بخشی از مقاله
چکیده
از اساسیترین مشکلات معدنکاري می توان به تولید زهاب اسیدي در نتیجه اکسیداسیون کانیهاي سولفیدي اشاره نمود. این عامل باعث آلوده شدن آبهاي سطحی و زیرزمینی میشود. بهترین و اقتصادي ترین راه حل براي به حداقل رساندن این تأثیرات تخلیه این نوع باطلهها درسدهاي باطله است. سدهاي باطله بخاطر عدم اعمال تحکیم، عدم تزریق و یا عدم ایجاد هستههاي نفوذ ناپذیر نسبت به انواع سدهاي خاکی کمترین مقاومت را دارند. بنابراین سدهاي باطله در مبحث ژئوتکنیک نیازمند توجه به مسائلی از قبیل: جانمایی سد با توجه به تأثیر عوامل ساختاري مثل ناپیوستگیها بخصوص گسل هاي ناحیه، محاسبه خواص مکانیکی و دینامیکی خاك پی و دیواره هاي سد، بررسی وضعیت هیدروسیستم سد، تحلیل پایداري شیب دیواره ها میباشند. در این مقاله تحلیل پایداري سد باطله معدن فسفات اسفوردي که به روش بالارو ایجاد خواهد شد توسط دو نرم افزار استاتیکی و دینامیکی Slide و Flac Slope مورد بررسی قرارگرفت و با توجه به ضریب اطمینان بدست آمده از نتایج تحلیل بطور متوسط 1/4 پایداري سازه مورد نظر بعنوان سازهاي با درجه اهمیت 3 مورد تایید قرار گرفت. کلمات کلیدي: سد باطله- جانمایی سد - تحلیل پایداري- نرم افزار - Flac slope نرم افزارSlide
مقدمه
از اساسی ترین مشکلات معدنکاري میتوان به تولید زهاب اسیدي، سیانور و باطلههاي حاصل ازمراحل مختلف بهره برداري ازکانسار اشاره نمود. زهاب اسیدي در نتیجه اکسیداسیون کانیهاي سولفیدي موجود درمعادن باعث آلوده شدن آبهاي سطحی و زیرزمینی میشود. بهترین واقتصادي ترین راه حل موجود براي به حداقل رساندن تأثیرات زیست محیطی تخلیه این نوع باطلهها درسدهاي باطله است - وفائیان،. - 1377 سدهاي باطله بسته به حجم مواد ورودي و استفادهاي که دارا میباشند به سه طریق بالارو، پایین رو یا محوري ساخته میشوند - نعمت الهی،. - 1375 خصوصیت بارز سدهاي باطله جلوگیري از نشت موادمضر به صورت محلول به خارج ازسد میباشدکه با نفوذ ناپذیرکردن بدنه وشالوده آن صورت میگیرد.
سدهاي باطله به علت ماهیت ساخت نسبت به سایرسدهاي خاکی به علت ریز بودان دانهها و شرایط اشباع کامل کمترین مقاومت را در برابرنیرويهاي ارتعاشی شدید و زلزله دارا میباشند و به همین علت باید در طراحی توجه ویژهاي به آنها شود. در صورت تخریب سد باطله محیط زیست پائین دست آلوده شده و حیات وسلامت انسان و محیط زیست درآن ناحیه درمعرض خطرجدي قرار میگیرد. نشت آب ازسدها موجب آلوده کردن تمام زمینها و آبهاي پایین دست میگردد.تا به حال حداقل11 سد باطله تخریب شده است که از همه خطرناکتر دو سد در »الکبر« میباشد که در اثر تخریب 2 میلیون تن گل ولاي تا12 کیلومتري به حرکت در آمد وشهر معدنکاري آن ناحیه را ویران نمود و دست کم تا 200 نفر تلفات جانبی داشته است - وفائیان،. - 1377
شکل - - 1 نمونه اي از خرابی سد باطله در سال 1994 در آفریقاي جنوبی نمایش داده شده است. در این مقاله تحلیل پایداري سد باطله کارخانه فراوري معدن فسفات اسفوردي که به روش بالارو احداث شده و همچنین ایمنترینسد باطله توسط اطلاعات بدست آمده و نتایج آزمایشات انجام شده، تحلیل توسط نرم افزارهاي Slide وFlac slope انجام گرفت که سد باطله پایین رو داراي ضریب ایمنی بالاتري میباشد حال آنکه سد باطله بالارو از ضریب ایمنی مطمئنی برخوردار است و بعنوان سازه اي با درجه اهمیت 3 مورد تایید قرار گرفت.
روشهاي تحلیل پایداري شیروانی هاي خاکی
روشهاي تحلیل پایداري شیروانیهاي خاکی، روشهاي مبتنی بر تعادل حدي و روشهاي آنالیز حدي میباشند در روشهاي تعادل حدي فرض بر این است که در امتداد سطح لغزش - مسطح یا منحنی - معیار گسیختگی موهرکولمب حاکم بوده و بخش لغزنده بصورت مجزا و صلب بر سطح لغزش جابهجا میشود و با در نظرگرفتن نسبت نیروهاي مقاوم به نیروهاي مهاجم درسازه، ضریب اطمینان تعین میگردد. روشهایی چون روش کولمن - - 1966، فلنیوس - - 1927، روش بیشاب ساده شده - - 1955، بیشاب و مرگنسترن - - 1960، مبتنی بر تعادل حدي میباشند. در روش بیشاپ ساده شده مبتنی بر این فرض است که برآیند نیروهاي باریکه اي در جهت قائم صفر است و فقط مولفه افقی نیروها تأثیر دارد.
در روش اسپنسر زاویه نیروهاي بین ورقهاي را مساوي فرض کرده و با استفاده از روش جایگزینی و تاثیر شرایط مرزي ضریب اطمینان لغزش سازه مشخص میشود - وفائیان،. - 1377 در اکثر این روشها توده لغزشی به بلوكهاي مجزا تقسیم بندي شده و نمودار آزاد نیروهاي وارد بر هربلوك رسم میگردد سپس بر اساس تعادل نیرو و گشتاور نیروهاي وارد بر هر بلوك ضریب اطمینان پایداري توده لغزشی محاسبه میشود - مجدي،. - 1385 روشهاي مبتنی بر آنالیز حدي نسبت به روشهاي مبتنی بر تعادل حدي جدیدترند و مزیت آنها در این است که رابطه تنش، کرنش نیز در درون خاك در نظر گرفته میشود، مزیت دیگر این راه حل ها سهولت کاربرد آنها و در بسیار موارد، رسیدن آنها به راه حلی با فرمول ساده معین میباشد - وفائیان،. - 1377 ازآنجا که سدهاي باطله نوعی سد خاکی میباشند میتوان از این نوع روشها براي تحلیل پایداري آنها استفاده نمود.
انواع سدهاي باطله
سدهاي باطله بسته به حجم مواد ورودي و استفادهاي که دارا میباشند به سه طریق بالارو، پایین رو یا محوري ساخته میشوند.
سد باطله بالا رو - - Upstream method
این نوع سد از سادهترین وکم هزینه ترین نوع سد باطله است. براي ساخت این نوع سد ابتدا یک سد خاکی کم ارتفاع باروش معمولی سدهاي خاکی ساخته شده و این سد باید محکم وداراي ارتفاع آزاد کافی باشد. شکل - - 2 نمونه اي از این نوع سد را نشان میدهد - نعمت الهی،. - 1375
سد باطله پایین رو - - Downstream method
از این روش میتوان براي ساختن سدهاي باطله عریض با ایمنی بیشتر استفاده کرد. در این روش با بالا رفتن دیواره سد،محورطولی آن درامتداد شیب بستر به سمت پایین جابهجا میشود. روش پایین رو تنها روشی است که امکان ساخت آن بارعایت استانداردهاي مهندسی وجود دارد ولی بزرگترین اشکال این روش لزوم دسترسی به مقدار زیادي ماسه براي بالا بردن دیواره سد است - نعمت الهی،. - 1375 شکل - - 3 نمونهاي از این نوع سد نشان میدهد.
سد باطله برجا - محوري - - centerline method -
این نوع سد یکی از انواع سدباطله پایین رو است که در آن خط الرأس دیواره سد با بالا رفتن آن در موقعیت ثابتی باقی میماند دراین روش رشد سد به طور قائم و متقارن بروي سد اولیه ادامه مییابد بطوریکه سد اولیه همواره نیز روي محور سدباقی میماند - نعمت الهی،. - 1375 شکل - - 4 نمونهاي از این نوع سد نشان میدهد.
نگهداري سدهاي باطله
فرسایش دیواره سد در نتیجه وزش باد و بارش باران باعث کاهش پایداري آن و ایجاد مسائلی در زمینه محیط زیست میکند.براي جلوگیري از فرسایش دیواره سد چندین راه حل مانند کاشت گیاهان مناسب بر روي دیواره سد و همچنین تثبیت
