Гидроотвал
(a. hydraulic waste disposal; н. Hydrokippe; ф. epandage; и. relleno hidraulico) — гидротехн. сооружение, предназначенное для размещения грунтов и разл. материалов, поступающих в виде пульпы (гидросмеси).
В зависимости от рельефа основания различают Г.: овражные и балочные, создаваемые путём возведения насыпной или намывной дамбы (плотины), перегораживающей овраг или балку; равнинные, расположенные на ровной местности или с небольшим уклоном, в пойме реки, обвалование к-рых производится с четырёх или трёх сторон; косогорные; котлованные и котловинные, расположенные соответственно в выработанных пространствах карьеров и в естеств. понижениях.
В зависимости от состава складируемой породы и способов обвалования Г. подразделяют на три типа. В Г. первого типа подаются пылевато-глинистые породы, а дамба обвалования возводится из привозного грунта на всю высоту. В Г. второго типа намывают песчаные или песчано-глинистые породы, при этом дамбы обвалования сооружают из намытого грунта. Г. третьего типа отличает складирование пород, содержащих песчаные и б.ч. пылевато-глинистые частицы; дамбы обвалования поярусно отсыпают из привозного грунта. По приёмной способности в СССР выделяют четыре категории Г.; I — св. 5 млн. м3, II — от 2 млн. до 5 млн., III — от 1 млн. до 2 млн., IV — до 1 млн. м3 в год. По высоте различают Г. низкие (до 10 м), средние (10-30 м) и высокие (более 30 м). Г. подразделяют по классам капитальности. При этом учитывают условия их расположения по рельефу местности, характеристику укладываемых пород и пород основания, наличие водохранилища и его вместимость, интенсивность намыва, конечную высоту отвальных уступов, положение Г. относительно жилых, пром. объектов и источников водоснабжения. С учётом этих факторов Г. также различают по классам ответственности.
Схема основных элементов гидроотвала: 1 — первичная дамба обвалования (дамба начального обвалования); 2 — дамбы последующего обвалования, возводимые поярусно; 3 — упорная призма, состоящая из наиболее крупнозернистых фракций намываемого грунта; 4 — намывной пульповод на эстакаде; 5 — пляж (поверхность между дамбой обвалования и прудком); 6 — промежуточная зона; 7 — прудок (прудок-отстойник), обеспечивающий водоосветление и водоснабжение; 8 — водосбросный (водозаборный) колодец; 9 — ядро (центральная зона); 10 — водосбросная труба.
Сооружение Г. включает создание дамб начального обвалования (рис.), водозаборных, водосбросных устройств, дренажных сооружений. При небольших расходах поверхностных вод (менее 2 м3/с) пропуск их осуществляется через водосбросные устройства Г. Паводковые и ливневые воды (при больших расходах) или протекающие по терр. Г. небольшие реки отводят с помощью спец. водопропускных сооружений.
Ёмкость Г. (геом. объём Wг, м3) на стадии технико-экономич. обоснования, а также технорабочего проектирования (Г. первого класса) определяется по формуле
Wг = WкKгрKh + Wп+Wд,
где Wк — объём грунта, разработанного в карьере, м3; Kгр — коэфф. разрыхления-набухания, учитывающий состав карьерного грунта (для лёгких суглинков 1,05, средних 1,1, тяжёлых 1,15); Kh — коэфф., учитывающий высоту Г.; Wп — объём прудка Г., м3; Wд — дополнит. ёмкость для аккумуляции стока водосбора, м3 (определяется проектом). Для Г. второго и третьего классов при техно-рабочем проектировании ёмкость Г. определяется из выражения
Wг = Wк(mпKп+mяKя) + Wп+Wд,
где mп — кол-во грунта, уложенного в упорной и промежуточной призмах, в долях единицы; mя — кол-во грунта, уложенного в ядре Г. и представленного обычно пылевато-глинистыми фракциями, в долях единицы; Kп — коэфф. набухания грунта упорной и промежуточных призм по отношению к карьерному грунту; Kя — коэфф. набухания грунта ядра Г. по отношению к карьерному грунту. Осн. характеристики нек-рых Г. карьеров, разрабатывающих разл. м-ния п. и. в СССР, приведены в табл.
Технологию гидроотвалообразования, способы намыва выбирают с учётом характеристики укладываемых грунтов, рельефа основания, класса ответственности Г., объёмов работ и характера дальнейшего использования Г. Намыв Г. производится по схеме "от внешнего откоса — к прудку", чтобы обеспечить осаждение наиболее крупных фракций у внеш. откоса. Намыв по схеме "от берега — к откосу" может быть применён, когда дамба Г. возведена на полную высоту насыпкой грунта. При сооружении Г. в осн. производят безэстакадный, эстакадный, пионерно-торцевой намывы и их разл. разновидности. Пионерно-торцевой намыв используется для складирования породы в воду, овраги, выемки, а также для создания узкопрофильных сооружений. Пульпа выливается из торца трубопровода, к-рый по мере намыва площадки удлиняется. В зависимости от состава грунта трубопровод располагают на эстакадах или непосредственно на намытом грунте (при подаче песчаного или глинистого грунта в виде кусков и комьев).
Г. располагаются в границах земель, малопригодных для с.-х. целей: на заболоченных участках, в балках, оврагах, выработанных пространствах карьеров. Рекультивация Г. ведётся в осн. в с.-х. и лесохоз. направлениях. На восстанавливаемой терр. для уменьшения усадки в ядре Г., а также предотвращения заболачивания намыв производят послойно — слой мелкозернистых пород (глины, суглинки) перекрывают слоем крупнозернистого песчаного грунта. Последующее покрытие поверхности плодородным слоем почвы производится обычным или гидравлич. способом. Особую опасность представляют аварии на Г.: прорыв ограждающих дамб; перелив воды через гребень дамбы прудка-отстойника (в результате закупорки водосбросных трубопроводов). Борьба с авариями: понижение уровня воды в Г. путём ввода в работу резервных водосбросных колодцев и насосных станций; возведение аварийной дамбы ниже прорванной и др. К отвалам, возводимым гидравлич. способом, относят также хвостохранилища (шламохранилища), золото- отвалы и др.
Литература: Нурок G. A., Лутовинов А. Г., Шерстюков А. Д., Гидроотвалы на карьерах, М., 1977.
А. Г. Лутовинов.