процессы и явления, криогенные условия ………………………. 37

2.7 Гидрография и гидрология …………………………………………………………………….39

3 Горно-геологические и гидрологические условия района карьера ………………….43

3.1 Геологические и гидрогеологические условия участка ……………………………43

3.2 Горнотехнический, технологический и техногенный факторы ………………..45

3.3 Вещественный состав и технические свойства горных пород ………………….47

3.4 Режимные изменения уровня воды в озере ……………………………………………..54

4 Прогноз устойчивости бортов карьеров ………………………………………………………..57

4.1 Методы расчета коэффициента устойчивости …………………………………………59

4.1.1 Метод круглоцилиндрической поверхности скольжения ……………………59
4.1.2 Метод многоугольника сил ……………………………………………………………….61
4.1.3 Метод алгебраического сложения сил по потенциальной поверхности
скольжения 62
4.1.4 Расчетная схема устойчивость обводнённых откосов………………………… 64
4.2 Расчёт устойчивость борта карьера ………………………………………………………..65

4.2.1 Расчет устойчивости борта карьера при мерзлом состоянии ………………66
4.2.2 Расчет устойчивости борта карьера при условии оттаивания ……………..67
4.2.3 Расчет устойчивости водонасыщенного грунта ………………………………….69
5 Природоохоранные и восстановительные работы ………………………………………….72

5.1 Расчет зон осаждения частиц грунта в ручье без названия ……………………… 72

5.2 Рекультивация карьерной выработки …………………………………………………….. 77

5.1.1 Рекультивация для рыбохозяйственного назначения …………………………. 78
5.1.2 Рекультивация для технического водоснабжения ………………………………80
6 Финансовый менеджмент, ресурсообеспеченность и ресурсосбережение ………82

6.1 Анализ конкурентных технических решений ………………………………………….82

6.2 Планирование работ по инженерным изысканиям ………………………………….88

6.3 Определение трудоёмкости выполнения работ ……………………………………….89

6.4 Оценка готовности проекта ……………………………………………………………………94

6.5 Бюджет научного исследования ……………………………………………………………..96

6.6 Ресурсоэффективность …………………………………………………………………………..97

6.7 Реестр рисков проекта ……………………………………………………………………………99

7 Социальная ответственность……………………………………………………………………….101

7.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности………..102

7.2 Производственная безопасность …………………………………………………………..103

7.3 Экологическая безопасность ………………………………………………………………..111

7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………..113

Заключение ………………………………………………………………………………………………………116

Список публикаций автора ………………………………………………………………………………. 118

Список используемой литературы и источников ……………………………………………….119

Приложение А ………………………………………………………………………………………………….119

Приложение Б ………………………………………………………………………………………………….138

Приложение В ………………………………………………………………………………………………….139

В процессе написания данной магистерской диссертации автором были
изучены и проанализированы научные работы и производственный отчет о
результатах инженерных изыскании, проведённых на изучаемой территории.
Выявлена проблема недостаточного внимания, оказываемого оценке горно-
геологических условий, расчета коэффициента устойчивости бортов
карьерных выработок при разных состояниях грунта, что имеет большое
значение для проектирования, разработки и рекультивации горной
выработки.
Изучено и охарактеризовано физико-географического положение
района месторождения, располагаемого в северо-восточной части Западно-
Сибирской равнины на территории Красноярского края. Месторождение
представляет собой таликовую залежь мелкого водонасыщенного песка,
расположенную под сточным озером без названия.
Определена категория сложности месторождения, которая согласно
требованиям СП 11-109-98 относится ко II (средней) группе сложности.
Рассчитаны коэффициент устойчивости борта карьера, при условии
оттаивания грунтов и изменения уровня воды в озере. По результатам
которых, было отмечено, что наибольшая устойчивость борта карьера
характерна для мерзлого состояния грунтов, чему способствует высокое
значения сцепления грунта за счет включения в кристаллическую структуру
льда. В процессе оттаивания, разрушения удерживающей структуры льда,
происходит ослабление сцепления, увеличения поверхности скольжения, что
приводит к уменьшению коэффициента устойчивости на 20%. Так же, было
рассмотрено влияние уровня воды в озере, изменяемое в течение года. Так,
для талого состояния грунта было рассмотрено изменение коэффициента
устойчивости при расчетном максимальном поднятии воды в весенне-летний
период. Отмечено, что поднятие воды приводит к изменению переходу всех
выделенных ИГЭ в состояние полного водонасыщения и снижению
коэффициента устойчивости относительно талого состояния на 10%.
Рассчитано количественное значение и длина распространения
дополнительной мутности, возникающей в процессе отработки
месторождения, в вытекающем из озера ручье без названия. Всего, за время
отработки месторождения, которое составит 176,5 суток, в ручей без
названия попадет 317,53 т грунта различных фракций, самая мелкая из
которых 0,1-0,05 мм в диаметре осядет через 287,12 м от истока ручья.
На основании анализа условий расположения месторождения и расчета
возможных изменений по окончанию отработки предложено проведение
рекультивационных работ, направленных на возможность дальнейшего
использования озера без названия как водного объекта рыбохозяйственного
назначения или водоема для технических нужд Тагульского нефтегазового
месторождения.
Таким образом, на основании полученных количественных
характеристик отмечается существенное изменения коэффициента
устойчивости при оттаивании грунтов, а так же его изменение в результате
изменения уровня воды в водоеме, что доказывает необходимость учета
рассмотренных нами факторов при проведении расчетов на этапе
проектирования карьеров.
Список публикаций автора

Берлизева А.Д. Пространственная изменчивость химического состава
р. Лена // труды XXII Международного студентов и молодых ученых
симпозиума имени академика М.А. Усова. Изд-во ТПУ, 2018 г