Iaz Decan

8/8/2019 Iaz Decan

1/25

Dr Ioan BUD, Dr Simona DUMADr Ioan BUD, Dr Simona DUMA

ACCIDENTE LAACCIDENTE LAIAZURI DEIAZURI DE

DECANTAREDECANTARE Note de curs Note de curs

8/8/2019 Iaz Decan

2/25

Dr Ioan BUD, Dr Simona DUMDr Ioan BUD, Dr Simona DUM

Scurt istoricScurt istoric Activitatea minier este foarte veche Activitatea minier este foarte vecheExtragerea substanelor minerale utileExtragerea substanelor minerale utile

creeaz un dezechilibru n mediul natural,creeaz un dezechilibru n mediul natural,att n locul din care s-au extras ct i natt n locul din care s-au extras ct i n

locul unde s-au depozitat reziduurile.locul unde s-au depozitat reziduurile.Cantitatea de materii prime mineraleCantitatea de materii prime minerale

extrase, prelucrate i folosite anualextrase, prelucrate i folosite anual -- 2828miliarde tonemiliarde tone

IIndustria minier extragndustria minier extrag ee aproximativ aproximativ 6060miliarde tone de mas miniermiliarde tone de mas minier , din, dincare aproapecare aproape 55 % o reprezint masa55 % o reprezint masa

rezidual sau deeuri rezidual sau deeuri (Fodor, 2001).(Fodor, 2001).

8/8/2019 Iaz Decan

3/25


Depozitarea deeurilor Depozitarea deeurilor sensibilizeaz sensibilizeaz factoriifactoriiresponsabili i publicul.responsabili i publicul.

Deeuri - sursele polurii continue cu ape acideDeeuri - sursele polurii continue cu ape acide( ( drenaj acid drenaj acid ) care antreneaz ) care antreneaz metalele grelemetalele grele ,,

Depozitele de deeuri miniere construiteDepozitele de deeuri miniere construite

necorespunztor,necorespunztor, Depozitarea masei miniere reziduale se face n douDepozitarea masei miniere reziduale se face n doumoduri, n funcie de granulometria materialului:moduri, n funcie de granulometria materialului:

materialul grobmaterialul grob care nu prezint interescare nu prezint intereseconomic este depozitat neconomic este depozitat n halde de steril halde de steril ;;

materialul procesat materialul procesat cu granulometrie fin,cu granulometrie fin,transportat sub form de pulp se depoziteaz ntransportat sub form de pulp se depoziteaz n

iazuri de decantareiazuri de decantare ..

8/8/2019 Iaz Decan

4/25


CELE MAI GRAVE ACCIDENTECELE MAI GRAVE ACCIDENTECele mai grave accidente care au avut loc laCele mai grave accidente care au avut loc la

iazurile de decantare sunt:iazurile de decantare sunt:Chile, 1965 Chile, 1965 peste 200 mori, n urma unui peste 200 mori, n urma unui cutremur de pmnt au cedat 22 de iazuri;cutremur de pmnt au cedat 22 de iazuri;Zambia, 1970 Zambia, 1970 89 mori; 89 mori;Romnia, 1971Romnia, 1971 99 mori i mari pagube 99 mori i mari pagube

materiale;materiale;SUA - Virginia, 1972 SUA - Virginia, 1972 125 mori i 4000 de familii 125 mori i 4000 de familii au rmas fr case, pagubele materiale au fost au rmas fr case, pagubele materiale au fost evaluate la 62 milioane dolari;evaluate la 62 milioane dolari;

Italia, 1985 Italia, 1985 268 mori; 268 mori;China, 1988 China, 1988 20 mori; SUA Colorado, 1992 20 mori; SUA Colorado, 1992 distrugerea vieii acvatice pe o lungime de 25 kmdistrugerea vieii acvatice pe o lungime de 25 km pe rul Alabama; pe rul Alabama;

8/8/2019 Iaz Decan

5/25


Ecuador, 1993Ecuador, 1993 - 24 mori;- 24 mori; Africa de Sud, 1994 Africa de Sud, 1994 17 mori i 80 de case 17 mori i 80 de case

distruse;distruse;Guyana, 1995 Guyana, 1995 ;;Filipine, 1996 Filipine, 1996 ;;

Bulgaria, 1996 Bulgaria, 1996 107 mori; 107 mori;Spania, 1998 Spania, 1998 ;;China, 2000 China, 2000 15 mori, 50 rnii i peste 100 15 mori, 50 rnii i peste 100

persoane disprute; persoane disprute;Romnia, 2000 Romnia, 2000 Baia Mare, Baia Bora; Baia Mare, Baia Bora;Suedia, 2000 Suedia, 2000 ..

8/8/2019 Iaz Decan

6/25


ACCIDENTE LA LA HALDELE DEACCIDENTE LA LA HALDELE DESTERILSTERIL

n cazul n cazul haldelor de steril haldelor de steril cele mai gravecele mai graveaccidente au avut loc n:accidente au avut loc n:

Marea Britanie, 1966 Marea Britanie, 1966 144 mori din care 144 mori din care116 copii aflai ntr-o coal, accidentul s-a116 copii aflai ntr-o coal, accidentul s-a produs la Aberfan pe rul Taff; produs la Aberfan pe rul Taff;

Indonezia, 2000 Indonezia, 2000 4 mori (halda a avut o 4 mori (halda a avut onlime de 400 m).nlime de 400 m).

8/8/2019 Iaz Decan

7/25


GENERALITI PRIVIND IAZURILE DEGENERALITI PRIVIND IAZURILE DEDECANTARE I HALDELE DE STERILDECANTARE I HALDELE DE STERIL

extracia i procesarea substanelor minerale utile iextracia i procesarea substanelor minerale utile idepozitarea masei miniere reziduale + ap -depozitarea masei miniere reziduale + ap -Iaz deIaz dedecantaredecantareDepozitarea acestor sterile fine (nisip, praf si argil)Depozitarea acestor sterile fine (nisip, praf si argil)rezultate in urma procesrii minereului, se realizeaz nrezultate in urma procesrii minereului, se realizeaz nspatele unor baraje care le rein.spatele unor baraje care le rein.barajele se construiesc din sterile de flotaie prinbarajele se construiesc din sterile de flotaie prinsepararea prii mai grobe (nisipul) de prile fine (praf,separarea prii mai grobe (nisipul) de prile fine (praf,argil).argil).cu nisipul separat se construiete barajul (cu nisipul separat se construiete barajul (dig)dig)permeabil (permite scurgerea apei din zona de lac) ipermeabil (permite scurgerea apei din zona de lac) istabil sub anumite unghiuri.stabil sub anumite unghiuri.partea fin este depus n spatele digului unde separtea fin este depus n spatele digului unde sesedimenteaz fraciunea solid.sedimenteaz fraciunea solid.zona de sedimentare -zona de sedimentare - iaz de decantareiaz de decantare (seamn cu(seamn cuun iaz sau lac de munte)un iaz sau lac de munte)

8/8/2019 Iaz Decan

8/25

Dr Ioan BUD, Dr Simona DUMA

Schema simplificat a fluxului tehnologic

MineCariere

Halde

de

steril

Steril de

min

Dimensiuni 0300 mm

Minereu

Concentrat

Procesare Mas minierrezidual subform de pulp(solid + ap)

Iaz dedecantare

Dig

Iaz

Decantare simpl

Hidrociclonare

8/8/2019 Iaz Decan

9/25

8/8/2019 Iaz Decan

10/25


Decantarea simpl - sterilul de flotaie sub form de pulp este deversat pe dig prin intermediul unei serii de robinete. Partea grob se depune napropierea zonei de deversare, iar partea fin este transportat de ap sprezona de lac unde se sedimenteaz spigotting (englez) spigotage (francez, spigot robinet).

Surplusul de ap ce provine din hidrotransport i din precipitaii va fieliminat printr-un sistem de evacuare - sond invers i prin dig, datorit

permeabilitii acestuia. Cnd are loc o distrugere a sistemului de evacuare pe anumite poriuni din cauza presiunilor, se produce o deplasare amaterialului din iaz, formnd un gol care se propag pn la suprafa,generand o surpare sub forma unui con, numit plnie de prbuire .

nlime de gard - nlimea dintre nivelul apei i coronamentul digului plaja - poriunea dintre coronamentul digului i conturul exterior al apei

din lac i are o pant orientat dinspre coronament spre lac care permitecurgerea tulburelii i sedimentarea sterilului funcie de granulometriaacestuia i viteza de curgere.

nlimea de gard i plaja fac parte din elementele de siguran ale unuiiaz de decantare.

8/8/2019 Iaz Decan

11/25


ELEMENTELE PRINCIPALE ALE UNUI IAZ DE DECANTARE Digul de amorsare- din rambleu permeabil (anrocamente, pietri cu nisip, sol etc.)

cu o nlime i un volum care permit depozitarea sterilului n faza iniial deconstrucie.

Piciorul aval al digului(contradig) este construit din rambleu (anrocamente, pietricu nisip, sol etc) dispus pentru a crea o extremitate net i ordonat a iazului dedecantare .

dig deamorsare

nmol < 75m

nisip

dig

coronament

lac ap

sond inversan decolectare aapei

plaj

gard

8/8/2019 Iaz Decan

12/25


Metode de construcie a digului depind de o serie de factori, cum ar fi:

granulometria sterilului; topografia terenului; caracteristicile geomecanice ale terenului de

fundare; seismicitatea zonei; condiiile climatice, hidrologice i ecologice

etc.

Sunt cunoscute 4 metode de construcie adigului: metoda de ridicare spre amonte,spre aval, pe vertical si mixt.

8/8/2019 Iaz Decan

13/25


METODA CU RIDICARE SPRE AMONTE - Construcia digului spre amonte se realizeaz prin depunerea materialului grosier peste

cel fin pe msur ce digul se nal- Stabilitatea acestor construcii scade cu nlimea, necesitnd limitarea nlimii i a

vitezei de nlare

dig deamorsare

lac

nivel

freatic

plaj

digurisecundare

nisip

siltargil

Metoda prezint siguran n regiuni uscate i cu climat arid. Pentru regiuniletemperate cu precipitaii abundente n anumite perioade de timp precum i n zonseismice este considerat o metod cu grad ridicat de risc.

8/8/2019 Iaz Decan

14/25


METODA CU RIDICARE SPRE AVAL Construcia digului se realizeazprin micarea coronamentului spre

aval n timp ce acesta se nal.

digurisecundare

plajlac

nmol

nivel freatic

dig deamorsar e

picior aval aldigului

nisiphidrociclona

t

Metoda cea mai sigur ns cea mai costisitoare, folosindu-se nregiuni cu un grad ridicat de seismicitate. Construcia prin aceastmetod necesit o cantitate mare de nisip, care crete o dat cu nlarea digului.

8/8/2019 Iaz Decan

15/25


METODA CU RIDICARE PE VERTICAL

dig deamorsare

nisiphidrociclonat

picior avalal digului

nivel freatic

plaj

nmol

lac

- din punct de vedere al siguranei la seisme, aceast metod este mai sigurdect metoda cu ridicare spre amonte i necesit mai puin nisip dect metodacu ridicare spre aval.

metoda axului central- poziia coronamentuluinu se modific n plan orizontal, micndu-sepe vertical n timp ce se nal digul.

8/8/2019 Iaz Decan

16/25


METODA MIXT

picior aval aldigului saucontradig

lac

nivel freatic

plaj

diguri de nlarespre amonte

diguri de nlarespre aval

dig deamorsare

Metoda const n ridicarea digului spre aval pn la un anumit nivel, dup careconstrucia continu cu ridicarea spre amonte

8/8/2019 Iaz Decan

17/25


STABILITATEA FIZIC A IAZURILOR I HALDELOR DE STE

Factorii principalicare influeneaz stabilitatea sunt:- caracteristicile fizico-mecanice ale materialului din hald sau iaz- granulometria materialului din dig pentru iazurile de decantare;

- caracteristicile constructive ale haldei sau iazului;- configuraia suprafeei terenului de fundare;- caracteristicile fizico-mecanice i elastice ale terenului de fundare;- existena unor goluri sau lucrri vechi subterane n zona de influen

a haldei sau iazului;- regimul pluviometric din zon;- gradul de seismicitate natural sau indus.

Stabilitatea haldelor de steril i a iazurilor de decantare- stabilitatea haldei propriu-zise i a iazului (digului)- stabilitatea terenului de fundare.

8/8/2019 Iaz Decan

18/25


Suprafeele de alunecare a haldelor i iazurilor pot avea forme circulare, planei compuse.ALUNECRI CIRCULARE

Momentele forelor: momentul motor (MM = Gl - efectul greutii) i momentul rezistent (MR = frecarea x R - efectul frecrii)

alunecarede fortelor momentul forfecarelaarezistent de fortelor momentul

F =

=

==n

i

n

i

alunecaredM

dM

F

1

1

)(

)(

mprirea n fii a volumului de materialuat n studiu unde ADC este suprafaa de

alunecare (circular)Coeficientul de stabilitate F este:

8/8/2019 Iaz Decan

19/25


CALCULUL COEFICIENTULUI DE STABILITATE LA ALUNECRI CIRC ntr-o alunecare circular, miscarea materialul este una de rotatie,studiindu-se echilibrul momentelor fortelor puse n joc.

- partea activ sau motoare, greutatea materialului i aciunea apei(mpingerea apei dat de presiunea interstiial);- partea rezistent, rezistena la forfecare a materialului pe suprafaade alunecare.

Momentele forelor:- momentul motor (M M = Gl - efectul greutii)- momentul rezistent (M R = frecarea x R -efectul frecrii)

Coeficientul de stabilitate Feste definit ca:

Aceste fore sunt:

alunecarede fortelor momentul

forfecarelaarezistent de fortelor momentul F =

8/8/2019 Iaz Decan

20/25


De-a lungul cercului de rupere, valoarea forelor este variabil, astfeleste necesar mprirea volumului materialului luat n studiu n fii

i calcularea momentele forelor fiecrei fii:

mprirea n fii a suprafeei de alunecare

=

==n

i

n

i

alunecaredM

dM F

1

1

)(

)(

8/8/2019 Iaz Decan

21/25


Determinarea suprafeei critice de alunecare n analiza stabilitii, a priori, nu se cunoateraza cercului dealunecare i nicipoziia centrului cercului.

Metoda const n realizarea de iteraii asupra razei cercului luat n studiupentru un punct O fixat arbitrar i cutarea cercului de alunecare cucoeficientul cel mai mic. Se fixeaz limite pentru R i pentru centrulcercului O.

Cu ajutorul informaticii s-a optimizat numrului cercuri luate n studiu i numrul fiilor, astfel:- se studiaz minim 100 de cercuri;- se mparte masa de material din cercul dealunecare n minim 10 fii; de la 20 de fii precizia nu mai crete; ntre "

o singur fie" i

20 de fiiprecizia difer cu aproximativ20%.

Pentru a determina valoarea minim acoeficientuluide stabilitate F, utiliznd algoritmul de mai sus, (100de cercuri i 10...20 de fiipentru fiecare cerc) estenecesar folosirea metodelor numerice.

8/8/2019 Iaz Decan

22/25


Cele mai utilizate metode sunt ale lui Fellenius i Bishop, pentru care existnumeroase programe de calcul.Valorile coeficienilor de siguran (coeficientul de stabilitate care confer siguran n condiiile cele mai defavorabile) au fcut obiectul numeroaselor studii care s-aumaterializat prin diferite recomandri. n general, aceste valori sunt recomandate nfuncie de riscul pe care-l produce o construcie i gradul de incertitudine al datelor

introduse n metoda de calcul.Valorile recomandatepentrucoeficienii de siguransunt:Fs > 1,5

Experiena a artat c:- taluzul rmne stabil dacFs > 1,5;- riscul de rupere apare pentru1< Fs < 1,5

- metoda Felleniussau metoda suedez;- metoda Bishop;

- metoda Janbu;.- metoda Spencer ;- metoda Lowe- Karafiath

Metode de calcul i coeficieni de siguran recomandai

8/8/2019 Iaz Decan

23/25


Cele mai utilizate metode sunt ale lui Fellenius i Bishop, pentru care existnumeroase programe de calcul.Valorile coeficienilor de siguran (coeficientul de stabilitate care confer siguran n condiiile cele mai defavorabile) au fcut obiectul numeroaselor studii care s-aumaterializat prin diferite recomandri. n general, aceste valori sunt recomandate nfuncie de riscul pe care-l produce o construcie i gradul de incertitudine al datelor

introduse n metoda de calcul.Valorile recomandatepentrucoeficienii de siguransunt:Fs > 1,5

Experiena a artat c:- taluzul rmne stabil dacFs > 1,5;- riscul de rupere apare pentru1< Fs < 1,5

- metoda Felleniussau metoda suedez;- metoda Bishop;

- metoda Janbu;.- metoda Spencer ;- metoda Lowe- Karafiath

Metode de calcul i coeficieni de siguran recomandai

8/8/2019 Iaz Decan

24/25


Modificarea coeficientului de siguran

S-a determinat prin calcul c pentru a modifica un coeficientde siguran de la valoarea 1,2 la 1,5 se ndeprteaza ocantitate de material, de 10%, din partea superioar ataluzului (unde momentul motor are valoarea pozitiv) i seamplaseaz la baza acestuia (unde momentul motor arevaloare negativ).

Modificarea coeficientului de siguran de la valoarea 1,2 la 1,5.

8/8/2019 Iaz Decan

25/25


Iaz Decan

Documents

Transcript of Iaz Decan