بررسی عملکرد سد باطله معدن مس مزرعه اهر از لحاظ پایداری و نشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، زمین شناسی مهندسی، گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

3 استاد، گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

10.22034/hydro.2023.57823.1303

چکیده

پایداری سدهای باطله از لحاظ اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی از اهمیت زیادی برخوردار است. پایداری و ایمنی این سدها یکی از نگرانی­های کشورهای معدنی جهان از جمله ایران است. سد باطله معدن مس مزرعه در 18 کلیومتری شمال شهرستان اهر، واقع شده است. این سد باطله به منظور ذخیره باطله حاصل از کارخانه تعلیظ و کاهش آلودگی معادن منطقه احداث شده است. تراز کنونی سد باطله پس از احداث و دو مرحله ترفیع  2085 (متر بالاتر از سطح دریا) و با ارتفاع ۴۷ متر از بستر می­باشد. ساختگاه سد مورد مطالعه در زون زمین ساختی البرز غربی واقع شده است. هوازدگی توده سنگ در سطح و در راستای درزه­ها در حد کم تا متوسط ارزیابی می­گردد. بطور کلی شاخص کیفی توده­سنگ تا عمق 20 متری از سطح زمین در حد خیلی ضعیف تا ضعیف و در اعماق بیشتر در حد متوسط تا عالی است. بر اساس نتایج آزمایش لوژان، تراوایی ساختگاه در بستر سد تا عمق حدود 12 متر بطور متوسط 35 لوژان و در تکیه­گاه­ها کمتر از 5 لوژان تعیین شده است. در این تحقیق پایداری و عملکرد سد از لحاظ نشت از طریق مطالعات میدانی و تحلیل تعادل حدی با نرم افزارهای Seep/W و Slope/W مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می­دهد شیروانی­های بالادست و پایین­دست سد ضریب پایداری لازم را دارند. بر اساس نتایج حاصل از تحلیل نشت، آب­بندی بستر اینگونه سدها بر اساس نفوذپذیری ساختگاه در زمان احداث آن­ها لازم می­باشد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the performance of Mazraeh Ahar copper mine tailings dam from stability and seepage aspects

نویسندگان [English]

  • Ghodrat Barzegari 1
  • Razyieh Mashhadi Jafarlou 2
  • Ata Allah Nadiri 3
1 Associate professor, Department of Earth Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
2 MSc. In Engineering Geology, Department of Earth Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
3 Professor, Department of Earth Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

The sustainability of tailings dams is very important from the economic, social and environmental aspects. The stability and safety of these structures are a worry of countries all over the world. Mazraeh mine tailings dam is located 18 kilometers north of Ahar city. This tailings dam was built in order to store the tailings from the concentration and processing factory and reduce the pollution of the mines in the area. The current level of the dam crest after height rising in two stages is 2085 m (above from sea level), with a height of 47 meters from the bed. The studied dam site is located in the tectonic zone of the Western Alborz. The weathering of the rock mass on the surface and along the joint surfaces is evaluated as low to moderate. In general, the quality index of the rock mass up to a depth of 20 meters from the surface of the earth is very poor to poor and at greater depths it is medium to excellent. Based on the results of lugeon tests, the permeability of the dam site is determined to be an average of 35 Lu in the bed up to a depth of 12 meters, and less than 5 Lu in other sections. In this research, the stability and performance of the dam in terms of seepage have been investigated through field studies and limit equilibrium analysis using Seep/W and Slope/W software. The obtained results show that the stability coefficients of the dam boy slopes are more than the minimum required limits and there is not much problem in this respect. The amount of seepage through dam foundation in the abutments is not very significant, but it is noticeable through the rock mass on the bed, which necessitates the sealing of such dam foundations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Environmental geology
  • Seepage analysis
  • Stability analysis
  • Tailing dam

مراجع

سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور، 1394. راهنمای طراحی، ساخت و بهره برداری از سدهای پسماند. ضابطه شماره682.
شرکت مهندسی مشاور طوس آب، 1397. گزارش نهایی زمین­شناسی و زمین­شناسی مهندسی ترفیع سد باطله مزرعه. شماره گزارش 7781-410481.
شرکت مهندسی مشاور طوس آب، 1397. گزارش لرزه­خیزی، لرزه زمین­ساخت و خطر زمین­لرزه سد باطله مزرعه. شماره گزارش 7771-410481.
شرکت مهندسی مشاور طوس آب، 1398. گزارش طراحی پی و بدنه سد باطله معدن مس مزرعه (ترفیع تا تراز 2085 متر). شماره گزارش 7954-410481.
نبوی م. ح.، 1355. دیباچه­ای بر زمین­شناسی ایران. سازمان زمین شناسی کشور، ص 109.
Alexander, D., 1986. Northern Italian dam failure and mudflow disasters, 10(1): 3-7. ‏
Bird, G., Brewer, P.A., Macklin M. G., Balteanu, D., Serban, M., Driga, B. and Zaharia, S., 2008. River system recovery following the Novat¸-Ros¸u tailings dam failure, Maramures¸ County, Romania. Applied Geochemistry, 23(12): 3498–3518
Davies, M. P., Martin, T., and Lighthall, P., 2000. Mine tailings dams: when things go wrong. Tailings Dams, 261-273. ‏
Gallart, F., Benito, G., Martı́n-Vide, J. P., Benito, A., Prió, J. M., and Regüés, D., 1999. Fluvial geomorphology and hydrology in the dispersal and fate of pyrite mud particles released by the Aznalcóllar mine tailings spill. Science of the total environment, 242(1-3): 13-26. ‏
Hazen, A., 1982. Some physical properties of sands and gravels, with special reference to their use in filtration. 24th annual report, Massachusetts State Board of Health, Pub.Doc. 34: 539–556.
Harper, T. G., McLeod, H. N., and Davies, M. P., 1992. Seismic assessment of tailings dams. Civil Engineering, 62(12): 64. ‏
Hynes-Griffin, M.E. and A. G. Franklin, A.G., 1984. Rationalizing the seismic coefficient method. Miscellaneous Paper GL-84-13, US Army Corps of Engineers Waterways Experiment Station, Vicksburg, 1984, 21p.
ICOLD, U., 2001. Tailings dams–risk of dangerous occurrences, lessons learnt from practical experiences (bulletin 121). Commission Internationale des Grands Barrages, Paris, 155 p.‏
Ishihara, K., Ueno, K., Yamada, S., Yasuda, S., and Yoneoka, T., 2015. Breach of a tailings dam in the 2011 earthquake in Japan. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 68: 3-22. ‏
Kütter, V. T., Martins, G. S., Brandini, N., Cordeiro, R. C., Almeida, JP. A., Marques, E. D., 2023. Impacts of a tailings dam failure on water quality in the Doce river: The largest environmental disaster in Brazil, Journal of Trace Elements and Minerals, 5,100084.
Lyu, Z., Chai, J., Xu, Z., Qin, Y., Cao, J., 2019. A comprehensive review on reasons for tailings dam failures based on case history. Advances in Civil Engineering, ID 4159306, 18.
Macklin, M. G., Brewer, P. A., Hudson-Edwards, K. A., Bird, G., Coulthard, T. J., Dennis, I. A., ... and Turner, J. N., 2006. A geomorphological approach to the management of rivers contaminated by metal mining. Geomorphology, 79(3-4): 423-447. ‏
Petticrew, E. L., Albers, S. J., Baldwin, S. A., Carmack, E. C., Déry, S. J., Gantner, N., ... and Vagle, S., 2015. The impact of a catastrophic mine tailings impoundment spill into one of North America's largest fjord lakes: Quesnel Lake, British Columbia, Canada. Geophysical Research Letters, 42(9): 3347-3355. ‏
Rico, M., Benito, G., and Diez-Herrero, A., 2008. Floods from tailings dam failures. Journal of Hazardous Materials, 154(1-3): 79-87. ‏
Rose, R. L., Mugi, S. R., Saleh J. H., 2023. Accident investigation and lessons not learned: AcciMap analysis of successive tailings dam collapses in Brazil, Reliability Engineering and System Safety, 236, 109308.
Seed, H.B., Makdisi, F.I. and De Alba, P., 1980. The performance of earth dams under earthquakes. Earthquake Engineering Research Center, Report no. UCB/EERC-77/20, College of Engineering, University of California, Berkeley, California, 57 p. 
Shen, H. B., Xie, Y., and Chen, Z. R., 2012. Environmental protection, corporate social responsibility and its market response: case study based on the environmental pollution incident of Zijin Mining Group Co. China Industrial Economics, 1: 141-151. ‏
US Army Corps of Engineers, 2003.  Engineering and Design: Slope Stability-Engineer Manual, EM-1110-2-1902.
USBR, 1987. Design of small dams, United States Bureau of Reclamation, A Water Resources Technical Publication, Third Edition. 904 p.
Vick, S. G., 1990. Planning, design, and analysis of tailings dams. BiTech Publishers Ltd. 381p.
Zardari, M. A., 2011. Stability of tailings dams: focus on numerical modelling (Doctoral dissertation, Luleå tekniska universitet).‏ Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Quaid-e-Awam University of Engineering Science and Technology, Nawabshah, Pakistan. 
هیدروژئولوژی
دوره 8، شماره 1
ناشر
شهریور 1402
صفحه 156-169

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار