11. HAVARIJE

Динко Кнежевић: „Одлагање индустријског отпада“, скрипта, верзија 1.1

1

11. ПОРЕМЕЋАЈИ У ЕКСПЛОАТАЦИЈИ ЈАЛОВИШТА И МОГУЋЕ ХАВАРИЈЕ Током изградње и експлоатације јаловишта могући су различити поремећаји који могу условити оштећења насипа или хаварије целокупног јаловишта. Узроци тих појава су различити, као и последице. Упркос све већој борби да експлоатација јаловишта буде што сигурнија статистички показатељи говоре да се број хаварија повећава. Само током 2000.г. у свету су се догодиле 4 хаварије које су изнемириле јавност (јануар 2000.г. Baia Mare, Румунија, март 2000. Борса, такође Румунија, септембар 2000. Аитик, Шведска и октобар 2000. Martin Country Coal Corporation, САД). Односно, у задњих 6 година десило се 12 хаварија (у просеку 2 годишње) које су узнемириле не само стручњаке већ и ширу јавност. 11.1. СТАТИСТИЧКИ ПОДАЦИ Амерички комитет за високе бране (ANCOLD – American national committee on large dams, односно данас USSD – United States society on dams), међународни комитет за високе бране (ICOLD – International Committee on large dams), агенција Уједињених нација УНЕП, амерички WISE Uranium Project, агенција DSDF (Data Station for Dam failures) из Беча и многи други баве се праћењем хаварија на јаловиштима широм света. На крају 2000.г. на списку је била 226 значајнијих хаварија. Разлог зашто се толико пажње посвећује управо хаваријама најбоље је изрекао председник Међународног комитета за високе бране (ICOLD) Pierre Londe када је 1980.г. рекао да »човек мало учи на успесима, а много на грешкама« [ICOLD, 2002]. Па, без обзира што је свако јаловиште и његово окружење случај за себе детаљно се изучавају претходне хаварије и инциденти како би се предупредиле нове хаварије и несреће. Последњи и најсвеобухватнији извештај ICOLD и UNEP су објавили 2001. [ICOLD, 2002] и у том извештају су извршили компилацију података које је прикупио ANCOLD, UNEP и ICOLD-ов Комитет за јаловишта и


2

депоније отпада. Укупно је обрађено 226 случајева који су се догодили широм земљине кугле у периоду од 1917. до 2000.г. Неки од карактеристичних случајева су приказани у табели 11.1. [ICOLD, 2001, Tayles, 2001, Brauns, 2000] Табела 11.1. Неке од хаварија на јаловиштима у свету Рудник, држава

Време хаварије

Последице хаварије

Martin Country Coal Corporation Kentaki, САД

Октобар 2000.

950.000 m3 муља из постројења за чишћење угља се излило у локални водоток, уништене рибе, а локални водовод је затворен

Aitik mine Шведска

Септембар 2000.

1.800.000 m3 воде истекло из јаловишта

Borsa Румунија Март 2000. 22.000 m3 јаловине контаминирано тешким металима се излило из јаловишта и допрло до вода реке Тисе

Baia Mare Румунија

Јануар 2000.

100.000 m3 воде контаминиранe цијанидом и јаловина истекло из јаловишта и загадило локални водоток, реку Тису и део Дунава, штету претрпела водопривреда Румуније, Мађарске и Србије

Placer, Surigao del Norte, Филипини

Април 1999.

700.000 m3 јаловине контаминирано цијанидима истекло из јаловишта, затрпано 17 кућа

Haelva, Шпанија

Децембар 1998.

истекло 50.000 m3 киселе и затроване воде

Aznalcollar, Шпанија

Април 1998.

4-5.000.000 m3 затроване (киселином и металима) воде и муља 1.500.000 t јаловине истекло је из јаловишта и прекрило 4.500 ha земљишта

Pinto valley САД

Октобар 1997.

230.000 m3 јаловине и откривке се излило

El Porco Боливија

Аугуст 1996.

400.000 тона јаловине се излило

Marcopper Филипини

Март 1996. 1.500.000 тона јаловине се излило

Placer Filipini Септембар 1995.

50.000 m3 јаловине се излило, 12 мртвих

Omai, Гијана 19.08. 1995.

излило се 4.200.000 m3 муља затрованог цијанидима


3

Marriespruit Јужна Африка

Фебруар 1994.

500.000 m3 муља транспортовано на дужини од 2 km, 17 мртвих

Stava, Иtаlија 19.07. 1985.

После пробоја око 190.000 m3 јаловина транспортована на удаљеност до 8 km, 269 мртвих

Arcturus Зимбабве

Јануар 1978.

20.000 m3 транспортовано око 300 m, 1 мртав

Bafokeng, Јужна Африка

Новембар 1974.

3.000.000 m3 муља транспортовано 45 km, 12 мртвих

Buffalo Creek САД

Фебруар 1972.

125 мртвих, 500 кућа уништено

Mufilira Замбија

Септембар 1970.

68.000 m3 муља изливено у рудник, погинуло 89 рудара

Оваква праћења су започела најпре на акумулацијама воде у САД. Према подацима из 1988. на тим бранама је забележено више од 500 инцидената. Ти инциденти су сређени према узроцима и последицама хаварије, а дијаграм је приказан на слици 11.1.

Слика 11.1. Инциденти на акумулацијама воде


4

Очигледно је да је највећи број несрећа условљен проблемима у структури бране и на преливним грађевинама, а потом следи преливање преко круне бране. Међутим, проблеми у грађи бране и на преливним грађевинама су успешно превазилажени поправкама, док је у случају преливања често брана напуштана. Када су у питању инциденти на јаловиштима и њиховим насипима (бранама) број инцидената је мањи, а највећи број њих је временски смештен у период од 1965. на овамо. На слици 11.2. приказан је дијаграм са забележеним инцидентима по годинама појављивања.

Слика 11.2. Инциденти на јаловиштима по годинама дешавања

Овај апсурд да се највише инцидената бележи у савременом свету последица је свакакао и броја брана и јаловишта која су се у овом периоду изградила. Тако се упркос савременим знањима и техникама изградње у апсолутном смислу годишњи број несрећа се повећава. У релативном смислу, у односу на укупан број јаловишта, ситуација је вероватно много повољнија, али се таква статистика не води. Било како било 4 несреће које су се догодиле у 2000.г. представљале су »звоно за буђење« посебно у земљама Европске уније које су подвргле ревизији све своје законске прописе који се баве овом облашћу и извршиле ванредне контроле и процене угрожености појединих јаловишта. Закључак је био да су многа јаловишта лоше грађена те да и јаловишта треба подвести под законску регулативу која се односи на индустрију која испушта хазардне отпаде [Tayles, 2001].


5

Анализа обављена по критеријуму колико метода надградње утиче на појаву инцидентима на јаловиштима приказана је на слици 11.3.

Слика 11.3. Број инцидената у зависности од методе надградње

Добијени резултати показују да је убедљиво највише инцидената забележено на јаловиштима која су надграђивана наступном методом, док је најмање проблема било са јаловиштима која се надграђују методом централне линије. И овај податак треба узети са резервом јер је сигурно последица и применљивости поједине методе. Наиме, наступна метода је први пут примењена почетком 20. века и од тада се непрекидно примењује тако да је и данас најзаступљенија метода. Надаље је анализа обухватила и узроке хаварија у зависности од примењене методе надградње, а сређени резултати су приказани на слици 114. ОВА ФАЛИ

Слика 11.4. Узроци хаварија у зависности од методе надградње (билтен 121, фиг. 9, стр. 73)


6

Добијени подаци показују да су нестабилност косина и земљотреси најчешћи узроци хаварија на јаловиштима. Занимљиво је да је наступна метода надградње и у овоме случају доминантна. Као оправдање се поново може поставити чињеница да су ово апсолутни подаци, те да је у релативним односима ситуација другачија. Оно што је јако уочљиво јесте да је наступна метода осетно непоузданија од других при динамичким ударима (земљотресима). Када су у питању филтрациони поремећаји јаловишта са наступном и одступном методом су подједнако имала хаварије што се може правдати и погодношћу наступне методе да се лако контролише однос између таложног језера и најистуреније тачке круне насипа, мада ово указује и на слаб мониторинг јаловишта са одступном методом. У пракси се особље »комотно и сигурно« понаша када је висина јаловишта ниска, а великим висинама се приступа са одређеном стрепњом и бригом да не дође до неког поремећаја. Шта таква ситуација доноси види се по резултатима приказаним на слици 11.5.

Слика 11.5. Број инцидената у зависности од висине јаловишне бране

Обрађени резултати показују да се више од половине инцидената дешава на јаловиштима чија висина је испод 20 m. Поред непажње у експлоатацији узрок овоме може бити и број »ниских« јаловишта у


7

поређењу са бројем »високих«, али је евидентно да се удео јаловишта са наступном методом и овде јасно очитује. Оно што је увек интересантно јесу поремећаји на напуштеним јаловиштима. Поређење инцидената који су се догађали на активним и напуштеним јаловиштима по врстама поремећаја приказани су на слици 11.6. ОВА ФАЛИ

Слика 11.6. Поређење броја инцидената на активним и напуштеним јаловиштима по врстама поремећаја (билтен 121, фиг. 7, стр. 72)

Евидентно је да је број хаварија на активним јаловиштима далеко већи него на напуштеним, те да се на напуштеним јаловиштима сем филтрационих проблема и утицаја рудника могу очекивати сви други поремећаји. Највећи проблем на напуштеним јаловиштима представљају динамички удари (земљотреси). 11.2. ХАВАРИЈЕ НА НАШИМ ПРОСТОРИМА Међу хаваријама описаним у извештају ICOLD-а и UNEP-а забележене су само две са простора бивше СФР Југославије - хаварија насипа на јаловишту рудника олова и цинка »Брсково« из Мојковца (Црна Гора) и поремећај на косини насипа на јаловишту руднику олова и цинка »Злетово« у Пробиштипу (Македонија). Међутим, на нашим просторима било је још мањих и већих поремећаја у експлоатацији јаловишта: у два наврата на јаловиштима рудника бакра Мајданпек, први пут пробој кроз крашку каверну на јаловишту »Ванчев поток« и други пут преливање пулпе преко бране јаловишта »Шашки поток«, потом пробој воде кроз јаловиште рудника олова и цинка »Сасе« из Сребренице (БиХ), преливање на јаловишту Бадовац Трепчиног рудника олова и цинка »Кишница« итд.


8

Нажалост, тешко је пронаћи писане стручне анализе о узроцима и последицама тих хаварија и поремећаја. Најчешће су се размере акцедента умањивале, а јавно говорење и писање није било патриотско и колегијално тако да је локална заједница морала ћутке сносити последице. Јаловишта рудника бакра »Мајданпек« из Мајданпека. Рудник бакра Мајданпек располаже са два јаловишта – »Ванчев поток« (по капацитету много већи: до 2000. г. депоновано више од 220.000.000 m3 јаловине) и »Шашки поток« и на оба је дошло до хаварије. Прва хаварија је забележена јануара 1974.г. на јаловишту »Ванчев поток« [Матић, 1996, Салатић, 2001]. Јаловиште је лоцирано у кањону потока Ваља Фундата. У грађи терена превладавају водонепропусни андезити (око 85 %), шкриљци и агломерати, али је око 15 % терена изграђено од водопропусних кречњака. Услед недовољно детаљних истражних радова и уз занемаривање водопропусних кречњака започето је формирање јаловишта. При томе се није знало за пећине у боку јаловишта. Деловањем воде и јаловине дошло је до пробоја јаловине и воде. По каснијим изјавама одговорних људи из Рудника, око 7.000.000 t јаловине и воде [Телесковић, 1996] је истекло кроз пећински отвор ширине око 90 m (слика 11.7).

Слика 11.7. Пресек кроз јаловиште »Ванчев поток«


9

Упркос даноноћним радовима на затварању отвора истекла је огромна количина јаловине и загађене воде које су загадиле реку Велики Пек све до ушћа у Дунав и шире подручје од Мајданпека ка Доњем Милановцу. Реци Велики Пек је требало око 20 година да се потпуно регенерише. На новом јаловишту »Шашки поток« до хаварије је дошло 09. маја 1996. [Матић, 1996, Стевановић 1997]. У тренутку пробоја јаловиште није било у употреби. Подужни пресек кроз јаловиште и објекте који га опслужују приказано је на слици 11.8 [Стевановић, 1997].

Слика 11.8. Подужни пресек кроз јаловиште »Шашки поток« и објекте

који га опслужују

Услед великих падавина и пробоја природних баријера које су формирале сочива узводно од јаловишта формиран је иницијални поплавни талас који је условио стварања бреше дубине око 10 m и преливање воде преко насипа. Кроз овај отвор је почела да истиче најпре вода, а поплавни талас је са собом повукао и око 70.000 тона јаловине (100 пута мање него са јаловишта »Ванчев Поток«). Поплавни талас се кретао долином Шашке и Поречке реке плавећи појас ширине 20 до 100 m на дужини од око 20 km, мада су трагови пробоја били видљиви и на ушћу Поречке реке у Дунав (удаљеност око 40 km). Просечна дебљина флотацијске јаловине на поплављеном подручју била је од 20 до 80 cm. Пробој јаловине је условио вишедневно затварање водовода низводно од Мајданпека и уништење флоре и фауне у Шашкој и Поречкој реци, пре тога сврстане у I класу


10

водотокова. Међу узроцима хаварије стручњаци су издвојили постојање сочивастих акумулација на косој површини јаловишта, незадовољавајуће функционисање дренажног система, мали капацитет преливних органа и неодговарајући однос висине насипа и депонованог материјала унутар акумулационог простора [Стевановић, 1997]. Јаловиште рудника олова и цинка »Злетово« из Пробиштипа (Република Македонија). Јаловиште је надграђивано наступном методом и брана бр. 4 је достигла висину од 15 m. Депоновање је обављано спиготирањем. До хаварије је дошло 01. марта 1976. када је услед филтрационих поремећаја дошло до пробоја насипа и истицања око 300.000 m3 од укупно 1.000.000 m3 депоноване јаловине. Јаловина је допрла до оближње реке и загадило је тако да је град Штип остао без воде дуже од 24 часа. Људских жртава није било [ICOLD, 2001].

Слика 11.9. Последице после изливања флотацијске јаловине


11

Јаловиште рудника олова и цинка »Брсково« из Мојковца. Јаловишта рудника олова и цинка Брсково изграђено је на обали реке Таре, практично у самом граду Мојковцу. Ободни насипи, висине око 20 m, су направљени грађевинском механизацијом од шљунка и песка са глиненим језгром. Ради заштите реке Таре дно и косине су обложене пластичном фолијом. Еродивно деловање реке је 1992.г. оштетило део насипа и запретило хаваријом која би оставила трајне еколошке последице на реку Тару. Да се то не би десило депоновање је прекинуто и извршено је санирање ободног насипа пре него што се вода и јаловина излила [ICOLD, 2001].

Слика 11.10. Санација јаловишта у Мојковцу

Јаловиште рудника олова и цинка »Сасе« из Сребренице (Република Српска). До хаварије на овом јаловишту је дошло септембра 1982.г. Дошло је до пуцања на левом боку бране и изливања око 70.000 тона јаловине (двомесечна производња Рудника). Вода и јаловина су се нашли


12

у реци Дрини, озбиљно је загадили, уништили рибљи фонд и проузроковали вишенедељно искључење водовода низводно уз Дрину [Матић, 1996]. 13. јула 2010. на истом јаловишту је дошло до пуцања цевовода повратне воде који се води кроз јаловиште, оштећења насипа и изливања (званично, незнатних количина?!) јаловине у реку Дрину. У Малом Зворнику је привремено затворен водовод. Нема података о изазваној штети, нема погинулих. [www.frontal.rs/cyrl/%3Fpage%3D2%26kat]. Јаловиште рудника олова и цинка »Кишница« у Бадовцу. До хаварије је дошло у септембру 1988. Дошло је до преливања преко круне бране око 10.000 m3 воде и јаловине и потапања више ораница и десетак кућа. Преливање је настало као последица непажње при експлоатацији јаловишта, а инцидент је великој мери исполитизован јер је угрожено српско село у периоду када су Рудник водили Албанци [РИ, 1988]. Јаловиште рудника олова и цинка »Велики Мајдан« из Љубовије. До хаварије је дошло у јуну 2001.г. Јаловиште је формирано у кориту Коларичке реке која има релативно велико сливно подручје. За заштиту јаловишта од притицања, посебно бујичног, вода узводно је изграђена камена брана са вишенаменском акумулацијом (узгој риба, изградња миниелектране, заштита низводног подручја од бујичних вода). На слици 11.11 шематски је дат пресек кроз јаловиште. На брани су, поред темељног испуста, изграђени основни и заштитни прелив. У нормалним условима вишак вода се евакуисао кроз темељни испуст релативно мале величине (цев пречника 300 mm) и преко првог, основног, прелива. Између основног и заштитног прелива формиран је акумулациони простор (тзв. неприкосновени простор) ради привременог акумулисања вишка вода у екстремним случајевима. Сви објекти на јаловишту су димензионисани на 100-годишње воде. Јуна 2001. дошло је до вишедневних падавина и дотока воде веће вероватноће од пројектоване. Када је акумулациони простор у потпуности испуњен сливном водом почело је пуњење јаловишног акумулационог простора непланираним количинама воде. Упркос томе што је јаловиште било попуњено јаловином испод 50% нагли прилив великих количина воде је брзо


13

условио да се вода наслони на насип изграђен хидроциклонирањем флотацијске јаловине. Особље је покушало неким палијативним мерама да растерети насип но нагло дотицање је све то осујетило и дошло је до бочног пробоја насипа. Заједно са водом из јаловишта је истекло око 16.300 m3 депоноване јаловине. Сва та количина јаловине је кроз корито Црнчанске реке дошло до реке Дрине која је удаљена мање од 2 km. Хаварија је оштетила објекте на јаловишту, низводно лоцирану рудничку пумпну станицу и изазвала загађење реке Дрине цијанидима и јонима тешких метала, у првом реду олова, цинка, бакра, кадмијума, никла и арсена. Људских жртава није било [Грујић, 2002]. ОВА ФАЛИ

Слика 11.9. Шематски приказ јаловишта Велики Мајдан

11.3. ПОЈАВЕ, УЗРОЦИ И ПОСЛЕДИЦЕ ХАВАРИЈА И САНАЦИОНЕ МЕРА

Појава хаварија и инцидената на јаловишта може бити проузрокована на различите начине. Међународни Комитет за високе бране поремећаје води у осам категорија:

• преливање преко круне насипа (бране), • нестабилност косине насипа, • земљотреси, • проблеми у фундирању насипа и брана, • проблеми на преливним објектима, • проблеми у структури насипа, • ерозија, и • утицај рудника.

Преливање преко круне насипа Мада се чини да је преливање преко круне насипа планском експлоатацијом јаловишта најлакше спречити овај вид угрожавања јаловишта и окружења редовно се сусреће. По правилу преливање преко


14

круне насипа настаје у периоду великих киша (са повратним периодом од 100 или 1000 година) када се унутар акумулационог простора у кратком периоду појављује неуобичајено велика количина воде. На добро пројектованом и одржаваном јаловишту капацитет акумулационог простора јаловишта треба да буде довољан да прихвати ту воду, а преливни органи да је континуирано прихватају и безбедно изведу из јаловишта. Дакле, иницијално се појаве велике воде, а стварни узроци преливања могу бити различити [Вајда, 2000]. Најчешће су то прогрешан избор и прорачун пројектне велике воде те сагласно с тим недовољан капацитет преливних органа, лоше одржавање објеката за евакуацију воде те у вези с тим немогућност преливних органа да прихвате и безбедно одведу све количине воде која се нагло појављује унутар јаловишта, лоше пројектовање или неодржавање потребног односа између нивелете круне бране и нивелете депоноване јаловине па унутар јаловишта не постоји запремина довољна да привремено задржи те високе воде, појава сочива и акумулација узводно од јаловишта и њихово нагло попуштање при наиласку високих вода, рушење неке узводне бране или формирање клизишта унутар контура јаловишта што на сличан начин доводи до формирања поплавног таласа и преливања преко круне бране. Механизам преливања је углавном сличан. Преливање најчешће започиње на мањем делу насипа где започиње еродовање насипа слично формирању природних јаруга, само неупоредиво брже. У почетку истиче само вода ширећи веома брзо еродовани део бране. При томе дубина тако формираног просека (бреше) може допирати до основе насипа док ширина у круни може бити мања од половине целокупне ширине насипа. Ширењу бреше доприноси и стално и повећано истицање воде и јаловине која се понаша као флуид. Када преливање крене процес се тешко зауставља и завршава се у временском периоду који се мери минутама или сатима. Зависно од локалних услова из јаловишта може да истекне и више од половине депоноване јаловине, а зависно од величине и снаге поплавног таласа и локалних топографских услова кретање јаловине и загађене воде


15

може бити од неколико стотина метара до више десетина километара (нпр. преливање преко круне насипа јаловишта “Шашки поток” РБ Мајданпек). Јаловина се може кретати брзином изнад 20 м/с посебно када се смер кретања поклопи са природном котлином или коритом неког водотока. Маса носи све пред собом, а растиње, куће и слични објекти не представљају озбиљне препреке које успоравају или заустављају ток тако да су штете велике. На слици 11.10 је приказано пробој акумулације воде кроз насип. Фотографија је настала при контролисаном симулирању пробоја воде кроз брану [Smith, 1969]

Слика 11.10. Симулирани пробој воде кроз насип

Санација насипа код којег је дошло до преливања обавља се попуњавањем формиране бреше материјалом од којег је направљен сам насип (песак хидроциклониране јаловине или материјал из позајмишта). Када се насип гради од хидроциклонираног песка обично се јавља мањак материјала па се санација може вршити и материјалом из позајмишта. Радови на


16

санацији и поновном укључивању јаловишта у експлоатацију су веома тешки и осетљиви јер треба спречити одржавање успостављених привилегованих токова кретања воде и формирати плажу у ситуацији када се најниже коте, односно депресија налази непосредно уз насип. Нестабилност косине насипа Нестабилност косина може се појавити из више разлога:

- пренапрезање темељног тла, - пренапрезање материјала од којег је брана изграђена, - филтрациони поремећаји у насипу изазвани повишењем порног притиска и издизањем линије провирне воде, итд.

По правилу нестабилност косина не настаје тренутно и не доводи до ненајављеног рушења. Рутинским мерама осматрања могу се уочити знаци који најављују поремећај и потенцијално рушење насипа. Основни знаци који указују на то су повећање порног притиска и издизање линије провирне воде што по правилу доводи до квашења ножице насипа, односно избијања воде на низводној (ваздушној) косини. Ово квашење постаје опасно када долази до “клизања” материјала и нарушавања структуре, а посебно када долази до суфозије (изношење ситног материјала из насипа). Када је у питању пренапрезање лако се уочава појављивање затежућих пукотина у горњем делу насипа, односно испупчења у доњем делу насипа [ICOLD, 1996]. Дакле, чим се на насипу почну уочавати пукотине, кратери, испупчења, клизања материјала, шкољкање, стварање удолина и слично треба предузимати мера санације како би се предупредила хаварија. Санација сем појачане контроле (очитавање пијезометара, визуелно осматрање, мерење притисака итд.) подразумева удаљавање таложног језера од круне насипа, контролу рада дренажног система, уградњу нових дренажа ради смањења пијезометарског нивоа у насипу (нпр. растеретних бунара, изградњу дубоких дренажних ровова на низводној косини, уградња хоризонтално бушених дренова, уградња додатних дренажа у ножици


17

итд.), контролу квалитета материјала од којег се насип гради, ојачавање насипа каменим набачајем и тсл. Кад год је могуће санационим радовима треба да претходи анализа узрока који су довели до поремећаја Земљотреси Земљотреси, односно изненадни динамички удари (нпр. минирање, кретање возила по насипу и сл.) представљају тешко решив проблем у одржавању јаловишта у стабилном стању. Деловањем земљотреса обично долази до деформација на круни и низводним косинама насипа, долази до урушавања дренажних објеката, оштећења тунела и шахтова намењених за евакуацију воде из јаловишта итд. На овај начин земљотреси доведу јаловиште и насип у стање да објекти не функционишу чиме се стичу услови да дође до преливања преко круне насипа (ако је дошло до његовог слегања и оштећења објеката за одвођење слободне воде), до филтрационих поремећаја услед оштећења дренажа итд. На овај начин земљотреси посредно доприносе великој штети. Таласи изазвани појавом земљотреса могу у екстремним условима да доведу до ликвефакцију. Ликвефакција је појава која се дешава у растреситом, водом засићеном материјалу, када долази до великог пораста порног притиска услед дејства земљотреса, тако да овај постаје једнак вредности интергрануларног напона. Тло/депоновани материјал се тада понаша као течност и није у стању да се супростави већим напонима смицања што условљава рушење насипа и нагло истицање депоноване јаловине и воде. Појава ликвефакције обично носи катастрофалне штете. На слици 11.11 је приказано јаловиште после ликвефакције [Smith, 1973].


18

Слика 11.11 Јаловиште после ликвефакције

Санација јаловишта после земљотреса подразумева предузимање брзих санационих мера на поправкама оштећених објеката (надградња круне насипа, ојачање насипа, санирање дренажа или уградња нових, поправка шахтова или увођење пловећих пумпних станица итд.) како би се спречили секундарни ефекти. Ако дође до ликвефакције размере катастрофе и штете су обично такве да нема никаквих санационих мера у смислу оспособљавања јаловишта да функционише већ се све активности усмеравају на умањењу штете по окружење, а јаловишта се по правилу обезбеђују и напуштају. Проблеми са фундирањем насипа Ово нису тако типични проблеми на јаловишним (и земљаним) бранама колико на бетонским бранама које формирају акумулације воде. Започињање израде иницијалног и заштитног насипа подразумева скидање слоја хумуса и муљевитог површинског слоја како би се фундирање обавило на здравом и чистом терену. Уколико се то не би


19

извршило могло би доћи до клизања и нестаблности тих насипа у време када они услед надградње буду додатно оптерећени. Санација подразумева ојачавање насипа и додатно дренирање основе насипа. Проблеми у структури насипа Насипи на јаловиштима се граде истовремено са експлоатацијом јаловишта па се контрола израде и мониторинг протежу кроз дуги низ година. Све то може условити смањену пажњу и поремећаје у надградњи насипа. Поремећаји могу бити не само у геометрији насипа већ и у његовој структури. Основно је правило да се насип прави само од материјала који испуњава пројектоване карактеристике, а да се безбедна експлоатација комбинује са добрим радом хидротехничких објеката. Уколико дође до поремећаја у раду хидротехничких објеката доћи ће до издизања пијезометарске линије, избијања воде на спољној косина насипа, појаве унутрашње ерозије и изношења најситнијих зрна из насипа итд. Све су то појаве које угрожавају рад јаловишта, разбијају структуру насипа и доводе до хаварија. Да се то не би десило неопходно је континуирано пратити и одржавати квалитет материјала од којег се прави насип у пројектованим условима и одржавати хидротехничке објекте у функционалном стању. Уколико упркос свему дође до поремећаја санационе мере подразумевају удаљавање таложног језера од насипа, спуштање пијезометарског нивоа, ојачавање насипа, чишћење дренажа, доградњу нових дренова и дренажа итд. Проблеми са ерозијом Ерозија је појава која се често среће на јаловиштима. Суштински се разликују два типа ерозије – спољашња и унутрашња.


20

Спољашња ерозија је последица деловања воде и ветра на површински слој насипа. Услед дувања ветра или отицања воде по косини бране јављају се канали, улегнућа или испупчења. Ветар и вода практично односе невезани, слабије везани или ситнији материјал мењајући геометрију бране. На слици 11. 12 приказани су ефекти спољне ерозије на насип.

Слика 11.12. Насип захваћен спољном ерозијом услед отицања воде

Када спољашњу ерозију узрокује ветар тада се лако уочава услед аерозагађење подручја око јаловишта, док се ефекти ерозивног деловања воде углавном задржавају на јаловишту или око јаловишта. Порекло воде које изазива ерозију може бити различито. Најчешће су то падавине, но то може бити и вода која прелива преко круно насипа или провирна вода која избија из насипа. У свим случајевима спољашња ерозија угрожава стабилност насипа и треба је спречити. У спречавању негативног деловања спољашње ерозије као повољна околност се узима лако визуелно уочавање и, најчешће,


21

временски дуго најављивање могућих проблема. Мере које се предузимају за санацију или спречавање спољашње ерозије изазване ветром своде се на стабилизацију насипа, а то се најчешће постиже формирањем био-покривача. Ако то није могуће одношење материјала се успешно спречава и прскањем откривених делова насипа (водом, различитим емулзијама итд.). Када је у питању ерозија услед деловања воде систем мера је шири и компликованији. Добру заштиту од падавина чини био-покривач, а додатно треба по насипу уредити етаже и на њима плитке канале за прихват воде од падавина и њено контролисано одвођење. Када се појављује вода од преливања или услед високог положаја провирне линије тада се проблем спољашње ерозије решава упоредо са много опаснијим проблемима нарушавања стабилности услед преливања преко круне насипа или услед високог пијезометарског притиска. Унутрашња ерозија такође подразумева одношење ситног и невезаног материјала, али не са површине насипа већ из саме структуре насипа. Наиме, услед успостављања привилегованог тока кроз насип вода почиње да ствара унутрашње канале који се временом протицања шире тако да уз воду почиње да истиче и материјал од којег је насип направљен. Ова појава може бити веома опасна јер доводи до нарушавања унутрашње структуре насипа. На слици 11. 13 приказан су ефекти унутрашње ерозије на јаловишту [Brawner, 1973].


22

Слика 11.13. Ефекти унутрашње ерозије насипа

Појава ових унутрашњих канала теже се уочава него спољашња ерозија, али у склопу мониторинга и анализе појаве воде на спољашњој косина насипа може се благовремено уочити и санирати. Од тренутка када се појава унутрашње ерозије уочи до тренутка хаварије време може бити веома кратко (мери се данима) тако да мере санације треба предузимати као ургентне. Прво и неизоставно треба повећати плажу на јаловишту и смањити ниво слободне воде у таложном језеру, треба покушати спречити отицање воде наношењем материјала ради заптивања места истицања, потом треба на месту излива воде поставити филтерски материјал (тзв. обратни филтер) како би се спречила суфозија (изношење материјала) и предузети санационе мере на дренажи како би се смањио пијозометарски ниво у насипу. Санирање дренаже може бити уградњом нових дренова или потпуно нових дренажа, изградња растеретних бунара или само чишћење постојећих дренажа. При томе, треба појачати мере осматрања уводећи честа мерења интензитета отицања воде и мерењем њене замућености.


23

Проблеми са преливним грађевинама Јаловиште треба да има најмање један преливни орган. Његов положај је обично у центру јаловишта (када су у питању јаловишта равничарског типа), на природном боку јаловишта или насупрот места истакања (код брдско-планинског типа). Задатак тог објекта (шахта) је да котинуирано одводи избистрену воду из јаловишта (у посебну акумулацију, у постројењу као повратну воду, у водоток итд.), а капацитет и квалитет се регулише променом висине преливног прага на шахту. Проблеми који се јављају могу бити различити:

- дуготрајном употребом и агресивним деловањем воде и реагенаса долази до трошења (хабања) материјала тако да може доћи до његовог оштећења, рушења или процуривања воде и депоноване јаловине на нивоима испод нивоа преливања, - може доћи до потпуног или делимичног зачепљења отвора на шахту доласком грана, дасака или неких других предмета на отвор или упадањем у шахт (посебно карактеристично у време великих падавина за јаловишта која имају велико сливно подручје), - услед земљотреса може доћи до рушења шахта и затварања одвода за избистрену воду, итд.

Последице ових догађања су смањење плаже повећањем величине таложног језера, издизање линије провирне воде или оштећење насипа. На овај начин се угрожава стабилност насипа, а његово рушење може бити преливање, клизање косине, пробијање насипа итд. Да би се ово предупредило могуће је изградити сигурносни преливни шахт. Његова намена је само да спречи задржавање непланирано великих количина воде у случају да дође до појаве великих вода или оштећења редовног колектора. Сигурносни колектор се обично налази на другој страни од радног колектора, а при изградњи се тежи његово постављање непосредно по терену. Други начин јесте евакуација избистрене воде преко пловећих пумпних станица чиме се преливни шахт у потпуности елиминише, а најповољнија је комбинација пловеће пумпне станице за


24

редовну евакуацију избистрене воде и изградња сигурносног шахта за прихват непланирано великих количина воде. Негативни утицај рудника Уколико је јаловиште лоцирано непосредно поред рудника њихови односи треба да буду потпуно уређени јер неки рударски радови, у првом реду минирање, транспорт дамперима или железницом, одлагање откривке, могу да угрозе рад јаловишта. Негативно дејство минирања и транспорта очитује се динамичким потресима који могу изазвати последице сличне деловању земљотреса. Утицај одлагалишта може бити опасан ако се оно налази узводно у истој долини или изнад јаловишта. У тим случајевима ако дође до клизања могуће је угрозити јаловиште тако што ће се изазвати оштећење објеката (тунели, колектори, шахтови, дренаже) или ће услед клизања материјала у акумулациони простор доћи до појаве поплавног таласа који може изазвати преливање преко круне насипа и на тај начин угрозити стабилност јаловишта. Основне сигурносне мере везане су за избор локације јаловишта, а ако упркос томе дође до описаних ситуација неопходно је мењати технологију минирања, правити нове транспортне трасе и додатно обезбеђивати одлагалиште. Литература: 1. [Brauns, 2000] Brauns J., (2000), Accident prevention through regulations? Lessons learned from recent failures, www.uni-karlsruhe.de 2. [Brawner, 1973] Brawner C.O., Campbell D.B., (1973), The tailing structure and its characteristics – a soil engineer’s viewpoint, Tailing disposal today I, Miller Freeman Publication, San Francisco, pp. 59-101 3. [ICOLD, 2001] ICOLD, UNEP, (2001), Tailings dams – risk of dangerous occurrences; Lessons learnt from practical experiences, Bulletin 121, Paris 4. Гаљперин А.М. ет ал., (1997), Техногеније массиви и охрана окружајушеј средји, МГГУ, Москва


25

5. [Матић, 1996] Матић Г., (1996), Како је својевремено уништен живот у реци Пек, Политика, 14.05.1996., стр. 17 6. [РИ, 1988] Рударски институт, (1988), Интерна документација, Београд 7. [Салатић, 2001] Salatić D., (2001), Possibility of mineral processing creating a friendly environment in the Balkan, Zbornik radova IX Balkan mineral processing congress New developments in mineral processing, Istanbul, pp. 547-554 8. [Smith, 1969] Smith S.E., (1969), Tailing deposits – design and construction, XI convention of mining engineers of Peru, separat 9. [Smith, 1973] Smith S.E., (1973), Tailing deposits – failures and lessons, World Mining, september, pp.56-60 10. [Стевановић 1997] Стевановић С., Капор, Р., (1997), Анализа последица и узрока рушења дела бране јаловишта Шашки поток, Зборник радова И конгреса југословенског друштва високих брана, Будва, стр. 355-359 11. [Tayles, 2001] Tayles K., (2001), Baia Mare: consequential initiatives and other spillovers, 4th Inter. and 25th National Minerals Council of Australia Environmental Workshop 12. [Телесковић, 1996] Телесковић И., (1996), Оптимизам после првих анализа, Политика, 14.05.1996., стр. 17 13. [Вајда, 2000] Вајда Љ., Анагности П., (2000), Оштећења и рушења насутих брана – искуства и препоруке, Грађевински календар, Београд, пп. 159-196 14. Government of Western Australia, (1999), Guidelines on the safe design and operating standards for tailings storage, 15. [Грујић, 2002] Грујић М. ет ал., (2002), Загађење реке Дрине као последица депоновања флотацијске јаловине рудника Велики Мајдан, зборник радова саветовања Electra II - ISO 1400, Тара, стр. 274-277

11. HAVARIJE

Documents

Transcript of 11. HAVARIJE