Вестник Кольского научного центра РАН № 4, 2019 г.

10 http://www.naukaprint.ru/zhurnaly/vestnik/ DOI: 10.25702/KSC.2307-5228.2019.11.4.10-15 УДК 622’17:004.923 4D-МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНСОЛИДАЦИИ ГРУНТОВ ХВОСТОХРАНИЛИЩА АО «КОВДОРСКИЙ ГОК» Н. А. Калашник ФГБУН Горный институт КНЦ РАН, г. Апатиты Аннотация Приведены результаты 4D-моделирования (с учетом фактора времени) консолидации грунтов хвостохранилища АО «Ковдорский ГОК». Выявлены тенденции уплотнения грунтов насыпной дамбы и хвостовых отложений во времени в период до 80 дней. Установлено, что характер консолидации насыпных и намывных грунтов идентичен, но количественно различается. Обнаружена зависимость уплотнения грунтов насыпной и намывной частей ограждающей дамбы от времени консолидации, что предоставляет научно-техническую основу для оценки ее механического состояния и устойчивости и последующего наращивания ярусов дамбы. Ключевые слова: 4D-моделирование, консолидация, хвостохранилище, дамба, устойчивость. 4D SIMULATION OF SOIL CONSOLIDATION OF TAILINGS STORAGE FACILITIES OF JSC “KOVDORSKY GOK” Nadezhda A. Kalashnik Mining Institute of FRC KSC RAS, Apatity Abstract The results of the 4D simulation (taking into account the time factor) of soil consolidation of the tailings storage facility of JSC “Kovdorsky GOK” are presented. Trends of compaction of soil of bulk dam and tail deposits in time up to 80 days have been revealed. It has been established that the character of consolidation of bulk and fill soils is identical, but quantifiably differs. The dependencies of soil compaction of the bulk and fill parts of the enclosing dam against the consolidation time have been identified, which provides a scientific and technical basis for assessing its mechanical condition and stability, and the subsequent growth of the dam tiers. Keywords: 4D modeling, consolidation, tailings storage, dam, sustainability. Введение Строительство хвостохранилищ обогатительных фабрик горнорудных предприятий Кольского п-ова производилось, как правило, на относительно слабых грунтах (в оврагах или котловинах рек) [1]. При их эксплуатации гидрогеологический режим как в силу высокого уровня естественных грунтовых вод, так и постоянных водонасыщенных пульповых складирований хвостов обогатительных фабрик обусловливает формирование повышенного порового давления воды в грунтах всех гидротехнических сооружений хвостохранилища. В результате эффективное напряжение в грунтах оказывается низким и для надежной эксплуатации хвостохранилища и обеспечения устойчивости дамбы должны быть приняты периоды времени, в течение которых происходит промежуточное уплотнение грунтов за счет их консолидации [2, 3]. Вследствие консолидации, за счет уплотнения грунтов, избыточное поровое давление воды рассеивается и снижается, а грунт может приобрести «скелетную» жесткость, обеспечивающую сдвиговую прочность, необходимую для эксплуатации дамбы [4–6]. Для оценки степени консолидации грунтов и выявления зависимостей их уплотнения вследствие рассеивания избыточного порового давления в водонасыщенных грунтах хвостохранилища как функцию времени (автоматическая дискретизация по времени) в данной работе было выполнено компьютерное моделирование деформационно-фильтрационных