Риски, Последствия и Решения для Предотвращения Разрушения Дамб Хвостохранилищ
В результате работы горнодобывающей промышленности в мире ежегодно образуются миллиарды тонн отходов, или так называемых хвостов. Эти отходы хранятся в ограждённых дамбами хвостохранилищах, которые являются одними из крупнейших инженерных сооружений в мире.
Эти массивные комплексы постоянно подвергаются риску разрушения из-за физического давления, оказываемого жидкими и твёрдыми отходами, представляя серьёзную угрозу для близлежащих населённых пунктов, людей, инфраструктуры и окружающей среды. Несмотря на понимание механизмов, вызывающих разрушение хвостохранилищ, и накопленные данные, за последние 50 лет на этих объектах произошло множество аварий.
В этой статье мы рассмотрим известные риски, катастрофические последствия разрушения хвостохранилищ и решения в сфере мониторинга, которые позволяют повысить уровень безопасности и стандарты контроля в горнодобывающей промышленности.
Риски
Основными факторами опасности и причинами разрушения хвостохранилищ являются неустойчивость откосов, разрушение основания дамбы, переполнение, а также неконтролируемые внешние факторы, такие как землетрясения и просачивание. Эти потенциальные факторы геологического риска требуют целенаправленного выявления и комплексной оценки как на этапе строительства, так и на стадии выведения дамбы из эксплуатации. Программа непрерывного мониторинга безопасности должна действовать на протяжении всего жизненного цикла плотины.
По имеющимся данным, в мире насчитывается 18 000 хвостохранилищ, при этом процент их аварийности оценивается в 1,2%. Для сравнения и лучшего понимания следует отметить, что аварии на традиционных дамбах водохранилищ случаются лишь в 0,01% случаев. Хвостохранилища более подвержены авариям из-за отсутствия надлежащих правил и стандартов проектирования, некачественного строительства насыпей из грунта, крупных обломков горных пород и отходов разработки, а также в связи с затратами на мониторинг в целом. Кроме того, хвостохранилища динамичны по своей природе, часто требуют расширения, увеличения высоты плотины или наращивания дополнительных дамб.
За последние 50 лет в мире было зарегистрировано 63 крупных аварии хвостохранилищ. Вызывает тревогу тот факт, что за прошедшие два десятилетия частота аварий увеличилась, и сейчас регистрируется от пяти до шести аварий ежегодно.
Тяжкие Последствия
Последствия таких аварий очень серьёзны. По оценкам экспертов, в период с 1961 по 2019 год из-за разрушений на дамбах хвостохранилищ погибли 2375 человек.
В 2019 году в результате катастрофического обрушения дамбы хвостохранилища на железорудном руднике «Коррего де Фейяо» в Брумадинью, Бразилия, погибло 270 человек и были уничтожены огромные площади сельскохозяйственных земель. Ужасающие видеокадры катастрофы и вызванных ею разрушений, ставшие достоянием всего мира, вызвали серьёзный общественный резонанс в связи с потенциальными рисками и привели к повышению требований к прозрачности безопасности хвостохранилищ по всему миру.
Помимо огромного риска для безопасности населения и долгосрочного воздействия на окружающую среду, который представляют собой аварии хвостохранилищ, также нельзя не учитывать существенные затраты для компаний горнодобывающей промышленности, включая высокие компенсационные выплати и масштабные работы по восстановлению окружающей среды.
Поэтому очень важно постоянно отслеживать состояние этих дамб, чтобы обеспечить высочайший уровень их безопасности.
Решения для Предотвращения Аварий на Хвостохранилищах
Для повышения и поддержания высокого уровня надёжности и безопасности, дамбам хвостохранилищ требуется тщательное проектирование и надлежащее обслуживание, а также осуществление постоянного и геотехнического мониторинга. Системы мониторинга GroundProbe являются экономически эффективным решением для снижения рисков, связанных с такими разрушительными авариями.
Ключевая цель GroundProbe довольно проста — обеспечить надёжность и точность данных. Наши системы идеально подходят как для прогностического, так и для реагирующего мониторинга хвостохранилищ в режиме реального времени и могут быть адаптированы к конкретным задачам по контролю за состоянием любого хвостохранилища в самых отдалённых уголках планеты.
Решение для тактического целенаправленного мониторинга. Система SSR-XT разработана для мониторинга участков с известными сдвижениями, являющимися потенциальной или прямой угрозой безопасности или производительности объекта горной разработки. SSR-XT осуществляет мониторинг сдвижений откоса в пределах заданной зоны. Узкий луч 3D-радара с реальной апертурой использует растровую схему сканирования участка, чтобы создать полноценное 3D-изображение, гарантируя, что каждый участок, вызывающий опасения, контролируется в режиме реального времени.
Решение для стратегического мониторинга обширных участков. SSR-FX выявляет новые риски и опасности на обширных участках горных разработок в течение длительных периодов времени. 2D-радар с реальной апертурой использует тонкий вертикальный луч для контроля бортов карьера, обнаруживая очаги движения даже в тех зонах, которые пока не являются критически важными для безопасности.
Решение для мониторинга на дальнем расстоянии с высокой разрешающей способностью. Благодаря 2D-радару с синтезированной апертурой, система SSR-SARx способна осуществлять мониторинг территорий с большого расстояния, успешно распознавая новые риски и опасности. Устройство использует изображения бортов для создания объектов с высоким разрешением. В сочетании с длительным временем мониторинга такие изображения позволяют обнаруживать малейшие сдвижения, которые формируются в течение многих месяцев.
Решение для мониторинга с высоким разрешением и полным охватом. SSR-Omni выявляет сдвижения посредством быстрого детализированного сканирования с высоким разрешением. Система представляет собой вращающийся радар с реальной апертурой, осуществляющий круговой мониторинг (360°) бортов карьера с помощью тонкого вертикального луча. Благодаря реальной апертуре радара, точность измерений очень высока, а данные менее подвержены искажению.
Тактическое решение с высокой мобильностью. SSR-Agilis — это отдельная система для мониторинга, устанавливаемая на автомобиле и созданная для обеспечения безопасности персонала и ценного оборудования на участках, где ведётся активная разработка. Устройство передаёт визуальные и звуковые предупреждения рабочим бригадам в режиме реального времени.
Решение для реагирующего мониторинга и оповещения. RGR-Velox (радар для реагирующего контроля геологических рисков) — это высокоточный инструмент реагирующего мониторинга и оповещения в случае прорывов дамб хвостохранилищ, оползней, лавин и крупных обвалов откосов. На сегодняшний день этот доплеровский радар обладает самыми высокими точностью, скоростью сканирования и дальностью действия на рынке.
Сервис, обеспечивающий обширный охват и высокую точность. Сервис Insar, предлагаемый в партнёрстве с компанией 3vGeomatics, позволяет обнаруживать и отслеживать движение поверхности с помощью комбинации спутниковых и наземных радаров. Это комплексное решение для мониторинга с использованием данных из нескольких источников.
В связи с растущим спросом на металлы и возникающими в результате этого отходами горнодобывающей промышленности, строительство объёмных хвостохранилищ с высокой степенью риска будет продолжаться и дальше. Осознание всех рисков, а также создание и поддержание комплексных систем безопасности являются ключом к снижению угрозы аварийных ситуаций в будущем.
GroundProbe понимает факторы риска, которые возникают в связи с эксплуатацией хвостохранилищ, и располагает современным арсеналом технологий для минимизации этих рисков.
Мы гордимся тем, что оборудование GroundProbe не пропустило ещё ни единого обрушения. Уже более 20 лет системы GroundProbe успешно выявляют скорость, характер и степень сдвижений на сотнях объектов горной добычи, в том числе и хвостохранилищах, в разных уголках земного шара. Цель наших устройств — обеспечить более безопасную и устойчивую работу горнодобывающей отрасли сегодня и в будущем.