STABILITATEA IAZURILOR DE DECANTARE

Stabilitatea iazurilor de decantare scade in timpul exploatarii datorita caracterului recent al depunerilor cat si a cantitatilor mari de apa care transporta sterilul.

Sedimentele dintr-un iaz de decantare pot fi comparate cu sedimentele dintr-o delta, si ca si orice sediment recent depus are o porozitate mare si o indesare redusa.

1. Protectia iazurilor de decantare prin compactare

Protectia prin compactare a sedimentelor din iaz urmareste cesterea gradului de indesare.

Stabilitatea unui iaz este buna atunci cand gradul de indesare I_D0,6-0,7.

Efectul pozitiv asupra stabilitatii este dat de cresterea numarului de contacte dintre particulele de solid, ceea ce duce la cresterea unghiului de frecare interioara, unul din parametrii importanti ai rezistentei la forfecare a sedimentelor din iaz.

De asemenea, cresterea gradului de indesare al sedimentelor reduce aparitia fenomenului de sufoziune, precum si posibilitatea de pierdere a stabilitatii prin lichefiere-tixotropie.

Compactarea plajei iazurilor de decantare este eficienta numai in zona din apropierea taluzurilor, unde predomina fractiunea solida.

Iazurile de decantare la care digurile se ridica mecanizat, beneficiaza de efectul compactarii realizate prin greutatea utilajelor.

2. Protectia prin filtre inverse

Aparitia exfiltratiilor pe taluzuri duce in unele cazuri la antrenarea fazei solide din corpul iazului, fie sub forma selectiva a celor mai fine particule (sufoziune), fie ca antrenare totala a fazei solide.

Forma de antrenare selectiva poate duce la afanarea taluzului, sau chiar la formarea unui gol care avanseaza in corpul iazului, pe directia liniilor de curent.

Antrenarea totala reduce panta taluzului in asa masura incat partea superioara ramane in consola provocand surpari repetate ale taluzului.

In ambele cazuri, antrenarea sedimentelor poate fi atenuata sau chiar eliminata prin proiectarea unui filtru invers format din doua strate filtrante.

In figura 6.1. este prezentat un filtru invers format din doua strate filtrante, plasat la baza unui dig de inaltare afectat de un gol sufozionar.

3. Protectia iazurilor de decantare prin crearea de berme

Asigurarea stabilitatii prin crearea de berme este unul din cele mai frecvente procedee folosite in exploatarea iazurilor de decantare.

Pentru a se pune in evidenta efectul pozitiv al bermelor se poate examina, comparativ, efectul unei berme cu efectul taluzarii, desi acest ultim procedeu se foloseste in cazul versantilor susceptibili sau afectati de alunecari de teren.

Taluzarea reprezinta micsorarea pantei unui versant, realizata prin excavatii, cantitatea de roca excavata fiind din ce in ce mai mare spre partea superioara a versantului.

In figura 13.2 se prezinta taluzul AB al unui iaz de decantare care face unghiul cu patul iazului. Aplicand taluzarea, noul taluz AC va avea panta ₁ <. Volumul excavat va fi deci ABC x 1. Prin indepartarea acestui volum de sedimente de pe taluz se obtine un coeficient de siguranta F_S, care asigura stabilitatea taluzului.

Inlocuirea taluzarii cu berma DE, va conduce la excavarea unui volum de roca BDEFG, si se va obtine acelasi coeficient de siguranta ca si in cazul taluzarii. Analizand cele doua procedee folosite se constata ca volumul ABC excavat in cazul taluzarii este mult mai mare decat cel rezultat prin crearea bermei BDEFG.

Primul volum este de aproape 2,5 ori mai mare decat al doilea, de unde rezulta ca folosirea bermelor este mai economica decat taluzarea.

La constructia iazurilor de decantare nu se excaveaza volumul BDEFG, ci se evita incarcarea taluzului cu acest volum prin retragerea urmatorului dig de inaltare cu latimea bermei DF.

Realizarea de berme pentru cresterea coeficientului de stabilitate, si posibilitatea exploatarii in conditii de siguranta, s-a realizat la urmatoarele iazuri de decantare: Plopis Cavnic, Valea Podului-Teliuc, Valea Tarnicioara si Dealu Negru.

4. Protectia iazurilor prin coborarea nivelului hidrostatic

Coborarea nivelului hidrostatic in corpul iazului reprezinta un mijloc foarte eficient de crestere a stabilitatii.

Cresterea nivelului apei subterane pe masura inaltarii iazului de decantare este proces normal. Aceasta crestere insa poate si trebuie sa fie atenuata in procesul de exploatare. O prima cale de atenuare ar fi mentinerea plajei pe suprafete cat mai mari. Aceste plaje este recomandat sa ocupe 60-80% din intreaga suprafata de depozitare.

In figura 6.3 este ilustrata mentinerea plajelor, zona apelor limpezite fiind tinuta cat mai departe de coronamentul iazului.

Grosimea ecranului de apa trebuie sa fie mentinuta la minimum prin evacuarea periodica a apei limpezite.

Cresterea nivelului apei este defavorabila atat prin ridicarea nivelului hidrostatic, cat si prin reducerea rezistentei la forfecare a sedimentelor, determinata de crestera presiunii apei din pori.

Coborarea nivelului apei prin drenuri situate pe patul iazului, sau la diferite nivele din corpul acestuia, poate duce la cresterea stabilitatii iazului.

In figura 6.4 este ilustrata cresterea stabilitatii o data cu scaderea nivelului hidrostatic.

De remarcat ca odata cu cresterea coeficientului de siguranta, scaderea nivelului hidrostatic trebuie estimata pentru fiecare caz in parte.

5. Cresterea stabilitatii iazurilor prin realizare de contraforturi

Pentru protectia iazurilor si cresterea stabilitatii acestora se pot construi contraforturi situate la baza iazului, rezemate de digul de amorsare.

Greutatea contrafortului se adauga la fortele de rezistenta ale iazului si contribuie la cresterea coeficientului de siguranta.

In functie de greutatea contrafortului, se proiecteaza dimensiunile lui constructive incepand cu inaltarea h₀ (figura6.5 ) care se ia in functie de inaltimea fianla a iazului h.

Se recomanda ca h₀ ( 0,3-0,5 ) h. Cunoscand inaltimea si greutatea totala se determina apoi grosimea la baza a contrafortului (B) si la partea superioara (b) a acestuia.

Baza contrafortului fiind mai mare decat latimea de la coronament rezulta ca panta contrafortului ₁ este mai mica decat panta generala a iazului,.

Contraforturile trebuie executate din anrocamente, pietris sau steril rezultat din industria minira si trebuie sa aiba o permeabilitate ridicata.

In Romania s-au construit contraforturi la multe iazuri de decantare, dintre care mentionam pe cel de la iazul Valea Devei. Acest contrafort a fost realizat pe inaltimea de 30 m avand la baza B=60 m, iar la partea superioara b=10m. Inaltimea iazului Valea Devei fiind de 90m.