ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ, КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ (ВНИИ ВОДГЕО) Госстроя СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

по использованию отходов углеобогащения для строительства плотин

Москва

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (ВНИИ 30ДГЕ0) Госстроя СССР

УТЗЕРЙДЕНЦ ДИРЕКТОРОМ ВНИИ ВОДГЕО чл.-корр. АН СССР С.В.Яковлевш

II марта 1905 г.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ПЛОТИН

Москва - 1985

- 10 -

Зерновой состав

2.12.    Зерновой состав отходов углеобогащения зависит от прочности вмещающих пород,технологии обогащения, применяемой на ОФ, технологии укладки з отвал или плотину, а также условий и срока хранения в насыпном сооружении.

2.13.    Определение зернового состава отходов углеобогащения производят просеиванием через сита и грохота. При налипании мелких фракций на крупные частицы просеивание через сита производят с промывкой водой. Рекомендуемые размеры сит: 0,25; 0,5; I; 2,5; 10; 2С;40; 80 мм. Частицы крупнее 80 мм выделяют вручную путем их обмеров. Содержание глинистых к пылеватых частиц определяют в случае необходимости ареометрическим методом (ГОСТ 12536-979).

2.14.    Типичные кривые зернового состава отходов углеобогащения на выходе с 0$ коксохимических заводов приведены на рис.1. Ввиду стандартной технологии, применяемой на таких предприятиях, и постоянства состава минеральных примесей,сопутствующих обогащаемы?.! для коксования смесям рядовых углей,зерновые составы отходов с различных СФ КХЗ близки между собой.

Зерновые составы отходов на выходе с углеобогатительных предприятий системы Мкнуглелрома СССР могут колебаться в значительных пределах. В зависимости от предела обогащения,принятого на ОФ,можно выделить две группы отходов: для первой характерно выоокое содержание крупных фракций, для второй - мелких /16/ (см.таблицу 2).

Таблица 2. Зерновой состав отходов углеобогащения ОФ Минуглепрома СССР

Ппвдел обо? Содержание фракций, % радения, : Ь24 : > 25 мм : 13-25 мм : 6-13 мм : 3-6 мм ; < Змм 6(13) 26-81 12-53 1,5-17 0,5-6,2 0,3-4 0(0,5) 1C -60 б-ЗЗ 13,5-53 4,5-30,8 1,5-10

Кривые зерноЕОго состава отходов углеобогащения на выходе с некоторых 00 системы Минчермета СССР показаны на рис.2.

Несмотря на отмеченные колебания зернового состава,согласно принятой классификации,отходы углеобогащения на выходе со всех 00 ярл.'ртся «ачсвывегрелыми.

2.15. В зависимости от срока и уояозий хранения в отвале зерновой состав отходов углеобогащения изменяется и в большинстве

Рис.I. Типичные кривив зернового состава отходов углеобогащения с коксохимических заводов 1-ЗапорояскиП КХЗ; 2- Авдеевский КХЗ; 3-Диспродзер»ичскиЯ КХЗ; 4 -ЯсиновскиЛ КХЗ; 5-йнякиевский КХЗ

|

а»

I

случаев может классифицироваться как умеренковывегрелый (содержание мелкозема 15-30%), В качестве примера на рис. 3 показаны огибающие кривые зернового состава материала в отвале Ясиновского КХЗ.

2.16.    В горелых отходах углеобогащения количество мелких фракций возрастает по сравнению с негорелыми. В качестве примера на рис.2 показаны кривые зернового состава горелых отходов углеобогащения из отвалов ЦОФ Торезская и ЦСФ Кураховская,обогащающих антрациты.

2.17.    В негорелых глинистых отходах углеобогащения содержание мелкозема в процессе эксплуатации водоподпорных сооружений ориентировочно за 5-10 лет может увеличиться до 50-60% и более, т.е. материал в кенечном состоянии классифицируется как выветрелый (содержание частил размером менее 2 мм 30-50%) или сильноЕЫветре-лый (более 50%). В качестве примера на рис.З показаны огибающие кривые зернового состава в дамбе,отсыпанной из отходов углеобогащения Днепродзержинского КХЗ после 7 лет эксплуатации.

Зерновой состав негорелых глинистых отходов углеобогащения в конечном состоянии рекомендуется прогнозировать следующим образом Содержание мелкозема < 2 мм принимается равным 50-60%; содержание более крупных фракций пропорционально уменьшается по сравнению с их содержанием в начальном состоянии.

Сопротивление сдвигу

2.18.    Параметры сопротивления сдвигу отходов углеобогащения рекомендуется определять в соответствии с условием точности Кулона- Мора по консолидированно-дренированной схеме с учетом указаний mu2.9-2.II.

Плотность испытываемых образцов должна соответствовать плотное ти укладки материала в плотину.

При проведении опытов в стабилометрах на этапе девиаторного нагружения образец рекомендуется доводить до разрушения путем наращивания вертикальной нагрузки при постоянном боковом давлении.

2.19. Характеристики сопротивления сдвигу отходов углеобогащения в зависимости от состояния материала (зернового состава,плотности, влажности) и величины действующих напряжений могут колебать ся в широких пределах.

При проектировании плотин по I принципу (п.2.8) параметры сопротивления сдвигу следует определять для конечного зернового состава (п.2.17) с учетом и* уменьшения при водонаенщеня:; и перехо—

Рис.З. Кривые зернового состава отходов углеобогащения поело разрушения в насыпных сооружениях 1-отвал Ясиновского КХЗ; 2-плотина из отходов углеобогащения

Днепродзержинского КХЗ

де материала е процессе эксплуатации сооружения из начального состояния d конечное, если предусмотрены конструктивные мероприятия, ограничивающие взаимодействие материала с водой и предотвращающие его выветривание (П принцип),определение параметров сопротивления сдвигу производят для начального зернового состава.

Для плотин зысотой более 3&-40 и параметры сопротивления сдвигу рекомендуется принимать переменными» в зависимости от величины действующих напряжений.

Для предварительной оценки параметров сопротивления сдвигу различных разное.1Дноствй отходов углеобогащения могут быть ис-польэованы рекомендации п.п. 2.20-2.22.

2.20.    Отдельные факторы влияют на величину угла сдвига отходов углеобогащения следующим образом.

При водонасыщении сопротивление сдвигу всех разновидностей негорелых глинистых отходов углеобогащения резко уменьшается. Падение угла сдвига при прочих равных условиях составляет 6-10°.

Водонасыщение горелых отходов углеобогащения сказывается на их сопротивлении сдвигу меньше и вызывает уменьшение угла сдвига на 2-3°.

При переходе негорелых глинистых отходов углеобогащения из начального в конечное состояние (увеличение содержания мелкозема до 50-50?) можно ожидать снижения угла сдвига на 4-5°.

2.21.    Экспериментальные данные о сопротивлении сдвигу некоторых разновидностей отходов углеобогащения в начальном состоянии (на выходе с 05) уплотненных до относительной плотности ^=0,9 в зависимости ст величины действующих напряжений приведены на рис.

4 (мало-и среднеглинистые отходы углеобогащения с коксохимических заводов со средним содержанием глинистых пород 63? и содержанием песчаников до 22,5?, алевролитов до 18? , карбонатных пород до 15%) и на рис. 5 (средне-и вксскоглинистые отходы с 05,обогащающих энергетические угли).

Сьязь между величинами углоз сдвига fP и нгименьшкмк главным!! напряжениями ^ показана на рис. 4,5 в полулогарифмическом масштабе. 3 левой части рисунков построены вспомогательные графики соответствии с условием прочности Мора,пользуясь которыми при известных ^ можн^ определить величины и ”^^в предельном состоянии.

Осредненные значения р воздушносухих и еодонасыщеньых отходов обогащения углей в начальном состоянии в зависимости от нслрзже-

Рис.5. Зависимость угла пнутреиного трения отходов углеобогащения предприятий Чинуглслрома СССР от напряжений 1-ГО>» Саранская"; 2-ЦОФ "Восточная"; 3-1ЮТ "Торезская"(горелнс);4- то яо,негоролыо; 5-UW "Червоиограчская"; 6-ЦОЗ "Курахозская" (горелке); 7-ЦЮ "Павлоградская"; 8 - Г05 "Капитальная''

-13-

ниР. в ?Я1а могут быть найдены по следующим уравнениям; отходы углеобогащения с коксохимических зазодов:

зэ,4 - 6,8    ;    (I)

Гйя^ш 33,1 - ⁵    ;    (2)

отходы обогащения энергетических каменных углей и антрацитов:

39,7 - 4,1    (3)

³⁰>² “ 6,2    .    (4)

Графики,соответствующие уравнениям (1) - (4) нанесены на рис.

3,4, там же нанесены границы доверительных интервалов вычисленных с доверительной вероятностью сС -0,95.

2.22. Для плотин высотой до 20 м и 20-35 м (при максимальных нормальных напряжениях до 0,3- и до С,б МПа) ориентировочные значения углов сдвига максимально вызетрелых водонаскщенных отходсе углеобогащения в конечном состоянии,уплотненных до относительной плотности ,/=0,8-0,9 приведены в таблице 3.

Таблица 3. Ориентировочные значения углов сдвига глинистых отходов углеобогащения

*	: Наименование материала	Высота плотины
пп.		О л> о т	: 20-35 м
I	Горелые отходы	45°-48°	40-45°
2	Негорелке отходы коксохимических заводов (мало-и среднегли истые)	40°-45°	35-40°
3	Негорелые отходы обогащения энергетических каменных углей и антрацитов (средне*-и высокоглинистые)	30-40°	25-35°

Наиболее ввТ)ОЯТ!ше значения углов сдвига отходов углеобогащения третьей группы находятся в пределах 30-35° для плотин высотой до 20 м и 25-30° для плотин высотой 20-35 м; более высокие прочностные характеристики могут иметь отдельные разновидности материала згой группы,отличающиеся высокой плотностью сложения.

Сжимаемость

2.23. Характеристики сжимаемости отходов углеобогащения рекомендуется определять в одометрах с отношенном высоты и диаметра 1:2. При проведении компрессионных опытов необходимо учитывать требования,указанные в пп.2.9 - 2.II.

- 19 -

2.24.    Компрессионные кривые отходов углеобогащения s большинстве случаев являются криволинейными и могут быть аппроксимированы степенной зависимостью

е =    *    ₍₅₎

где 3 - относительная деформация;

^ - вертикальные напряжения, ;Д1а ]

- эмпирические параметры.

2.25.    Сжимаемость отходов углеобогащения существенно зависит от плотности сложения,характеризуемой относ1гтельной плотностью

У ,коэффициента водонасыщения & к содержания мелкозема Р . Б качестве иллюстрации на оис. б показаны компрессионные кринке от* ходов углеобогащения ЦОФ Восточная при различных сочетаниях фак* торов у, ^    .

Характерные компрессионные кривые маловыветрелых уплотненных горелых и негорзлых отходов углеобогащения показаны на рис. 7.

Сжимаемость отходов углеобогащения характеризуется следующими особенностями.

Связь между напряжениями и деформациями близка к линейной толь* ко для хорошо уплотненного воздушносухого материала (как горелого, так и негорелого).

Водонасыщекие горелых отходов обогащена бы: тает сравнительно небольшое увеличение сжимаемости. Зеличика проседочной деформации достигает лишь 30-4С$ от стабнлизпровавде&ся деформ.-щия вез-дупносухого материала при той же нагрузке.

При всдонасыщении кегорелых отходов обогащения сжимаемость воз* растает очень сильно, г связь между напряжениями и деформациями нелинейна независимо от плотности материала. Режим водонасыщения (до качала или в процессе приложения нагрузки) практически не влияет на величину конечной деформации (см.рис.7). Прссадочнал деформация практически полностью происходит при первом насыщении водой. Последующие циклы высушивания и водон&сщекля материала при неизменной нагрузке не вызывают увеличения сжимаемости.

Зеличика просадсчной деформации чрезвычайно Еелика и дд" негс-релых сильноглинистых отходов углеобогащения* достигает 300-40С£.

Изменение плотности сложения заметно влияет на сжимаемость всех разновидностей отходов углеобогащения. При переходе от максимально плотного к предельно рыхлому сложению (изменение относительной плотности от 0,9-1 до 0-0,1) сжимаемость водонасьгщенных отходов углеобогащения узеличизается в 2-3 раза.

УЖ 627.8.002.68

РП2С0?ЛЁНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ ДНЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ПЛОТИН

М., ВНИИ ВОЛГЕО, 1984 г. 35 с. (Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации,гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии Госстроя СССР)

В рекомендациях рассмотрены особенности проектирования и строительства плотин из отходов обогащения каменных углей и антрацитов. Дана инженерно-геологическая классификация отходов углеобогащения,рассмотрены методические особенности определения их физико-механических характеристик,приведены сведения о сопротивлении сдвигу,деформируемости и водопроницаемости; даны рекомендации по выбору рациональных конструкций плотин из рассматриваемого материала.выбору оптимальных параметров уплотнения при укладке в сооружение,геотехническому контролю в процессе строительства.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Рекомендации разработаны в лаборатории плотин из грунтовых материалов ВНИИ ВСДГЕО ст.н.с.,к.т.н. Н.Н.Розановым.

Рекомендации публикуются в соответствии с решением секции гидротехнических сооружений НТС ВНИИ ВОДГЕО от 31.10.1984 г. и редакционно-издательского совета института.

Научный редактор рекомендаций - д.т.н. В.Г.МЕЛЬНИК

ВНИИ 30ДГЕ0, 1985

о

Рис.6.Компрессионные кривые отхолоз углеобогащения Ц05 .Неточная при различных сочетаниях влияющих факторов У {/, 1-У -0,9, ^»0#£«5Й; 2-У«0#9,У-1, /2, *5    3-У«0,1,У»О,    #=5С£; 4-У-0,1#У«1,£-5№; 5 - У«0,1, -I, >5*

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее зремг ежегодно направляется в отвалы и не находит применения з народном хозяйстве более 120икн.т.отходов с углеобогатительных фабрик (СФ) Мину гле пр ом а СССР и Минчермета СССР, Отвалы отходов углеобогащения занимают значительные полезные площади, нарушают природный ландшафт,при самовозгорании ухудшают санитарно-гигиенические условия окружающей среды.

Между тем именно в тех районах,где накоплены огромные запасы отходов углеобогащения,нередко ощущается острый недостаток в грунтовых материалах для возведения плотин.

В связи с этим использование отходов углеобогащения для строительства плотин является весьма актуальным и перспективным как с точки зрения получения в ряде промышленных районов страны дешевого строительного материала в практически неограниченно?.! количестве, так и для решения проблемы охраны окружающей среды.

До недавнего времени применение отходов углеобогащения в гидротехническом строительстве сдерживалось отсутствием исследований их физико-механических характеристик и строительных свойств.

Первые систематические исследования в этом направлении проведены в лаборатории плотин из грунтовьх материалов ВНИИ БОДГЕО в 1975-1984 гг. При проведении этой работы большая по?лощь в разработке инженерно-геологической классификации отходов углеобогащения, а также б получении образцов материала с характерных углеобогатительных предприятий была оказана Украинским научно-исследовательским углехимическим институтом Минчермета СССР и институтом горючих ископаемых Минуглепрома СССР.

Результаты этих исследований были использозаны при проектировании и строительстве плотин из отходов углеобогащения ОФ Авдеевского и Енакиевского КХЗ, ЦОФ Селидовская, ЦОФ Октябрьская (Донецкий бассейн), ГОФ Капитальная (Печорский бассейн).В период с 1978 по 1984 гг. из отходов углеобогащения указанных обогатительных фабэик были построены плотины общим объемом более 2 ?/лн. ;«³.

Имеющийся опыт научно-исследовательского обоснования,проектирования и строительства плотин из отходов углеобогащения систематизирован и обобщен в настоящих рекомендациях. При составлении данной редакции рекомендаций учтена замечания и послания следующих специалистов: д.т.н. В.Г.Мельника, к.т.н. В.М.П&вилокско-го (ВНИИ ВОДГЕО), В.И.Савина, М.А.Лазовского (Союзводоканал-проект),Ф.Г.Грушина (Донецкое отделение Союзводсканалпроекта).

I. ОЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Настоящие рекомендации предназначены для. проектирования и строительства насыпных плотин из отходов обогащения смесей ря-доььвс углей для коксования, а танке энергетических каменных углей и антрацитов (породы), получаемых нз обогатительных фабриках (0$),входящих з системы Минчермета СССР и Минуглепрома СССР.

П рикечание: рекомендации не распространяются на использование для строителоства плоти!! отходов Флотационного обогащения - флотохвостов.

1.2.    Отходы углеобогащения представляют собой смесь осадочных пород,частиц угля и угольно-минеральных сростков,т.е. являются органоминеральными соединениями. В состав отходов углеобогащения могут входить в различных соотношениях в зависимости от района добычи угля представители всех трех основных генетических групп осадочных пород: глинистые породы (глины,аргиллиты,сланцы), обломочные породы (алевролиты,песчаники),карбонатные породы химического происхождения,часто с примесью пирита (известняки, кальциты, сидериты). Содержание органической массы в отходах углеобогащения может достигать 10-152 и более.

По физическому состоянию отходы обогащения углей на выходе с СФ представляют собой щебенистый материал крупностью до 100-200 мм с преимущественным содержанием фракций 5-40 мм.

Различная степень метаморфизма и разнообразный минералогический и химический состав осадочных пород,слагающих подошву и кровлю угольных пластов,обусловливают большое колебание физико-механических характеристик отдельных зерен (кусков) породы идущей в

ОТЬаЛ•

Большая часть зерен отходов углеобогащения не морозостойка и не водостойка (коэффициент размягчения колеблется в пределах С,25-0,65); их плотность, з зависимости от содержания окислов кремния,алюминия и железа,может меняться в широких пределах: от 2,2 г/см³ до 2,J г/см³.

1.3.    Основными показателями,характеризующими строительные свойства отходов углеобогащения,являются минералогический состав, плызт/чность и содержание глинистых пород,содержание угля и серы, зерновой состав. 1'кженерно-геологичоская классификация отходов углеобогащения представлен* в таблице I. Каждому классификационному показателю присвоено индексное обозначение.

Таблица I. Классификация отходов углеобогащения

Классификационный :    Группы    :0боэна-

признак    :    ;    чение

Петрографическая ха-    А.    Глинистые    IA

рактэристика (содер-    а)    малоглинистые (<60?)    1Аа

жение глинистых по-    б)    среднеглинистые (60-70%)    IA6

род)    в)    высокоглинистые (>7050)    1Ав

Б.    Песчаные    1Б

В,    Карбона.ные    IB

Минералогическая ха-    _{д>    Каолинитовыв    2}Д

рактеристика глинис-    _Б>    Гидрослюдастые    2Е

тых отходов    в.    Монтмориллонитовые    2В

Пластичность мелко-    А,    Непластичкые (А/=0)    ЗА

зема (число пластич-    Б.    Малопластичные (^<7)    ЗБ

ностиА^ , %)    В.    Пластичные (/£>7)    ЗВ

Термическая характе-    А.    Горелые    4А

ристика    Б.    Горящие    4Б

В.    Негорелые    4В

Степень выветрелости    А.    Маловыветрелые ( <I5£)    5А

(содержание частиц    Б,    Умеренновыветрелые (15-30%)    5Ь

размером <2 мм) В. Вызотрелые    (30-50%)    ЬВ

Г.    Сильновыветрелые (> 50%)    5Г

Содержание органи-    А*    Малоуглеродистые ( < 10%)    6А

ческого углерода    Б.    Среднеуглеродистые (10-20%)    6Б

( С,%)    а) 10-15%    6Ба

б) 15-20%    бВб

В.Сильноуглеродистые (> 20%) 6В Содержание серы    д.    Малосернистые ( <2%)    ^А

^ S    Е.    Среднесернистые (2-5%)    7L

В.    Высокосернпстые ( > 5%)    7В

Примечание: отходы углеобогащении с преимущественным содержанием песчан*х (1Б) или карбонатных (13) пород встречаются на практике редко.Особенности использования этих разновидностей материала для строительства плотин в настоящих рекомендациях не рассматриваются.

1.5. Для строительства плотин могут быть использованы негорелые и горелые отходы различной степени вызетрелости как непосредственно с углеобогатительных фабрик (текущий выход), так и из отвалов. Материал следует укладывать в тело плотины без сортировки и ограничений по зерновому составу.

При использовании материала различной степени зыветрелости может быть предусмотрена зонированная укладка: поперечный профиль сооружения должен быть разбит на зоны,в каждую из которых отсыпают отходы углеобогащения определенного зернового состаза.

1.6.    При укладке в низовую призму плотины маловыветрелых отходов углеобогащения с содержанием органического вещестза более 152 и серы более 2% (группы 6Еб,63,7Б,7В)сохраняющих после уплотнения пористость более 35%,для предотвращения самопроизвольного воз горения следует предусматривать устройство на низовом откосе покрытия из маловоздухопронкцаемого материала (вчзе.рэлые хорошо уплотняющиеся отходы углеобогащения,глинистые грунты) толщиной 0,5-1,0 м и защиту такого покрытия от эрозии.

1.7.    Отходы углеобогащения могут быть использованы для строительства как объектов промышленной гидротехники (плотины и ограждающие дамбы шламонакопителей,отстойников,прудов-охладителей и т.п.),так и плотин хозяйственно-питьевого назначения (при соответствии качества воды,контактирующей с отходами углеобогащения, требованиям соответствующих стандартов /18/).

1.8. Целесообразность использования отходов углеобогащения для отсыпки плотин того или иного назначения должна быть обоснована технико-экономическими расчетами.

2. ПР0ЕКПФ0В;ЖЕ ПЛОТИН Ю ОТХОДОВ УГЛ20БСГ/ЛЗ£НКЯ

2.1.    При проектировании плотин из отходов углеобогащения еле* дует руководствоваться указаниями главы СНиП 2.06.05-83 "Плотины из грунтовых материалов.Нормы проектирования''/I/.

2.2.    К плотинам,отсыпанным из отходов углеобогащения,предъявляют следующие основные требования /2/:

а)    залс-жения откосов должны быть такими,чтобы обеспечивалась устойчивость сооружения и его основания при всех возможных сочетаниях нагрузок и воздействий в период строительства и в процессе эксплуатации;

б)    откосы и гребень плотины должны иметь покрытия,защищающие

- 7 -

их от волновых,ледовых и атмосферных воздействий;

з) строительные и эксплуатационные деформации плотины и её отдельных элементов не должны нарушать нормальной работы сооружения;

г)    фильтрационные расходы через плотину не должны превышать допустимых пределов,исходя из условия обеспечения водного баланса;

д)    дренажные устройства должны обеспечивать сбор и органа:, данный отвод фильтрующейся воды и предотвращать фильтрационные деформации в теле плотины и основании.

2.3.    Конструкцию и размеры поперечного профиля проектируемой плотины назначают на основании следующих основных расчетов; устойчивости откосов,фильтрации,фильтрационной прочности тела плотины и основачия,прочности креплений откосов на волновые и ледовые воздействия. Для плотин I и П классов в случаях оговоренных в СНиП 2.06.С5-83 дополнительно проводят расчеты порового давления консолидации напряженно-деформированного состояния проверку трещиноустойчивости сооружения.

2.4.    Для предварительной оценки строительных свойств отходов углеобогащения определяют следующие классификационные показатели: минералого-петрографическую характеристику,степень выветрелоети (содержание мелкозема размером менее 2 мм)» пределы пластичности мелкозема глинистых пород,содержание органического углерода и серы.

2.5.    Для проведения расчетов определяют следующие характеристики отходоз углеобогащения /3-15/.

1.    Основные физические показатели: плотность частиц материала плотность сложения сухого материала в предельно плотном состоянии,проектную плотность сухого материала при укладке в сооружение естественную влажность,зерновой состав. В случае необходимости дополнительно определяют временное сопротивление сжатию и коэффициент размягчения материала отдельных зерен.характеристики во-допоглощения.размокаекости и морозостойкости,содержание водорастворимых солей.

2.    Характеристики деформируемости: параметры,описывающие компрессионные кривые воздушносухого и водонасщенного материала. Г» случае необходимости определяют также модули деформации,коэффициенты Пуассона,бокозого давления,поровего давлении.

3.    Прочностные характеристики: угол сдвига в зависимости от величины напряжений (высоты плотины), сцепление на разрыв.

4. Характеристики водопроницаемости и фильтрационной прочности: коэффициент фильтрации.разруаающие градиенты при различных видах фильтрационных деформаций (суффозии,выпоре,контактном раз-мыве).

Примечание: экспериментальное определение деформатизных, прочностных и фильтрационных характеристик в лабораторных условиях производят при плотности сложения образцов,соответствующей проектной плотности укладки материала з плотину с учетом требований п.п.2.7-2.II,

2.6. Расчетные значения физико-механических отходов углеобогащения устанавливают с учетом возможного изменения зернового состава материала в процессе эксплуатации водоподпорных сооружений (г..2.8) на основании статистической обработки результатов лабораторных и полеЕых опытов в соответствии с требованиями главы СНиП Л-15-74 и других нормативных документов /3,4,6/.

Примечание: при пооектировании плотин Ш-1У классов расчетные характеристики отходов углеобогащения допускается принимать на основании определения классификационных показателей (п.2.4) - по результатам исследований аналогичных разновидностей материала (п.п. 2.21, 2.22, 2.26, 2.28).

Особенности определения физико-механических характеристик

2.7. Глинистые негорелые отходы углеобогащения, в отличии от традиционно применяемых для строительства плотин грунтовых материалов, обладают способностью существенно изменять свои физихо-мех8нические характеристики за счёт разбухания и разрушения под действием факторов физического выветривания - в поверхностных зонэх и, глазным образом,химического разложения при взаимодействии с водой в пределах всего профиля водоподпорного сооружения.

В результате воздействия указанных факторов содержание мелкозема в глинистых отходах углеобогащения.первоначально представляющих собой щебенистый материал.резко возрастает (см.п.2.17).

2.8. В связи с изложенным в п.2.7 необходимо различать "начальное” состояние материала, в котором он укладывается в плотину и "конечное" состояние, к котороьу он может придти в процессе эксплуатации, ориентировочно за 5-10 лет (о зерновых составах негсрелых глинистых отходов углеобогащения в начальном и конеч-

- 9 -

ном состоянии см. пп. 2.14,2.15,2.17).

Плотины из глинистых негорелых отходов углеобогащения следует проектировать по одному из двух принципов: допуская взаимодействие материала с водой и его выветривание в процессе эксплуатации сооружения (I принцип) или предусматривая специальные защитные мероприятия,обеспечивающие сохранение материала в начальном состоянии в течение всей эксплуатации сооружения (П принцип).

При проектировании плотин по I принципу расчетные характеристики сопротивления сдвигу,определяющие заложения откосов сооружения, устанавливают применительно к конечному состоянию материала ( с учетом их уменьшения в процессе эксплуатации)характеристики сжимаемости - применительно к начальному состоянию (имея в виду, что основная часть деформаций происходит в сравнительно короткий промежуток времени- при нарастании нагрузки от вышележащего грунта в процессе строительства сооружения и при наполнении водохранилища); фильтрационные характеристики определяют как для начального,так и для конечного состояния материала,что дает возможность назначить параметры дренажных устройств и прогнозировать уменьшение водопроницаемости в процессе эксплуатации.

При проектировании плотик по П принципу прочностные,деформа-тивкые и фильтрационные характеристики определяют применительно к начальному состоянию материала.

2.9.    Лабораторные исследования прочностных,деформативных и фильтрационных характеристик отходов углеобогащения рекомендуется проводить з приборах (одноплоскостного среза,стабилометрах,одометрах, фильтрационных), минимальный размер которых (высота или диаметр) не менее чем в 5 раз превышает размер наиболее хрупной фракции исследуемого материала.

2.10.    Для определения характеристик отходов углеобогащения в начальном состоянии используют материал натурного зернового состава или модельные смеси с заменой недопустимо крупных по сравнению с размерами прибора частиц таким же количеством материала максимальной допустимой крупности.

2.11.    При моделировании конечного состояния отходов углеобогащения зерновой состав рекомендуется принимать по аналогам (см. п. 2.17). Минимальные прочностные характеристики материала в конечном состоянии допускается определять по результатам опытов с мелкоземом.