Накопители промышленных отходов в криолитозоне тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, доктор технических наук Кузнецов, Георгий Иванович

• Кузнецов, Георгий Иванович
• доктор технических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор технических наук Кузнецов, Георгий Иванович

1. Теплофизические аспекты проблемы складирования промышленных отходов в криолитозоне

1.1. Общие сведения

1.2. Надежность и экологическая безопасность накопителей Роль температурного фактора

1.3. Краткий обзор состояния вопроса

1.4. Постановка и цель исследований

2. . Эксплуатация и натурные исследования накопителей

2.1. Общие положения

2.2. Хвостохранилище № 1 фабрики №

2.3. Хвостохранилище № 2 фабрики №

2.4. Хвостохранилища А, Б и В фабрик № 3(1), 2 и

2.5. Хвостохранилище фабрики № 3 (2)

2.6. Хвостохранилище № 3 фабрики №

2.7. Хвостохранилище № 1 в Норильске и другие объекты

2.8. Золоотвал № 1 Абаканской ТЭЦ "

2.9. Особые случаи криогенных деформаций фильтрующих откосов ограждающих дамб

2.10. Тепловой режим отстойных прудов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Накопители промышленных отходов в криолитозоне»

Актуальность работы. Предметом настоящей работы является теплофизическое обоснование надежных и экологически безопасных конструктивно-технологических решений накопителей промышленных отходов в криолитозоне (золоотвалов, хвостохранилищ, шламонакопителей). Необходимость исследований определяется значительным увеличением количества и продолжительности эксплуатации этих сооружений, неблагополучным состоянием большинства из них и явно недостаточными теоретическими разработками по созданию нормативно-методической базы проектирования, отвечающей современным требованиям по охране окружающей среды и специфическим природным условиям региона (суровый климат, вечная и сезонная мерзлота, криогенные процессы и определяющая роль температурного фактора).

По данным Госкомэкологии, в России к 1999 году накоплено более 1 400 млн. тонн токсичных промышленных отходов. По данным МНПО "Ресурс", к 1991 г. только от сжигания твердого топлива на ТЭС стран СНГ ежегодно образовывалось свыше 100 млн. тонн, а в отвалах было накоплено свыше 1,5 млрд. тонн золошлаковых отходов. Уровень их использования составлял 13 - 15 %, что значительно ниже уровня, достигнутого в развитых странах. К настоящему времени этот показатель снизился по России до 8 %. В частности, только тепловыми электростанциями ОАО "Иркутскэнерго" производится в год до 3 млн. тонн золошлаков, а используется всего 230 тыс. тонн золы и 500 тыс. тонн шлака; остальной объем складируется в золошлакоотвалах.

Неудовлетворительное, а часто и предаварийное состояние накопителей наблюдается не только в криолитозоне, но и за ее пределами, где сезонное промерзание-протаивание грунтов также оказывает негативное воздействие на устойчивость и экологическую безопасность сооружений, особенно в сочетании с неконтролируемой фильтрацией загрязненных вод.

Например, за одни сутки при разрушении шламонакопителя Сясьского ЦБК в Ладожское озеро было вынесено 700 000 тонн токсичных отходов. Толщина потока техногенного селя достигала 3,5 м. В результате этой аварии и продолжавшегося до нее в течение десяти лет фильтрационного загрязнения возникла реальная опасность гибели обширной южной части озера ("Известия", № 11 (25356), 26 января 1999 г.). Эта региональная катастрофа является лишь эпизодом в цепи аварий хранилищ токсичных отходов, происходящих практически ежегодно.

В целом по России технический уровень проектирования и эксплуатации накопителей является более низким по сравнению с передовыми странами. Традиционно применяемые конструктивно-технологические решения накопителей по многим параметрам не соответствуют сложным климатическим и мерзлотно-геологическим условиям Сибири и не удовлетворяют современным экологическим требованиям.

За последние 40 лет возведены многочисленные накопители в зоне вечной мерзлоты, в частности, такие уникальные сооружения, как хвостохранилища Норильского ГМК и компании АЛРОСА в Якутии, а также шламохранилища обогатительных фабрик в Магаданской области и Забайкалье, хвостохранилище Коршуновского ГОКа, золоотвалы Аркагалинской, Анадырской и Усть-Илимской

ТЭЦ и другие сооружения, эксплуатационная надежность которых во многом определяется теплофизическими и криогенными процессами.

В южной части криолитозоны, характеризующейся островным распространением высокотемпературной вечной мерзлоты и глубоким сезонным промерзанием, также расположены многочисленные золоотвалы, хвосто- и шламохранилища, испытывающие негативное воздействие температурных факторов. Как правило, наиболее серьезные деформации и аварийные ситуации на этих объектах были обусловлены неконтролируемым развитием теплофизических, фильтрационных и криогенных процессов (например, хвостохранилище Сорского молибденового комбината, золоотвалы Абаканской и Кызыльской ТЭЦ, Иркутской ТЭЦ-11, Красноярской ТЭЦ-1, золоотвал Благовещенской ТЭЦ и др.).

Опыт проектирования, строительства и эксплуатации накопителей в сложных мерзлотно-климатических условиях изучен и обобщен пока еще недостаточно. Регулярный контроль фактического состояния накопителей не проводится. Поэтому до настоящего времени отсутствует достаточно обоснованная методика их проектирования, основанная на комплексном подходе к контролю, прогнозу и регулированию теплового состояния накопителей, оказывающего определяющее влияние на развитие криогенных и гидрогеомеханических процессов, и, как следствие, на устойчивость и экологическую безопасность сооружений.

В качестве исходной позиции, определяющей структуру, цель и содержание диссертационной работы, принято, что направленное использование тепловых, криогенных и фильтрационных процессов позволяет создать эффективные и экологически безопасные технологии складирования зернистых отходов в накопителях. Регулирование тепло- и массообмена в системе атмосфера -накопитель - основание является важнейшим классификационным признаком, позволяющим, по определению Н.П. Абовского /1/, отнести рассматриваемые объекты к категории управляемых конструкций.

Работа выполнялась в соответствии с государственной целевой научно-технической программой ГКНТ СССР по решению важнейшей научно-технической проблемы 0.55.08 "Разработать и внедрить экономичные технические решения для создания мощных гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций, использования энергии средних, малых рек и морских приливов, уникальных морских гидросооружений для защиты от наводнений, а также технологию их скоростного строительства"; задание 0.2 "Разработать и внедрить при проектировании и строительстве для условий крайнего Севера и зон распространения многолетней мерзлоты новые технические решения гидросооружений с широким использованием местных материалов и негрунтовых противофильтрационных устройств, а также технологию их круглогодичного строительства (НТЗ-65)".

В период 1980 - 1991 г.г. значительный объем исследований выполнен в соответствии с заданием 0.55.08 в рамках отраслевых программ НИОПКР Минэнерго СССР:

- 0.01.05.09. Н9-22 "Исследование термического режима оснований грунтовых гидросооружений и разработка методов регулирования тепловых процессов в основаниях и сооружениях в строительный период" (1980 г.).

- 0.01.05.07. Н2.066 "Разработка рациональных методов круглогодичного возведения грунтовых гидросооружений в северной строительно-климатической зоне" (1980 г.).

- 0.55.08.0203 Тб "Разработать и проверить в опытных условиях методы организации работ и технологию круглогодичного строительства грунтовых сооружений гидротехнического комплекса в условиях многолетней мерзлоты. Разработка предложений по управлению терморежимом плотин и гидроотвалов на сложных таломерзлых основаниях (НТЗ-4)", 1984 - 1985 г.г.

- 0.55.08.0203 Т 26 "Разработать и проверить в опытных условиях методы организации работ и технологию круглогодичного строительства грунтовых сооружений гидротехнического комплекса в условиях многолетней мерзлоты. Выявить эффективные методы регулирования терморежима и улучшения механических свойств грунтов при строительстве грунтовых сооружений и инженерной подготовке оснований в северной зоне (НТЗ-4)", 1987 г.

- 0.55.08.0201 Н "Разработка способов инженерной подготовки сложных таломерзлых оснований, новых конструктивных решений специальных грунтовых сооружений и способов возведения плотин из некондиционных грунтов для условий Крайнего Севера (НТЗ-65)", 1988 г.

Отраслевой заказ 10-10-002-2-7 "Разработать и внедрить при проектировании и строительстве для районов со сложными природными условиями (в том числе Крайнего Севера, распространения многолетней мерзлоты, высокой сейсмичности) новые технические решения гидросооружений с широким использованием местных материалов и негрунтовых противофильтрационных устройств, а также технологию их круглогодичного строительства". Раздел 1.2.С.З "Совершенствование технологии круглогодичной разработки, термовлажностной мелиорации и укладки связных грунтов при строительстве грунтовых сооружений, а также конструкций ограждающих дамб золоотвалов в криолитозоне", 1990 г.

В период с 1967 по 1999 г исследования и экспертное сопровождение внедряемых разработок проводились по договорам с организациями и предприятиями (ВНИИ ВОДГЕО, Ленинградский политехнический институт, Норильский горнометаллургический комбинат, объединение Якуталмаз - компания АЛРОСА, Якутниипроалмаз, Иркутскэнерго, Кузбассэнерго, Амурэнерго,

СибВНИПИэнергопром, Красноярский алюминиевый завод, Харанорская ГРЭС, Ачинский глиноземный комбинат, Красноярские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, ОАО СИВИНИТ, Абаканская, Благовещенская и Минусинская ТЭЦ и др.).

Целью настоящей работы является создание эффективных способов регулирования процессов тепло- и массообмена в системе атмосфера - накопитель -основание, а также разработка и теплофизическое обоснование надежных и экологически безопасных конструктивно-технологических решений накопителей, соответствующих сложным природным условиям криолитозоны.

Методы исследования. Для достижения поставленной цели использован комплексный метод, включающий:

• натурные исследования объектов;

• обобщенный анализ экспертных оценок состояния накопителей;

• экспериментальные исследования на физических моделях;

• патентные исследования и разработки новых технических решений экологически безопасных накопителей;

• математическое моделирование процессов тепло- и массообмена в грунтовых массивах накопителей с использованием аналоговых моделей, численных методов и различных средств вычислительной техники.

Экспериментальные исследования воздействия криогенных процессов на пленочные экраны накопителей проводились на опытной установке, запроектированной автором и не имеющей аналогов в мировой практике. Для натурных исследований температурных полей использовались как стандартные измерительные приборы, так и специально изготовленные влагостойкие термогирлянды /185/.

По результатам натурных, экспериментальных и расчетно-теоретических исследований и конструктивно-технологических разработок сформулированы рекомендации по проектированию, возведению и эксплуатации экологически безопасных накопителей в криолитозоне /185, 193/.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием методов исследований, соответствующих современному состоянию прикладной теплофизики и геокриологии. Результаты, полученные различными методами, в частности, данные натурных наблюдений и расчетные параметры исследуемых теплофизических процессов вполне удовлетворительно совпадают; в частности, расхождение измеренных в натуре и прогнозируемых температур мерзлых водоупорных элементов ограждающих дамб не превышает 10-15 %. Существенно важным фактором, подтверждающим достоверность выводов и рекомендаций, является их использование в практике проектирования и эксплуатации накопителей и в инструктивно-нормативных изданиях/184, 185, 188/.

Предметом защиты являются следующие положения диссертационной работы, включающие результаты научных исследований и основанные на них инженерные рекомендации по проектированию и надежной эксплуатации накопителей:

1. Результаты натурных исследований накопителей зернистых отходов -шламонакопителей, золоотвалов, хвостохранилищ - на горнопромышленных и энергетических предприятиях в криолитозоне по следующим позициям:

- климатические и мерз л отно-гео логические условия;

- конструктивные и эксплуатационные параметры;

- криогенные процессы и деформации;

- тепловой режим и фильтрационные параметры;

- закономерности процессов тепло- и массообмена в системе атмосфера -накопитель - основание по данным натурных наблюдений; результаты сравнительного анализа расчетных и натурных данных.

2. Комплексный метод регулирования теплового режима грунтовых массивов накопителей мерзлого типа, позволяющий эффективно использовать водонепроницаемость и высокую прочность мерзлых грунтов для обеспечения устойчивости и экологической безопасности сооружений.

3. Методики и результаты математического моделирования тепловых процессов в тало-мерзлых грунтовых массивах сложного криогенного строения, позволяющие достаточно обоснованно прогнозировать тепловой режим проектируемых сооружений и проводить мониторинг их состояния в процессе эксплуатации.

4. Рекомендации по регулированию теплового и фильтрационного режимов в ограждающих дамбах талого типа и комбинированных (по температурной классификации) конструкциях; методики и результаты расчетов для конкретных объектов, позволяющие обосновать оптимальные проектные решения.

5. Результаты экспериментальных исследований эффективных способов тепловой мелиорации мерзлых грунтов в насыпях; методики и результаты теплофизического обоснования круглогодичных технологий строительства, позволяющих применять местные грунтовые материалы и складируемые зернистые отходы.

6. Природоохранные криогенные технологии экранирования чаши намывных накопителей; теплофизическое обоснование необходимых параметров тепло- и гидроизоляционных экранов.

7. Результаты экспериментальных исследований воздействия криогенных процессов на пленочные противофильтрационные экраны накопителей и практические рекомендации по предотвращению деформаций экранов при развитии морозобойных трещин и термокарста.

8. Инженерные рекомендации по проектированию накопителей в криолитозоне, надежность и экологическая безопасность которых достигается регулированием процессов тепло- и массообмена по способам, предложенным автором.

Научная новизна.

1. Впервые разработана методика комплексных температурных и фильтрационных наблюдений на действующих и проектируемых намывных накопителях, основные положения которой приведены в нормативном документе /185/. С использованием данной методики проведены многолетние натурные исследования на 10 накопителях и установлены характерные особенности тепловых, криогенных и фильтрационных процессов на этих объектах. Выявлена определяющая роль температурного фактора и показано, что регулирование процессов тепло- и массообмена в системе атмосфера - накопитель - основание является мощным средством управления состоянием накопителей в сложных природных условиях криолитозоны

2. Впервые на основании натурных исследований и тепловых расчетов сформулированы принципиальные положения по возведению накопителей мерзлого типа с послойным промораживанием складируемых отходов; соответствующие рекомендации включены в нормативный документ /185/.

3. Предложен практический метод расчета мерзлотной противофильтрационной завесы в дамбе мерзлого типа и основании накопителя, позволяющий трансформировать трехмерную задачу Стефана в плоскую. В соответствии с этим методом суммарный эффект однорядной системы замораживающих колонок моделируется условным полым охлаждающим разрезом. Достоверность метода обоснована путем сопоставления расчетных и фактических параметров мерзлотных завес /87, 88, 212/.

4. Разработан и обоснован тепловыми и фильтрационными расчетами комплекс принципиально новых конструктивно-технологических решений накопителей мерзлого и комбинированного типа при сложном криогенно-температурном строении основания, включающего как мерзлые, так и талые зоны. Составлены рекомендации по проектированию ограждающих дамб, противофильтрационных, дренажных и терморегулирующих устройств, обеспечивающих температурную устойчивость мерзлых водоупорных зон напорного фронта на контакте с талыми зонами.

5. Впервые предложен комплексный метод регулирования процессов тепло- и массообмена в промерзающих дамбах талого типа, предусматривающий устройство внутреннего теплогидроизоляционного экрана, разделяющего зоны, отличающиеся по тепловому режиму. Предложены оригинальные технические решения незамерзающих дренажных систем и эффективные технологии намыва дамб и бортовых экранов из зернистых отходов - хвостов и золошлаков. Для обоснования этих предложений разработана новая методика расчета и выполнено численное моделирование теплового режима с учетом конвекции воздуха во внешней промерзающей зоне профиля и фильтрации воды во внутренней талой зоне дамбы.

6. Впервые предложены и обоснованы тепловыми расчетами криогенные технологии экранирования ложа намывного накопителя, позволяющие эффективно использовать водоупорные свойства мерзлых грунтов и временных ледяных экранов для обеспечения экологической безопасности накопителей.

7. Разработаны и включены в нормативный документ /188/ основные положения технологии круглогодичного возведения ограждающих дамб накопителей и противофильтрационных элементов из складируемых зернистых отходов и мерзлых глинистых грунтов.

8. Впервые проведены экпериментальные исследования температурных и криогенных воздействий на пленочные экраны накопителей. Предложены новые способы обеспечения водонепроницаемости пленочных экранов при развитии термопросадочных и термокарстовых процессов и обусловленных ими деформаций льдонасыщенных оснований.

9. На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по проектированию, возведению и эксплуатации накопителей в криолитозоне /185, 193/.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Результаты исследований реализованы при непосредственном участии автора в процессе проектирования, возведения и эксплуатации накопителей в составе энергетических, горнодобывающих и других предприятий, производящих и складирующих твердые отходы - хвосты, шламы и золошлаки, а также на других водохозяйственных объектах в суровых климатических условиях. Наиболее значительными из них являются:

• хвостохранилища Норильского ГМК, 1967-1982 г. г. /68, 69, 72, 89, 90, 95, 99, 101, 103, 107, 110, 116, 119, 122, 132, 193/;

• хвостохранилища компании АЛРОСА, 1964 - 1994 г. г. /92, 96, 98, 100, 102, 104, 105, 106, 108, 109, 111, 118, 119, 123, 130, 132, 134, 137, 193/;

• золоотвалы тепловых электростанций Амурэнерго (Благовещенская ТЭЦ), Дальэнерго (Приморская ГРЭС), Читаэнерго (Харанорская ГРЭС), Иркутскэнерго (ИТЭЦ-9, ИТЭЦ-10, ИТЭЦ-11, Ново-Иркутская ТЭЦ), Красноярскэнерго (Красноярские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, Минусинская ТЭЦ). Хакасэнерго (Абаканская ТЭЦ), Кузбассэнерго (Томь-Усинская ГРЭС), Алтайэнерго (Бийская ТЭЦ-1, Барнаульская ТЭЦ-3), 1980 - 1999 г.г. /143 - 161, 193/.

Результаты исследований и разработок автора использованы при составлении трех государственных инструктивно-нормативных документов /184, 185, 188/, а также в учебно-методической работе; на их основе составлены учебные пособия /114, 159/ и программы специальных курсов "Геоэкология", "Экология промышленных накопителей" и "Эксплуатация золоотвалов".

По вопросам, относящимся к теме диссертации , автором оказана экспертно-консультативная помощь при проектировании и эксплуатации хвостохранилища Коршуновского ГОКа /193/, шламонакопителей и водохранилищ золотоизвлекательных фабрик в Красноярском крае и в Магаданской области /8, 21,

58 - 61, 63, 73, 74, 76, 83, 85, 91, 93, 104, 117/, шламохранилищ Красноярского алюминиевого завода и Ачинского глиноземного комбината, золоотвалов Назаровской, Райчихинской, Беловской и Южно-Кузбасской ГРЭС, Барнаульской ТЭЦ-2, Карагандинской ТЭЦ-3, котельной КраМЗа, а также золоотвалов и водохранилищ Аркагалинской ГРЭС, Анадырской ТЭЦ, Билибинской АЭС 191) и других объектов. Разработки автора использованы институтами "Якутниипроалмаз", "Механобр", "СибВНИПИэнергопром" и "Красноярскгидропроект" в проектах хвостохранилищ и золоотвалов.

Суммарный экономический эффект от внедрения научных результатов автора в практику проектирования и эксплуатации перечисленных объектов, учитывая значительную продолжительность рассматриваемого периода (1964 - 1999 г.г.), неоднократные изменения цен и методик оценки эффективности научных разработок за этот период и другие, трудно поддающиеся экономической оценке факторы (например, повышение надежности и экологической безопасности сооружений), может быть определен лишь ориентировочно.

Условно такую оценку можно провести, учитывая экономический эффект в сумме 6 026 660 руб., полученный от внедрения разработок автора в период с 1974 г. по 1989 г. на объектах Якуталмаза и Норильского ГМК, что составило в среднем 376 666 руб. в год в ценах 1989 г. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработок автора на объектах, проектируемых ОАО "СибВНИПИэнергопром", составляет 1 ООО ООО руб. в ценах 1 полугодия 1999 г. (Приложение 2).

Результаты исследований автора внедрены в учебный процесс Красноярского государственного технического университета (лекционные курсы "Геоэкология", "Эксплуатация золоотвалов", "Экология промышленных накопителей", а также курсовые и дипломные проекты) для специальностей 100500 - "Тепловые электрические станции", 100700 - "Промышленная экология", 330200 - "Инженерная защита окружающей среды (в теплоэнергетике)", 320700 - "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов".

Личный вклад автора в разработку проблемы. Все основные положения, результаты и выводы принадлежат лично автору. Им выполнены постановка проблемы и задач исследований, разработка новых конструктивно-технологических решений накопителей, обобщение результатов натурных, экспериментальных и расчетно-теоретических исследований. Основной объем экспериментальных и натурных исследований также выполнен при непосредственном участии автора. В решении отдельных экспериментальных задач, натурных исследованиях и математическом моделировании тепловых и фильтрационных процессов принимали участие аспиранты и сотрудники автора, в разные годы работавшие под его научным руководством (В.К. Ушакова, A.C. Скок, В.А. Скворцов, Г.Г. Балясников, C.B. Заславский, Р.Т. Шугаева, И.А. Максимов, Р.Л. Кочубиевская, Л.Т. Шалгинова, Р.Х. Распопова, А.П. Хохлов, О.П. Орел и другие). Некоторые результаты, обобщенные в диссертации, получены совместно с кандидатами технических наук Г.Ф. Бияновым, В.И. Титовой, И.С. Клейном, Ю.М. Сысоевым и В.А. Шатыгиным. По всем без исключения разработкам, выполненным в соавторстве, имеются совместные публикации, ссылки на которые даны в тексте диссертации. Автором на протяжении 35 лет осуществлялось экспертно-консультативное сопровождение при реализации результатов исследований и новых технических решений на объектах внедрения.

Совокупность результатов диссертационной работы может быть квалифицирована как вклад в решение крупной научно-технической проблемы экологически безопасного складирования промышленных отходов (золошлаков, хвостов, шламов) в криолитозоне, при определяющей роли теплофизических факторов и процессов.

Апробация работы. Содержание и основные результаты исследований в период с 1978 г. по 1992 г. регулярно докладывались и обсуждались на ежегодных сессиях Научного совета по криологии Земли Российской Академии наук (до 1991 г. - Академии наук СССР) и отражены в опубликованных программах и отчетах Совета.

Материалы диссертации рассмотрены и одобрены на 20 всесоюзных и региональных конференциях, совещаниях и семинарах:

• III Всесоюзное совещание-семинар по обмену опытом проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах, Магадан, октябрь 1964 г.

• IV Всесоюзное совещание-семинар по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, Воркута, октябрь 1966 г.

• V Всесоюзное совещание-семинар по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, Тюмень, октябрь 1968 г.

• Всесоюзное координационное научное совещание "Температурно-влажностый режим плотин из местных материалов в суровых климатических условиях", Красноярск, ноябрь 1969 г.

• VI Всесоюзное совещание-семинар по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях, Красноярск, октябрь 1970 г.

• Всесоюзное научное совещание по мерзлотоведению, Москва, Московский государственный университет, декабрь 1970 г.

• Всесоюзное координационное научное совещание "Опыт проектирования и строительства плотин из местных материалов на Крайнем Севере", Красноярск, июнь 1972 г.

• Всесоюзное тематическое координационное научное совещание "Гидротехническое строительство в районах Крайнего Севера", Красноярск, июль 1974 г.;

• Всесоюзное научно-техническое совещание "Гидротехника Крайнего Севера - 1976", Красноярск, июнь 1976 г.

• Всесоюзный семинар "Проектирование, строительство и эксплуатация хвостохранилищ обогатительных фабрик", Белгород, 1978.

• Всесоюзное научно-техническое совещание "Гидротехническое строительство в районах вечной мерзлоты и сурового климата", Братск, сентябрь 1978 г.

• Всесоюзное научно-техническое совещание "Исследование, проектирование, строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений на Крайнем Севере и в районах многолетней мерзлоты (СГС - 81)", Красноярск, сентябрь 1981 г.

• Всесоюзное совещание "Опыт строительства оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах", Воркута, октябрь 1981 г.

• Всесоюзное научно-техническое совещание "Проектирование и исследование скальных оснований гидротехнических сооружений", Нарва, ноябрь 1982 г.

• Всесоюзная научно-техническая конференция "Инженерное мерзлотоведение в гидротехническом строительстве", Москва, декабрь 1983 г.

• Всесоюзное научно-техническое совещание "Гидротехническое строительство в районах Крайнего Севера (СГС - 86)", Красноярск, апрель 1986 г.

• Всесоюзное совещание "Использование золошлаковых отходов ТЭС в народном хозяйстве", Дагомыс, ноябрь 1990 г.

• XV Всероссийское совещание "Подземные воды Востока России", Тюмень, октябрь 1997 г.

• Научно-практическая конференция "Достижения науки и техники -развитию города Красноярска", Красноярск, октябрь 1997 г.

• Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием "Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов", Красноярск, март 1999 г.

Публикации. Предлагаемые автором способы управления тепловыми, фильтрационными и криогенными процессами в системе атмосфера - основание -сооружение - массив складируемых отходов и перспективные технические решения накопителей защищены 28ю авторскими свидетельствами СССР и 5ю патентами РФ, опубликованы в 114 изданиях, в том числе в монографии "Проектирование и строительство золоотвалов", -М.: Энергоатомиздат, 1990 (соавтор - Ю.М. Сысоев), в трех государственных инструктивно-нормативных документах, в учебном пособии "Основы проектирования золоотвалов", изданном с грифом Министерства общего и профессионального образования РФ, в 50 статьях в центральных изданиях, в 21 статье в региональных и местных сборниках научных трудов, в 33 докладах и в 4 тезисах на всесоюзных научных совещаниях и конференциях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав, заключения, списка литературы из 251 наименования и двух приложений. Работа изложена на 282 стр. основного текста, включая 125 рисунков и 29 таблиц; объем приложений составляет 44 стр.

Заключение диссертации по теме «Гидротехническое строительство», Кузнецов, Георгий Иванович

2.11. Выводы и рекомендации

На устойчивость и экологическую безопасность намывных накопителей в криолитозоне оказывает влияние комплекс температурных, криогенных, фильтрационных и технологических факторов.

Анализ проектных решений и опыта эксплуатации накопителей, результаты натурных исследований фильтрационно-тепловото режима ограждающих дамб и гидротермического режима отстойных прудов, результаты изучения физико-механических свойств хвостовых отложений, мерзлотных процессов и деформаций в намывных массивах и оттаивающих основаниях позволяют сделать некоторые обобщения, важные как для постановки дальнейших исследований, так и для обоснования рекомендаций по проектированию и безопасной эксплуатации накопителей в криолитозоне.

• Первичные ограждающие дамбы на ряде объектов проектировались и строились без достаточно полного учета последствий оттаивания вечномерзлых пород в их основании и в ложе отстойного пруда. Подземный контур и противофильтрационные устройства проектировались без учета изменений фильтрационных свойств мерзлых пород оснований при оттаивании; изучение этих свойств на стадии изысканий в необходимом объеме не проводилось. Отсутствовали качественные противофильтрационные устройства, выполненные из достаточно водоупорных материалов, защищенные от промерзания дренажи, препятствующие выходу фильтрационных вод на промерзающие низовые откосы дамб и образованию наледей. Имела место недооценка повышенной водопроницаемости оттаивающих коренных пород, по которым происходила интенсивная локальная фильтрация, приводившая к развитию наледей; наледи на низовом откосе повышают выходные градиенты фильтрационного потока на участке высачивания, пригруженном льдом, и уменьшают коэффициент запаса устойчивости откоса на 20 - 30 %. На отдельных участках дамбы отсыпались и намывались без достаточного уплотнения и геотехконтроля, с недопустимо крутыми откосами; поэтому их эксплуатация сопровождалась опасными неравномерными осадками. При подготовке оснований не всегда удалялись льдистые грунты и торф, не были полностью оконтурены и удалены подземные льды из оснований дамб талого типа. В результате возникали зоны с пониженной сопротивляемостью сдвигу и термокарстовая эрозия, снижающие статическую и фильтрационную устойчивость сооружений.

• При наращивании намывных дамб плотно намытые на верховом откосе и гребне хвосты разрыхлялись бульдозерами и отсыпались в тело дамбочек обвалования без уплотнения; при этом низовой откос имел недопустимо крутое заложение (1 : 1 1:0,7). Такие откосы легко обрушались даже без влияния внешних факторов и размывались дождевыми, талыми и фильтрационными водами; постоянно образовывались промоины глубиной до 3 -ь 5 м, угрожающие устойчивости дамбы. Не всегда применялось разделение намывных хвостов по крупности, обеспечивающее укладку в дамбу более крупных фракций и сброс мельчайших частиц в отстойный пруд. В ряде случаев неправильная технология намыва приводила к тому, что на пляже и гребне дамбы пониженные участки заполнялись тонкодисперсными илистыми и глинистыми частицами, образующими слабопрочные прослойки значительной толщины (до 1 м) и протяженности. Замытые или засыпанные, эти прослойки длительное время не консолидируются, находятся в переувлажненном состоянии и представляют собой плоскости скольжения для намывных или насыпных массивов.

• Существенное отрицательное влияние на устойчивость накопителей оказывают:

- неуправляемая фильтрация через дамбу, по контакту с водосбросными сооружениями и по водопроницаемым зонам оттаивающих оснований;

- неэффективная работа противофильтрационных и дренажных устройств или же отсутствие таких устройств;

- неучтенная в конструкциях дамб деформируемость оттаивающих оснований;

- ежегодное развитие наледей у подошвы и на низовом откосе дамбы как прямое и неблагоприятное следствие фильтрации;

- скопления илистых, водонасыщенных, структурно неустойчивых шламов, образующих ослабленные прослойки;

- замыв ледяных тел и последующее их оттаивание;

- неопределенность расчетного теплового режима дамб и недостаточная реализация температурных прогнозов в проектах;

- отсутствие контрольно-измерительной аппаратуры, приспособленной к работе в сложных условиях;

- отступления от проектов при наращивании дамб, приводящие к недопустимо крутому заложению откосов, возводимых без необходимого выравнивания и уплотнения.

• Постоянная интенсивная фильтрация и максимальное оттаивание основания наблюдается в русловой части дамб. На участках сопряжения с бортами долин фильтрация имеет локальный и временный характер, усиливается при намыве хвостов в летнее время и уменьшается при сезонном промерзании. Колебания депрессионной поверхности в русловых створах, связанные с изменением уровня пруда и сезонным промерзанием-оттаиванием, составляют 1-2 м.

• Определяющее влияние на формирование фильтрационного потока в намывном массиве и на оттаивание основания оказывает конструкция первичной дамбы - водонепроницаемой или фильтрующей, в частности, отсыпанной из вскрышных пород. Предлагаемая нами обобщенная схематизация основных форм фильтрационного потока и зон промерзания-оттаивания в теле и основании ограждающей дамбы показана на рис. 2.21.

Первичные дамбы из каменной наброски являются эффективным дренажом и упором для намывного массива лишь при надежной теплоизоляции и сохранении начальной пористости насыпи в течение всего периода эксплуатации. Из-за высокой размокаемости и деформируемости полускальных вскрышных пород под действием фильтрации и многократного промерзания-оттаивания прочность наброски снижается, а ее пустоты заполняются продуктами разрушения - рыхлой суглинисто-щебенистой массой. Уменьшение водопроницаемости наброски приводит к повышению депрессионной поверхности; участок высачивания перемещается вверх по намывному откосу, что неблагоприятно влияет на его устойчивость. Поэтому внутренняя дренажная призма в теле первичной дамбы должна быть отсыпана из прочного и морозостойкого материала и защищена грунтовой теплоизоляцией. Рекомендуемые схемы незамерзающих дренажей приведены ниже (гл. 6, Приложение 1) и рассмотрены в /193/. Фильтрат необходимо сбрасывать в нижний бьеф концентрированно, по трубчатому дренажу, ориентированному вдоль природного подруслового талика. Такая схема обеспечивает существование достаточно мощного теплоисточника, исключающего перемерзание коллектора зимой и его деформирование при неравномерных осадках оттаивающего основания.

Целесообразно также для обеспечения стабильной прочности и водопроницаемости дамб из вскрышных пород осуществлять контролируемый замыв наброски хвостами или золошлаками.

• В дальнейшем необходимо совершенствовать технологию намыва внешних упорных призм накопителей и не допускать замыва пластов льда и слоев льдистых замороженных хвостов или золошлаков; необходимо также полностью исключить формирование ослабленных прослоек илистых шламов. При наличии таких зон в

Основные формы фильтрационно-температурного режима намывных ограждающих дамб талого типа

3 Л а) 3 ^ ^-г^г-г-г-г-гТ/р^ Ук-Г^^

3 ? У /О

Г) Г^ : Л'

У . а, б - нормальный режим фильтрации (безнапорная фильтрация в русловом створе защищенного от промерзания дренажа); в - аварийный режим ( безнапорно-напорная фильтрация в русловом створе с высачиванием на поверхность откоса выше гребня нефильтрующей первичной дамбы при отсутствии дренажа или его неэффективной работе); г - неблагоприятный режим фильтрации в центральном и боковых створах при сплошном промерзании откоса и нефильтрующей первичной; 1 - талые фильтрующие отложения; 2 - водонепроницаемые мерзлые отложения; 3 - нижняя граница многолетнего промерзания откоса; 4 - слой сезонного оттаивания; 5 -поверхность мерзлоты в основании; 6 - оттаявший слой грунта основания; 7 - кривая депрессии; 8 - нефильтрующая первичная дамба с внутренней дренажной призмой; 9 - наледь; 10 - отстойный пруд; 11 - дренажный выпуск; 12 - теплоизолирующий слой грунта; 13 - нефильтрующая первичная дамба

Рис. 2.21 намывном массиве ограждающей дамбы оценку ее фактической устойчивости необходимо выполнять, располагая потенциально опасные поверхности скольжения в талой области профиля сооружения на контакте с указанными слабопрочными включениями.

• Для укрепления откосов и повышения их статической и фильтрационной устойчивости в потенциально опасных зонах (в частности, на участках развития наледей, трещин и местных обрушений) рекомендуется своевременный намыв пляжей шириной не менее 25 м, планировка крутых участков откосов, устройство локальных незамерзающих дренажей /193/, пригрузок и анкерных свай, прорезающих закрепляемую зону откоса и сопрягающих ее с более прочными подстилающими грунтами.

• При проведении фильтрационных и температурных наблюдений в процессе дальнейшей эксплуатации наращиваемых намывных массивов следует обращать особое внимание на возможный подъем депрессионной поверхности и увеличение мощности водонепроницаемого мерзлого слоя на поверхности низового откоса. В этом случае можно ожидать формирования безнапорно-напорного режима фильтрации, при котором депрессионная поверхность в нижней своей части смыкается с нижней поверхностью мерзлого слоя и на нее передается давление фильтрационного потока в пределах его напорной области.

• При эксплуатации накопителей с ограждающими дамбами высотой 50 м и более следует проводить полевые штамповые испытания прочностных и деформативных характеристик оттаявших грунтов поверхностного слоя основания дамбы с проходкой шурфов у нижней кромки низового откоса для более полной и достоверной оценки фактических свойств этих грунтов. С учетом результатов этих испытаний рекомендуется выполнять контрольные расчеты устойчивости и соответственно управлять состоянием сооружения. При этом рекомендуется систематическое обследование пляжей, гребня и откосов ограждающей дамбы весной (после таяния снежного покрова), осенью ( до образования устойчивого снежного покрова) и зимой (в период максимального развития наледей у подошвы откоса). Ежегодно в конце летнего периода необходимо выполнять геодезическую съемку полного профиля откоса (от уреза воды в пруде до нижней кромки откоса) во всех контрольных термо-пьезостворах, указывая на них координаты, отметки и размеры берм и гребня, а также отметки верха скважин и их положение в данном сечении. Необходимо контролировать осадки, выпучивание, смещение всех пьезометров и термоскважин; по их деформациям можно своевременно выявить опасные осадки и оползневые смещения откосов и принять меры по их закреплению. В случаях появления на поверхности откоса и вблизи подошвы сосредоточенных выходов фильтрации необходимо зафиксировать их координаты и один раз в 10 дней измерять расходы и температуру воды, а по вынесенным частицам грунта контролировать развитие фильтрационных деформаций. При образовании над фильтрационными выходами наледей и гидролакколитов следует выполнять ежедекадную съемку, характеризующую их размеры и динамику развития.

• На всех хвостохранилищах, образованных фильтрующими дамбами талого типа, у подошвы низового откоса в сезонноталом слое регулярно в теплый период года появляются надмерзлотные грунтовые воды в результате вытаивания льда, инфильтрации осадков и фильтрации воды из ручья, по руслу которого и подрусловому талику осуществляется постоянный сток фильтрационный вод. Талик не промерзает и в зимнее время, а глубина его обычно составляет 4 - 5 м и более. Это важное обстоятельство, подтвержденное наблюдениями в течение 25 лет, учтено в предлагаемых конструктивных схемах незамерзающих дренажей (гл. 5, Приложение 1).

• Важнейшим результатом натурных наблюдений, проведенных на рассматриваемой группе хвостохранилищ овражного типа, является тот факт, что зона постоянной фильтрации и максимальная глубина оттаивания основания ограждающей дамбы формируется в пределах днища лога. На этом участке фильтрационно-тепловой режим дамбы является благоприятным для устойчивости промерзающего низового откоса. Внешний водонепроницаемый мерзлый слой отделен от депрессионной поверхности промежуточным талым ("буферным") слоем. Следовательно, здесь не создаются предпосылки для появления напорной фильтрации и, соответственно, не возникают фильтрационные силы, отрывающие поверхностный мерзлый слой от массива откоса.

В бортовых примыканиях дамбы поверхностный мерзлый слой, как правило, смыкается с вечномерзлым основанием. Не имея возможности высачивания у подошвы дамбы, фильтрационные воды в этих зонах движутся по наклонной поверхности мерзлого борта к расположенному ниже подрусловому талику и сконцентрированному вдоль него основному фильтрационному потоку. Оценка устойчивости дамбы на тех бортовых участках створа, где поверхностный мерзлый слой смыкается с мерзлым основанием и воспринимает давление воды и слоя водонасыщенных отходов, может быть выполнена по схеме /93, 97/, предложенной автором (см. Приложение 1).

Натурные исследования, а также расчеты и моделирование теплового режима промерзающей намывной дамбы /193/ позволяют сформулировать следующие выводы:

• Прекращение намыва существенно ускоряет процесс естественного промерзания низового откоса

• Охлаждение и промерзание дамбы сопровождаются затуханием криогенных процессов и связанных с ними деформаций на поверхности низового откоса, ранее активно развивавшихся в зонах высачивания фильтрационных потоков.

• При определенных мерзлотно-климатических условиях возможно возведение намывных дамб мерзлого типа с естественным промораживанием зимой каждого слоя, намытого в теплый период года.

Дополнительными условиями для успешного возведения дамбы мерзлого типа являются:

• равномерный по всей длине дамбы намыв пляжа, исключающий образование глубоких понижений на подводной поверхности верхового откоса - потенциальных контуров питания фильтрующих таликов;

• отсутствие локальной фильтрации из отстойного пруда по слою, недостаточно промороженному в зимний период;

• своевременная заделка понижений и промоин на низовом откосе, исключающая образование в них скоплений снега и развитие термоэрозии, замедляющих промерзание откоса;

• регулирование такой интенсивности ежегодного наращивания дамбы, при которой обеспечивается полное сезонное промерзание каждого намытого летом слоя.

В заключение отметим некоторые важные преимущества дамб мерзлого типа, определяющие актуальность разработки методов регулирования теплового состояния этих сооружений:

• Устойчивость мерзлого низового откоса обеспечивается при более крутом его заложении, что дает возможность при том же объеме намываемого грунта получить большую глубину и емкость отстойного пруда, то есть улучшить условия для зимнего подледного намыва и осветления пульпы.

69

• Общая устойчивость дамбы с промороженной низовой водоупорной призмой обеспечивается при любых параметрах процесса консолидации намывных отложений в зоне отстойного пруда.

• Технология замыва пруда практически не влияет на прочность и противофильтрационные свойства мерзлого массива низового откоса.

• Повышается прочность поверхностной зоны низового откоса, в мерзлом массиве которого отсутствует сосредоточенная фильтрация и связанные с ней участки высачивания, мерзлотные явления и деформации.

• Конструкция намывной дамбы существенно упрощается, так как отпадает необходимость устройства дренажей, теплозащитных слоев и противофильтрационных элементов из связных грунтов или пленки.

• Становится возможным продление сезона намыва - допускается выпуск пульпы на мерзлую поверхность пляжа при отрицательных температурах воздуха (при этом не должно происходить образования слоев чистого льда).

• При отсутствии фильтрации в промороженном намывном массиве отходов обеспечивается полная экологическая безопасность накопителя.

Изложенные выше результаты натурных наблюдений и основанные на них выводы учтены при составлении рекомендаций /185, 193/ по проектированию хвостохранилищ и золоотвалов в суровых климатических условиях (Приложение 1).

3. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ОГРАЖДАЮЩИХ ДАМБ МЕРЗЛОГО ТИПА

3.1. Общие положения

Теплофизическое обоснование проектных решений накопителей с ограждающими дамбами мерзлого типа, расположенными на массиве вечномерзлых пород, сплошном или прорезанном фильтрующими таликами, включает в себя решение следующих взаимосвязанных задач:

- разработку практического метода расчета температурных полей в неоднородных грунтовых массивах произвольной формы с внутренними источниками - стоками тепла и фазовыми переходами грунтовой влаги на подвижных границах талых и мерзлых зон;

- разработку метода трансформации пространственного температурного поля в плоско-вертикальное двухмерное при расчете теплового режима дамбы с мерзлотной завесой;

- оценку достоверности предлагаемых методов путем сопоставления расчетных и фактических параметров мерзлотной завесы;

- определение оптимальной глубины мерзлотной завесы при расположении накопителя на сплошном вечномерзлом основании;

- обоснование перспективного конструктивно-технологического решения двухярусной дамбы с неглубокой мерзлотной завесой в нижнем ярусе и с естественным промораживанием суглинистого ядра в верхнем ярусе;

- разработку способов создания глубоких мерзлотных завес, перекрывающих фильтрующие талики и отсекающих их от мерзлых зон подземного контура дамбы;

- разработку эффективного способа предварительного промораживания талика системой временных термосифонов.

Совокупность перечисленных разработок можно рассматривать как комплексный метод регулирования теплового режима ограждающих дамб мерзлого типа при возведении накопителей на основаниях сложного криогенного строения.

3.2. Численное моделирование теплового режима дамбы

Основные положения методики расчета теплового режима нефильтрующего грунтового массива рассмотрим применительно к прогнозу, выполненному для обоснования проекта /75, 77, 79/. Исследуемый массив включает тело плотины, ее мерзлое основание и прилегающие области водоема (теплового штампа) и атмосферы, определяющие теплообмен грунтовых поверхностей с окружающей средой. Прогноз нестационарного теплового режима грунтового массива существенно осложняется необходимостью учета фазовых превращений влаги в процессе ее замерзания-оттаивания, происходящем на подвижной границе или в некоторой зоне фазовых переходов.

Климат района (п. Удачный) суровый, резко континентальный. Средние даты перехода температуры воздуха через 0°С - 17-19 мая и 24-26 сентября. Температуры воздуха, принятые в расчетах, приведены в табл. 1.1.

Ширина долины в створе - 350 м. Основание сложено вечномерзлыми породами (известняки, глины, мергели, известковые песчаники), перекрытыми с поверхности рыхлыми льдонасыщенными грунтами, которые при оттаивании дают значительные осадки. Правый берег сложен породами с умеренной льдистостью; левый - заболочен и характеризуется наличием льдонасыщенного ила и погребенного льда.

Ядро отсыпается из суглинка, а верховая и низовая призмы - из гравелисто-песчаного грунта. В ядре располагается мерзлотная завеса, образующаяся при работе воздушных замораживающих колонок в течение трех лет, включая строительный период. Колонки располагаются в один ряд с шагом 1,5 м и состоят из наружных труб диаметром 200 мм и внутренних труб диаметром 125 мм. На гребне колонки горизонтальным коллектором диаметром 600 мм объединены в 8 отдельных систем, снабженных вентиляторами ЦЧ-70 № 10. Колонки заглублены в коренные мерзлые породы на 4-5 м. Мерзлотная завеса образуется при аккумуляции холода в ядре вследствие циркуляции в колонках холодного наружного воздуха с температурой ниже -10°С.

Физические и теплофизические характеристики грунтов (табл. 3.1) приняты по данным Института мерзлотоведения СО АН РФ; плотность и влажность суглинка - по данным опытного уплотнения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение сформулируем основные результаты диссертации:

1. Разработаны нормативно-методические основы проектирования системы контрольно-измерительной аппаратуры и натурных наблюдений за состоянием накопителей промышленных отходов в сложных природных условиях криолитозоны. Проведены многолетние натурные исследования на хвостохранилищах, шламонакопителях и золоотвалах в Западной Якутии, на Енисейском Севере и других пунктах по следующим основным позициям:

- климатические и мерзлотно-геологические условия;

- конструктивные и эксплуатационные параметры;

- криогенные процессы и деформации;

- тепловой режим и фильтрационные параметры ограждающих сооружений;

- тепловой режим отстойных прудов.

Установлены основные закономерности и формы протекания тепловых, криогенных и фильтрационных процессов в накопителях. Выявлена определяющая роль температурного фактора и показано, что регулирование процессов тепло- и массообмена в системе атмосфера - накопитель - основание является эффективным средством управления состоянием сооружений накопителей. Результаты натурных исследований использованы в качестве банка данных при теплофизическом обосновании предлагаемых способов регулирования теплового и фильтрационного режимов накопителей, а также при составлении практических рекомендаций по их проектированию, возведению и эксплуатации.

2. Обоснованы технические и экологические преимущества намывных накопителей с нефильтрующими ограждающими дамбами мерзлого типа, устойчивость и водонепроницаемость которых обеспечиваются при промерзании внешней упорной призмы. Установлено, что для надежного промораживания дамбы необходимо ограничивать толщину ежегодно намываемого слоя отходов до величины, при которой обеспечивается последующее сезонное промерзание этого слоя, а также оттаявшего под ним ранее промороженного слоя. Показано, что эффективность промораживания может быть повышена при регулярном удалении снега с поверхности пляжа и снижении влажности намытого материала к началу сезона промерзания до величины Жс = 20 - 25 % при толщине промораживаемого слоя до 2 м и 1¥с = 18 - 20 % при толщине слоя до 4 м. Установлено, что возведение накопителей мерзлого типа наиболее целесообразно в районах со среднегодовой температурой наружного воздуха ниже минус 7°С при температуре вечномерзлого основания минус 2°С и ниже. При более высоких температурах воздуха и основания, а также при наличии в ложе фильтрующих таликов дамба мерзлого типа может быть создана с применением искусственного замораживания грунтов.

3. Разработан практический метод расчета теплового режима дамбы с мерзлотной завесой в основании; суммарный эффект однорядной системы замораживающих колонок моделируется условным полым охлаждающим разрезом шириной, равной наружному диаметру колонки. Метод позволяет трансформировать трехмерную задачу в плоскую при условии, что тепловой поток вдоль завесы отсутствует; при этом граничное условие I рода - температура на стенках разреза задается по данным натурных наблюдений на аналогичных замораживающих системах. Достоверность метода обоснована путем сопоставления расчетных и натурных параметров мерзлотных завес на действующих объектах. Метод может быть использован для расчетов теплового режима неоднородных грунтовых массивов с произвольными граничными условиями как при наличии внутренних источников-стоков тепла, так и при их отсутствии.

4. Предложены и обоснованы тепловыми расчетами оригинальные конструктивные решения двухъярусных мерзлотных завес, обеспечивающих температурную стабилизацию мерзлых водонепроницаемых зон на контакте с глубоким фильтрующим таликом в основании дамбы мерзлого типа. Разработан эффективный способ предварительного промораживания водопроницаемых талых зон основания, гарантирующий температурную устойчивость и фильтрационную прочность дамбы мерзлого типа. Выполнено теплофизическое обоснование этого способа и показано, что при использовании теплоизолирующего эффекта растущего слоя зернистых отходов, намываемых перед дамбой, полностью обеспечивается устойчивость и экологическая безопасность накопителя. Разработана экономичная технология возведения двухъярусной ограждающей дамбы мерзлого типа, нижний ярус которой промораживается с помощью замораживающей системы, а верхний - с использованием регулируемого сезонного промерзания.

5. Разработаны и обоснованы тепловыми и фильтрационными расчетами по специально составленным методикам и программам новые конструктивно-технологические решения накопителей комбинированного типа при сложном криогенно-температурном строении основания. Составлены рекомендации по проектированию терморегулирующих устройств, обеспечивающих температурную устойчивость мерзлых водоупорных зон напорного фронта и их фильтрационную прочность на контакте с талыми зонами.

6. Предложен комплексный способ регулирования процессов тепло- и массообмена в промерзающих дамбах талого типа, предусматривающий устройство внутреннего теплогидроизоляционного экрана, разделяющего зоны, отличающиеся по тепловому режиму. Выполнено численное моделирование теплового режима дамбы с учетом конвекции воздуха во внешней промерзающей зоне профиля и фильтрации воды во внутренней талой зоне. Предложены оригинальные технические решения незамерзающих дренажных систем и эффективные технологии намыва дамб и бортовых экранов из зернистых отходов -хвостов и золошлаков.

7. Разработаны и обоснованы тепловыми расчетами предложения по консервации мерзлоты в ложе накопителя, основанные на использовании теплоизолирующего эффекта временного ледяного экрана и растущего слоя намывных отложений. Применение предлагаемых криогенных технологий экранирования позволяет эффективно использовать водоупорные свойства льда и мерзлых грунтов для обеспечения устойчивости и экологической безопасности накопителей. Предложены способы обеспечения водонепроницаемости пленочных экранов при развитии термопросадочных и термокарстовых процессов и обусловленных ими деформаций льдонасыщенных оснований, оттаивающих под отстойным прудом накопителя в начальной стадии эксплуатации, при отсутствии теплоизолирующего эффекта слоя намываемых отходов.

8. Разработаны теплофизические основы технологии круглогодичного возведения ограждающих дамб накопителей и противофильтрационных элементов с использованием мерзлых глинистых грунтов и складируемых зернистых отходов.

9. На основании проведенных исследований составлены инженерные рекомендации по проектированию накопителей в криолитозоне и управлению их тепловым состоянием (см. Приложение 1). Основные положения рекомендаций использованы в трех инструктивно-нормативных документах, а также непосредственно при проектировании и эксплуатации. Приоритетная новизна

265 разработок подтверждена 28 авторскими свидетельствами СССР и 5 патентами РФ. Сведения о внедрении результатов и полученном при этом экономическом эффекте приведены в Приложении 2.

Материалы комплексных натурных, экспериментальных и аналитических исследований автора достаточно полно опубликованы в 114 работах, в том числе в монографии "Проектирование и строительство золоотвалов", -М.: Энергоатомиздат, 1990 (соавтор - Ю.М. Сысоев), а также в единолично написанном учебном пособии "Основы проектирования золоотвалов", -Красноярск, КГТУ, 1998. Все это обусловило широкое применение разработок автора в проектной и производственной практике и в учебном процессе КГТУ.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Кузнецов, Георгий Иванович, 1999 год

1. Абовский Н.П. Управляемые конструкции (учебное пособие - монография). -Красноярск: КрасГАСА, 1998. -426 с.

2. Анисимов В.А. Особенности температурного режима мерзлотной земляной плотины на ручье Певек // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1978. -№ 2.-С. 104-108.

3. Анисимов В.А. Экспериментальное исследование жидкостной замораживающей системы // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1983. -№ 9. -С. 92-96.

4. Арэ Ф.Э. Основы прогноза термоабразии берегов. -Новосибирск: Наука, 1985,-172 с.

5. Биянов Г.Ф. О температурном режиме и соответствующей классификации грунтовых плотин на вечной мерзлоте // Энергетическое строительство, —1983, — № 3, -С. 44-46.

6. Биянов Г.Ф. Плотины на вечной мерзлоте. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -176с.

7. Биянов Г.Ф., Кузнецов Г.И. Современное состояние мерзлых плотин в Магаданской области // Энергетическое строительство, -1988, № 6, С. 27-34.

8. Биянов Г.Ф., Кузнецов Г.И. Современное состояние плотины на ручье Поннеурген // Энергетическое строительство, -1988, № 7, С. 36-40.

9. Богословский П.А. Предельное температурное состояние плотины на многолетнемерзлом основании // Научные доклады высшей школы. Строительство. -1959.-№ 2.-С. 235-241.

10. Богословский П.А. К термическому расчету фильтрующих земляных плотин // Труды Горьковского инженерно-строительного института. Вып. 32. -Горький: -1959.-С. 49-62.

11. Будак Б.М., Соловьева E.H., Успенский А.Б. Разностный метод со сглаживанием коэффициентов для решения задач Стефана // Журнал вычислительной математики и математической физики. -1965. -т. 5. -№ 5. -С. 828-840.

12. Будак Б.М., Васильев Ф.П., Успенский А.Б. Разностный метод решения некоторых краевых задач типа Стефана // Численные методы в газовой динамике . -М.: Изд-во МГУ, 1965. Вып. 4. -С. 139-183.

13. Будак Б.М., Дьячкова О.П. Численное решение задачи Стефана для внешности радиальной батареи конечных цилиндров в полупространстве // Численные методы в механике сплошных сред. -М.: Изд-во МГУ, 1970. -С. 155-162. (труды МГУ; вып. 15).

14. Бучко H.A. Система критериев и обобщение зависимости для расчета процессов замораживания грунта с помощью сезоннодействующих охлаждающих устройств // Холодильная техника. -1978. -№ 1. -С. 19-22.

15. Вазов В., Форсайт Дж. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных. -М.: Иностранная литература, 1963. -263 с.

16. Васильев Ф.П., Успенский А.Б. О методе конечных разностей для решения двухфазной задачи Стефана для квазилинейного уравнения // Доклады Академии наук СССР. Математика. -1963. -Т. 152. -С. 861-886.

17. Возведение золоотвалов тепловых электростанций при отрицательных температурах воздуха. Обзорная информация / Огарков A.A., Пантелеев В.Г. -М.: Информэнерго, 1992. -44 с.

18. Вопросы надежности грунтовых плотин на Крайнем Севере. Обзорная информация / Биянов Г.Ф., Кузнецов Г.И. -М.: Информэнерго, 1989. 44 с. (сер. Гидроэлектростанции, вып. 6).

19. Вялов С.С., Александров Ю.А., Миренбург Ю.С., Федосеев Ю.Г. Искусственное охлаждение грунтов с помощью термосвай // Инженерное мерзлотоведение. -М.: Наука, 1979. -С. 72-91.

20. Гальперин А.М., Дьячков Ю.Н. Гидромеханизированные природоохранные технологии. -М.: Недра, 1993. -250 с.

21. Гоголев Е.С. Расчет температурного состояния земляных фильтрующих плотин // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1970. -№ 5. -С. 128-135.

22. Гоголев Е.С. Приближенный метод расчета конвективного теплообмена в гидротехнических сооружениях из грунтов с различными свойствами // Исследования в области строительства: Труды ГИСИ им. В.П. Чкалова (вып. 58). -Горький: Изд-во ГИСИ, 1971.-С. 88-93.

23. Гоголев Е.С., Соболь C.B. Расчет оттаивания вечномерзлого грунта ложа водохранилища с учетом осадки // Известия вузов. Энергетика. 1986. - № 5. -С. 102-104.

24. Гольдин А.Л., Рассказов Л.Н. Проектирование грунтовых плотин: Учебное пособие для вузов. -М.: Энергоатомиздат, 1987. -304 с.

25. Гольдтман В.Г., Знаменский В.В., Чистопольский С.Д. Гидравлическое оттаивание мерзлых горных пород // Труды ВНИИ-1, т. XXX. -Магадан: Изд-во ВНИИ-1, 1970.-445 с.

26. Дзюбенко Л.Ф. Расчет температурного режима намывных сооружений с применением электрооттаивания в ранний весенний период. // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1991. -№ 5. -С. 58-64.

27. Долгих С.Н., Мауль В.К. Опыт строительства и эксплуатации бессточных хвостохранилищ в условиях Крайнего Севера // Гидротехническое строительство. -1997.-№ 7.-С. 15-17.

28. Дмитриева И.Л. Экология и безопасность гидротехнических объектов. // Безопасность энергетических сооружений. Вып. 1. М.: -АО НИИЭС, 1998. -С. 70-74.

29. Евдокимов П.Д., Сазонов Г.Т. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик. -М.: Недра, 1978. -С. 439.

30. Ершов Э.Д. Общая геокриология: Учебник для вузов. -М.: Недра, 1990.559 с.

31. Захаров М.Н. Натурные исследования льдотермического режима намывных сооружений // Энергетическое строительство. -1984. № 10. - С. 30-33.

32. Знаменский В.В. Расчет теплообмена в воздушных колонках грунтовых мерзлотных завес // Труды ВНИИ-1, т. XXVI. -Магадан: Изд-во ВНИИ-1, 1967. -С. 117-134.

33. Знаменский В.В. Расчет теплообмена при фильтрационно-дренажном оттаивании мерзлых пород // Труды ВНИИ-1. Мерзлотоведение, т. XXIX. -Магадан: Изд-во ВНИИ-1, 1969. -С. 3-34.

34. Золотарев Н.В. Упрощенный расчет оттаивания замываемого мерзлого слоя грунта при намыве зимой // Сборник трудов кафедры гидравлики. Саратовский политехнический институт. Вып. 19. Саратов: Саратовское книжное издательство, 1963.-С. 133-138.

35. Иванов Н.С. Тепло- и массоперенос в мерзлых горных породах. -М.: Наука, 1969.-240 с.

36. Инструкция по проектированию гидротехнических сооружений в районах распространения вечномерзлых грунтов / ВСН 30-83 Минэнерго СССР / -JL: ВНИИГ, 1983.-100с.

37. Искусственное замораживание грунтов: Обзор / H.A. Бучко, В.А. Турчина. -М.: Информэнерго, 1978. -64 с.

38. Каменский P.M. Теплотехнический расчет льдогрунтовой противо-фильтрационной завесы плотины с учетом взаимного влияния колонок // Гидротехническое строительство. -1971. -№ 4 -С. 38-42.

39. Каменский P.M. Термический режим плотины и водохранилища Вилюйской ГЭС. -Якутск: Изд-во ИМ СО АН СССР, 1977. -92 с.

40. Клейн И.С. Метод расчета температурного режима каменно-земляных плотин // Труды института ВОДГЕО: Исследования плотин из грунтовых материалов. -М.: Изд. ВНИИ ВОДГЕО, 1981. -С. 162-176.

41. Клейн И.С. Численное моделирование замораживания фильтрующего грунта системой охлаждающих колонок // Использование вычислительной техники и микроэлектроники в системах водного хозяйства. Труды института ВОДГЕО. -М.: Изд. ВНИИ ВОДГЕО, 1985. -С. 88-96.

42. Коган М.И., Коршунов Г.И., Янсон М.О. Численный метод расчета температурных полей при гидравлическом оттаивании // Физические процессы горного производства. Всесоюзный межвузовский сборник. -JL: Изд. ЛГИ, 1979. -Вып. 6 -С. 86-89.

43. Константинов И.П., Махотко С.П., Ли Г.Е. Прогноз температурного режима намывной насыпи и ее основания // Инженерные исследования мерзлых грунтов. Свойства грунтов и динамика мерзлотных процессов. -Новосибирск: Наука, 1981.-С. 121-134.

44. Корытова И.В. Исследование физических и теплофизических свойств мерзлого золошлакового материала печорского угля // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Т. 188. -Л.: Изд. ВНИИГ, 1986. -С. 58-65.

45. Корытова И.В. Прогноз формирования термического режима золоотвала мерзлого типа в процессе его возведения // Известия ВНИИГ им. Б,Е- Веденеева. Т. 201 -Д.: Изд. ВНИИГ, 1988. -С. 48-55.

46. Кочубиевская Р.Л. Метод расчета термического режима фильтрующих земляных плотин с учетом спектра фазовых превращений воды // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1982. -№ 8. -С. 93-97.

47. Кочубиевская Р.Л. Об учете спектра фазовых превращений при исследовании термического режима грунтовых плотин // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1983. 1. -С. 94-97.

48. Кризский Н.М. Основные условия и факторы, влияющие на степень надежности сооружений из грунтовых материалов // Промышленное строительство и инженерные сооружения. -1987. -№ 3. -С. 31-33.

49. Кудрявцев В.А. и др. Общее мерзлотоведение (геокриология). -М.: Изд. МГУ, 1978. -464 с.

50. Кудрявцев В.А., Меламед В.Г., Головко М.Д., Труш Н.И. Исследование термического режима тела и основания земляной плотины Салехардской ГЭС в процессе строительства и эксплуатации // Мерзлотные исследования. Вып. 1. -М.: Изд. МГУ, 1960. -С. 255-306.

51. Кроник Я.А. Термомеханические модели мерзлых грунтов и криогенных процессов // Реология грунтов и инженерное мерзлотоведение. М.: Наука, 1982. -С.200-212.

52. Кузнецов Г.И. О влиянии подземных льдов на устойчивость плотин // Строительство в районах Восточной Сибири и Крайнего Севера. Сб. 11. Красноярск: Красноярское книжное издательство. -1966. -С. 46-47.

53. Кузнецов Г.И. О влиянии клиновидных льдов и ледяных линз на устойчивость плотин с мерзлым ядром // Труды координационных совещаний по гидротехнике / ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Вып. 33.-Л.: Энергия, 1966. -С. 58-60.

54. Кузнецов Г.И., Скок A.C. Температурный режим намывной дамбы хвостохранилища на мерзлом основании // Теплофизика промерзающих и протаивающих оснований. Научные сообщения Красноярского Промстройниипроекта. Вып. 4. -Красноярск:, -1969. -С. 116-122.

55. Кузнецов Г.И. Регулирование фильтрационного потока в условиях глубокого сезонного промерзания основания бетонного водослива // Труды лаборатории гидротехнических сооружений / ВНИИ ВОДГЕО. -М.: Стройиздат, 1969, сб.5. С. 209-223.

56. Кузнецов Г.И. Рекомендации и предложения по проектированию гидротехнических сооружений на вечномерзлых грунтах // Сборник аннотаций законченных в 1968 г. НИР по гидротехнике. -Л.: Энергия, 1969. -С. 270-271.

57. Кузнецов Г.И., Шугаева Р.Т. Расчет термического режима мерзлотной плотины в начальный период эксплуатации // Сборник научных работ Сибирского филиала ВНИИГ им. Веденеева. -Д.: Энергия, 1970, вып. 3 -С. 97-110.

58. Кузнецов Г.И., Шугаева Р.Т. Расчет грунтовой теплоизоляции дренажа плотины // Проблемы северного строительства (научные сообщения). Сборник № 1. -Красноярск:: Красноярский политехнический институт, 1970.-С. 10-17.

59. Кузнецов Г.И., Шугаева Р.Т., Балясников Г.Г. Расчеты и моделирование температурного режима гидротехнических сооружений Анадырской ТЭЦ // Научные исследования по гидротехнике в 1969 году. Том 1. Д.: Энергия, 1970. С. 83.

60. Кузнецов Г.И., Шугаева Р.Т. Температурные расчеты для обоснования проекта ограждающей дамбы хвостохранилища Орловского ГОКа // Научные исследования по гидротехнике в 1969 году. Том 1. -Д.: Энергия, 1970. -С 84-85.

61. Кузнецов Г.И., Скок A.C. О применении естественных гравийно-песчаных смесей при устройстве полиэтиленового экрана земляной плотины // Труды института ВОДГЕО. Вып. 30. Гидротехника. -M.: Стройиздат, 1971. -С. 64.

62. Кузнецов Г.И., Шугаева Р.Т. Сопоставление расчетного и фактического температурного режима мерзлотной плотины // Труды института ВОДГЕО. Вып. 30. Гидротехника. -М.: Стройиздат, 1971. -С. 65-66.

63. Кузнецов Г.И., Шугаева Р.Т. Прогноз оттаивания вечномерзлых грунтов ложа водохранилища Анадырской ТЭЦ // Материалы Всесоюзного научного совещания по мерзлотоведению. -М.: Изд. МГУ, 1972. -С. 275-277.

64. Кузнецов Г.И. Рекомендации по устойчивости ограждающей дамбы хвостохранилища // Научные исследования по гидротехнике в 1971 году. Том 1. -Л.: Энергия, 1972. -С. 192-93.

65. Кузнецов Г.И. Предельное температурное состояние мерзлой земляной плотины и ложа водохранилища // Проблемы северного строительства. -Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1973, сб. 2. -С. 56-73.

66. Кузнецов Г.И. Предельное температурное состояние намывной ограждающей дамбы хвостохранилища // Проблемы северного строительства. -Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1973, сб. 2. -С. 74-82.

67. Кузнецов Г.И., Заславский C.B. Ограждающие дамбы хвостохранилищ на вечномерзлых основаниях в ЯАССР // Проблемы северного строительства. -Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1973, сб. 2. -С. 104-115.

68. Кузнецов Г.И. Оценка устойчивости земляной плотины по прочности промороженных зон ее профиля // Проблемы северного строительства. -Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1973, сб. 2. -С. 182-187.

69. Кузнецов Г.И., Скворцов В.А. Криогенное строение и температурный режим ограждающей дамбы шламохранилища // Прикладная гидромеханика и теплофизика. -Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1975, вып.5. -С.141-144.

70. Кузнецов Г.И. Комплексные исследования геотехнических свойств хвостовых отложений, фильтрационного режима и устойчивости хвостохранилищ Якуталмаза // Научные исследования по гидротехнике в 1974 году. -Л.: Энергия, 1975.-С. 69-70.

71. Кузнецов Г.И. Полевые мерзлотные исследования шламохранилищ Норильского ГМК // Научные исследования по гидротехнике в 1974. -Л.: Энергия, 1975.-С. 71.

72. Кузнецов Г.И. Методические указания по контролю температурного режима земляных и каменно-земляных плотин на основаниях, сложенных вечномерзлыми грунтами // Научные исследования по гидротехнике в 1974 году. -Л.: Энергия, 1976.-С 142-143.

73. Кузнецов Г.И., Шатыгин В.А. Исследование длительной прочности и устойчивости гидротехнических сооружений из вскрышных пород на хвостохранилищах объединения Якуталмаз // Научные исследования по гидротехнике в 1975 году. -Л.: Энергия, 1976. -С 153-154.

74. Кузнецов Г.И., Заславский C.B. Комплексные исследования свойств хвостовых отложений и устойчивости новых хвостохранилищ в Айхале, Удачной и Мирном // Научные исследования по гидротехнике в 1975 году. -Л.: Энергия, 1976. -С 154-155.

75. Кузнецов Г.И., Скворцов В.А. Натурные исследования температурного режима шламохранилищ Норильского ГМК // Научные исследования по гидротехнике в 1975 году. -Л.: Энергия, 1976. -С 63-64.

76. Кузнецов Г.И., Заславский C.B., Шатыгин В.А. Исследования ограждающих дамб шламохранилищ в ЯАССР // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Выпуск 117. Гидротехника Крайнего Севера. -Л.: ВНИИГ им. Б.Е. Веленеева, -1977, -С. 136-138.

77. Кузнецов Г.И., Балясников Г.Г. О применении мерзлых грунтов при возведении плотин на Севере // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1979, № 4. С. 92-96.

78. Кузнецов Г.И. Сооружения из грунтовых материалов. Вып. 1. Методические указания по проектированию хранилищ промстоков на вечномерзлых основаниях (методическое пособие). -Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1974. -140 с.

79. Кузнецов Г.И. Особенности проектирования хвостохранилищ в Северной климатической зоне // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Сборник научных трудов. Том 149. Грунтовые плотины в северной строительно-климатической зоне. -Л.: Энергия, 1981. -С. 65-71.

80. Кузнецов Г.И., Кочубиевская Р.Л. Расчет рациональной глубины противофильтрационного элемента плотины на мерзлом основании // Гидротехнические сооружения и механизация гидромелиоративного строительства в Сибири. -Красноярск: СибНИИГиМ,.1982. -С. 21-25.

81. Кузнецов Г.И., Скворцов В.А. Гидротермический режим бассейнов гидроотвалов в Якутской АССР // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1982, №5.-С. 99-102.

82. Кузнецов Г.И. Кочубиевская P.JI. Практические рекомендации по расчету термического режима суглинка, укладываемого в зимний период в ядро плотины Курейской ГЭС // Энергетическое строительство. -1984, № 11. -С. 36-38.

83. Кузнецов Г.И., Балясников Г.Г. Строительство низконапорных плотин из мерзлых грунтов // Энергетическое строительство. -1984, -№ 11. -С. 38-40.

84. Кузнецов Г.И., Кочубиевская P.JI. Возможность уменьшения глубины мерзлотной завесы при строительстве гидроотвалов на мерзлом основании // Энергетическое строительство. -1984, -№ 10. -С. 29-30.

85. Кузнецов Г.И. Криогенные процессы и устойчивость хвостохранилищ на многолетнемерзлых основаниях // Проблемы инженерного мерзлотоведения в гидротехническом строительстве / АН СССР, Научный Совет по криологии Земли. -М.: Наука, 1986.-С. 67-75.

86. Кузнецов Г.И. Оценка факторов, влияющих на промерзание нефильтрующего намывного массива // Известия ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. Том

87. Экологические и технологические вопросы возведения золоотвалов ТЭС. -JL: Энергоатомиздат, 1989, -С. 21-29.

88. Кузнецов Г.И., Сысоев Ю.М., Шалгинова Л.Т. Насыпной золоотвал мерзлого типа // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1990, № 10. -С. 7783.

89. Кузнецов Г.И., Шалгинова Л.Т. Оценка факторов, влияющих на промерзание насыпного золоотвала // Энергетическое строительство, -1990, -№ 2. -С. 23-26.

90. Кузнецов Г.И., Шалгинова Л.Т., Сысоев Ю.М. Насыпной золоотвал мерзлого типа с временным дренажем // Энергетическое строительство, -1990, -№ 9. -С. 18-20.

91. Кузнецов Г.И., Распопова Р.Х. Намывная ограждающая дамба с теплогидроизоляционным экраном и незамерзающим дренажем // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1990, № 4. -С. 64-73.

92. Кузнецов Г.И., Хохлов А.П. Виброуплотнение мерзлых грунтов обратных засыпок // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1990, № 7. -С. 128-130.

93. Кузнецов Г.И. Пути совершенствования строительства и эксплуатации золоотвалов ТЭС в Сибири // Энергетическое строительство, -1991, -№ 5. -С. 25-27.

94. Кузнецов Г.И., Шалгинова Л.Т. Новая технология экранирования ложа намывного накопителя на мерзлом основании // Известия вузов. Строительство. -1992, №3.-С. 84-91.

95. Кузнецов Г.И. Эффективный способ регулирования теплового режима ограждающей дамбы намывного накопителя в сложных мерзлотно-геологических условиях // Известия вузов. Строительство. -1995, № 1. -С. 75-79.

96. Кузнецов Г.И. Тепловые расчеты дренажей золоотвалов // Вестник Красноярского государственного технического университета. Вып. 3. Гидродинамика больших скоростей (теплоэнергетика): Сборник научных трудов. -Красноярск: КГТУ, 1996.-С. 103-112.

97. Кузнецов Г.И. Эффективная технология намыва внутренней экранирующей призмы золоотвала // Известия вузов. Строительство. -1996, № 8. -С. 80-84.

98. Кузнецов Г.И. Методические основы изучения экологии промышленных накопителей // Известия вузов. Строительство. -Новосибирск, 1996, № 12. -С. 124125.

99. Кузнецов Г.И. Экология промышленных накопителей // Наиболее важные отечественные и зарубежные достижения в электроэнергетике. Часть II. Ежегодник "Электроэнергетика -95".-М.: АО "Информэнерго", 1996. -С. 199-200.

100. Кузнецов Г.И. Оптимизация дренажной системы золоотвала // Вестник Красноярского государственного технического университета. Вып. 8. Проблемы развития теплоэнергетика! и пути их решения. -Красноярск: КГТУ, 1997, -С. 173-179.

101. Кузнецов Г.И. Гидравлические противофильтрационные завесы на золоотвалах // Современные отечественные и зарубежные разработки в энергетике. -М.: АО "Информэнерго", 1997.-С. 144-145.

102. Кузнецов Г.И. Система укрепления промерзающих фильтрующих откосов дамб золоотвалов сибирских ТЭС // Новые отечественные и зарубежные разработки в электроэнергетике (1997 год). -М.: АО "Информэнерго", 1998, -С. 104106.

103. Кузнецов Г.И. Эффективные технические решения накопителей промышленных отходов в криолитозоне // Известия вузов. Строительство. -1999. № 2-3.-С. 85-94.

104. Ляшко И.И., Мистецкий Г.Е., Олейник А.Я. Расчет фильтрации в зоне гидросооружений. -Киев: Бущвельник, 1977. -120 с.

105. Лыков A.B. Теория теплопроводности. -М.: Высшая школа, 1967. 599с.

106. Мартынов Г. А. Тепло- и влагопередача в промерзающих и протаивающих грунтах // Основы геокриологии (мерзлотоведения). -М.: Изд. АН СССР, 1959.-С. 153-192.

107. Меламед В.Г. Тепло- и массообмен в горных породах при фазовых переходах. -М.: Наука, 1980. 228 с.

108. Мелентьев В.А., Колпашников Н.П., Волнин Б.А. Намывные гидротехнические сооружения (основы расчета и проектирования). -М.: Энергия, 1973.-С. 59-72.

109. Мызников Ю.Н. Конструктивно-технологические решения, обеспечивающие надежность грунтовых плотин на Крайнем Севере // Гидротехническое строительство. -1993. -№ 12.

110. Никонова A.A. Статистическое моделирование на ЭВМ температурного режима промерзающих и оттаивающих горных пород. -М.: Изд. МГУ, 1981. -102 с.

111. Огарков A.A. Теплофизические характеристики золошлаковых материалов // Электрические станции. -1986. -№ 4. -С. 39-41.

112. Оловин Б.А. Газообмен многолетнемерзлых пород с атмосферой // Теплофизические исследования криолитозоны Сибири. -Новосибирск: Наука, 1983, -С.86-11.

113. Павлов A.B. Расчет и регулирование мерзлотного режима почвы. -Новосибирск: Наука, 1980. -240 с.

114. Павлов A.B., Прокопьев А.Н., Скачков Ю.Б., Вотякова Н.И. Тепловой режим и промерзание грунтов намывной насыпи в пойме р. Лены // Теплофизические исследования криолитозоны Сибири. Новосибирск: Наука, 1983. -С. 135-147.

115. Пантелеев В.Г., Огарков A.A. Термический расчет потоков пульпы на надводном откосе намыва на золоотвалах тепловых электростанций // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, т. 188. -Л.: Изд. ВНИИГ, 1986. -С 47-54.

116. Пантелеев В.Г., Огарков A.A. Термический расчет системы гидрозолоудаления тепловых электростанций при неблагоприятных метеорологических условиях // Электрические станции. -1987. -№ 3. С. 20-27.

117. Пантелеев В.Г., Фролов А.Н. Классификация термического режима намывных сооружений в зимний период эксплуатации // Гидротехническое строительство. -1990. -№ 1. -С. 31-34.

118. Пантелеев В.Г., Глебов А.И., Корытова И.В. и др. Надежность и экологическая безопасность намывных золошлакоотвалов ТЭС // Гидротехническое строительство. -1997. -№ 7. -С. 35-41.

119. Перльштейн Г.З. Водно-тепловая мелиорация мерзлых пород на Северо-Востоке СССР. -Новосибирск: Наука, 1979. -240 с.

120. Перльштейн Г.З. Интенсивные методы водно-тепловой мелиорации горных пород на россыпных месторождениях Северо-Востока СССР // Теплофизические исследования криолитозоны Сибири. -Новосибирск: Наука, 1983. -С. 174-187.

121. Пехович А.И. Основы гидроледотермики. -Л.: Энергоатомиздат, 1983.200с.

122. Подземные воды Якутии как источник водоснабжения / Н.П. Анисимова и др. -М.: Наука, 1967, -С. 94-103.

123. Попов Ю.А., Рощупкин Д.В. Гидромеханизация земляных работ в зимнее время. -Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1979. -186 с.

124. Попов Ю.А., Рощупкин Д.В., Пеняскин Т.И. Гидромеханизация в северной строительно-климатической зоне. -Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1982. -224с.

125. Порхаев Г.В. Тепловое взаимодействие зданий и сооружений с вечномерзлыми грунтами. -М.: Наука, 1970. -280 с.

126. Рекомендации по проектированию и строительству плотин из грунтовых материалов для производственного и питьевого водоснабжения в условиях Крайнего Севера и вечной мерзлоты / ВНИИ ВОДГЕО. -М.: Стройиздат, 1976. -113 с.

127. Рекомендации по проектированию сооружений хвостохранилищ в суровых климатических условиях / ВНИИ ВОДГЕО. -М.: Стройиздат, 1977. -152 с.

128. Рекомендации по проектированию и строительству шламонакопителей и хвостохранилищ металлургической промышленности / ВНИИ ВОДГЕО. -М.: Стройиздат, 1985.-102 с.

129. Рекомендации по проектированию золошлакоотвалов тепловых электрических станций. П 26-85 /ВНИИГ. -Л.: Изд. ВНИИГ, 1986. -127 с.

130. Рекомендации по проектированию и строительству низко- и средненапорных плотин из из мерзлых грунтов. ПЗО-86 /ВНИИГ. -Л.: Изд. ВНИИГ, 1987.-41 с.

131. Самарский A.A., Моисеенко Б.Д. Экономичная схема сквозного счета для многомерной задачи Стефана // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1965. Т. 5. -№ 5. -С. 816-827.

132. Строительные нормы и правила. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах (СниП 2.02.04.-88) / Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. -52 с.

133. Строительные нормы и правила. Плотины из грунтовых материалов (СНиП 2.06.05.-84) / Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. -32 с.

134. Строительные нормы и правила. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов (СНиП 2.01.28.-85) / Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. -43 с.

135. Сысоев Ю.М., Кузнецов Г.И. Проектирование и строительство золоотвалов. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -249 с.

136. Соболь C.B., Февралев A.B. Температурный режим фильтрующих таликов в основании гидроузла и берегах водохранилища // Известия вузов. Строительство. 1992. -№ 5, 6. -С. 106-110.

137. Теплофизические свойства горных пород. -М.: Изд. МГУ, 1984. -С.96128.

138. Термические расчеты системы гидрозолоудаления тепловых электростанций. Обзорная информация / Пантелеев В.Г., Огарков A.A. -М.: Информэнерго, 1989. -40 с.

139. Трупак Н.Г. Замораживание грунтов в подземном строительстве. -М.: Недра, 1974. -278 с.

140. Федоров И.С., Захаров М.Н. Складирование отходов рудообогащения. -М.: Недра, 1985.-228 с.

141. Фельдман Г.М. Методы расчета температурного режима мерзлых грунтов. -М.: Наука, 1973. -254 с.

142. Фельдман Г.М. Прогноз температурного режима грунтов и развития криогенных процессов. -Новосибирск: Наука, 1977. -190 с.

143. Фельдман Г.М. Методические указания по расчетам температурного режима грунтов. -Якутск: Институт мерзлотоведения СО АН СССР, 1985. -70 с.

144. Хаин В.Я. Расчет промерзания грунта с учетом миграции влаги в талой и мерзлой зонах // Вопросы геотехники. -Днепропетровск: 1969, сб. № 15. -С. 81-88.

145. Хаин В.Я. Глубина промерзания грунта при наличии миграции и зоны фазовых превращений грунтовой влаги // Криогенные процессы. -М.: Наука, 1978. -С. 156-169.

146. Хакимов Х.Р. Вопросы теории и практики искусственного замораживания грунтов. -М.: Изд. АН СССР, 1957. -191 с.

147. Хрусталев J1.H. Температурный режим вечномерзлых грунтов на застраиваемой территории. -М.: Наука, 1971.-167 с.

148. Цвид A.A. К вопросу о сооружении земляных плотин замораживанием естественным холодом // Известия Восточного филиала АН СССР. -Владивосток: 1957, №3. -С. 88-93.

149. Цернант A.A. Расчет охлаждения открытых потоков гидросмеси при намыве земляных сооружений // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1969. -№ 6.

150. Цытович H.A., Ухова Н.В., Ухов С.Б. Прогноз температурной устойчивости плотин из местных материалов на вечномерзлых основаниях. —Л.: Стройиздат, 1972. -145 с.

151. Чжан Р.В. Прогноз температурного режима низко- и средненапорных грунтовых плотин в Якутии. -Якутск: ИМ СО АН СССР, 1983. -42 с.

152. Ягин В.П., Вайкум В.А., Поваренкин В.А., Давыдов И.А., Нейланд H.H. К вопросу размещения твердых водосодержащих отходов ТЭЦ и других производств // Гидротехническое строительство. -1998. № 6. -С. 11-14.

153. A.c. 383775 СССР, М. Кл. Е 02b 1 / 00, Е 02Ь 7 / 06. Способ создания мерзлого водоупорного ядра в плотине из местных материалов / Орел О.П., Кузнецов Г.И. //№ 1446546 /29-11; Заявл. 01.07. 1970; Опубл. 23.05. 1973, Бюлл. № 24.

154. A.c. 1338478 СССР, МКИ 4 Е 02В 7 / 06. Замораживающая система в основании плотины / Кузнецов Г.И., Максимов И.А., Максимова А.Г. // № 3945444 / 29-15; Заявл. 15.08. 1985; не публикуется.

155. A.c. 1342972 СССР, МКИ 4 Е 02В 7 / 06. Способ возведения грунтовых сооружений / Балясников Г.Г., Кузнецов Г.И. // № 4051070 / 29-15; Заявл. 08.04. 1986; Опубл. 07.10.1987, Бюлл. № 37.

156. A.c. 1482260 СССР, МКИ 4 Е 02В 7 / 06. Намывное гидротехническое сооружение / Кузнецов Г.И., Кондратьева Т.Р., Сысоев Ю.М. // № 4288238 / 29-15; Заявл. 22.06. 1987; не публикуется.

157. A.c. 1486558 СССР, МКИ 4 Е 02В 7 / 06. Замораживающая система грунтовой плотины / Кузнецов Г.И., Максимов И.А., Максимова А.Г. // № 4217944 / 29-15; Заявл. 30.03 1987; Опубл. 15.06. 1989, Бюлл. № 22.

158. A.c. 1493725 СССР, МКИ 4 Е 02В 7 / 06. Армированное грунтовое сооружение / Кочеров В.Н., Кузнецов Г.И. // № 4149686 / 29-15; Заявл. 20.11. 1986; Опубл. 15.07. 1989, Бюлл. № 26.

159. A.c. 1543891 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Ограждающая дамба намывного накопителя / Кузнецов Г.И. // № 4436497 / 23-15; Заявл. 07.06. 1988; не публикуется.

160. A.c. 1576639 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Плотина намывного накопителя / Кузнецов Г.И., Распопова Р.Х. // № 4457591 / 23-15; Заявл. 07.06. 1988; Опубл. 07.07. 1990, Бюлл. № 25.

161. A.c. 1630343 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ гидравлического складирования зернистых отходов в условиях вечной мерзлоты / Ягин В.П., Кузнецов Г.И. // № 4725991 /15; Заявл. 07.08. 1989; не публикуется.

162. A.c. 1639097 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ возведения отвала мерзлого типа / Кузнецов Г.И., Сысоев Ю.М., Седлович Д.С., Шалгинова J1.T. // № 4705348 / 15; Заявл. 05.06. 1989; не публикуется.

163. A.c. 1596003 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ возведения намывного сооружения / Кузнецов Г.И. // № 4600558 / 23-15; Заявл. 02.11. 1988; Опубл. 30.09. 1990, Бюлл. № 36.

164. A.c. 1639098 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ экранирования ложа намывного накопителя / Кузнецов Г.И. // № 4734266 /15; Заявл. 01.09. 1989; не публикуется.

165. A.c. 1613528 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Намывной накопитель / Кузнецов Г.И., Сысоев Ю.М. // № 4627856 /23-15; Заявл. 28.12.1988; Опубл. 15.12.1990, Бюлл. №46.

166. A.c. 1677167 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Противофильтрационный экран накопителя на льдонасыщенном основании / Кузнецов Г.И. // № 4734267 /15; Заявл.0109. 1989; Опубл. 15.09. 1991, Бюлл. № 34.

167. A.c. 1678963 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Дренированный гидроотвал / Кузнецов Г.И., Кондратьева Т.Р. / № 4755903 / 15; Заявл. 12.09. 1989; Опубл. 23.09.1991, Бюлл. №35.

168. A.c. 1684406 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ возведения плотины из грунтовых материалов / Кузнецов Г.И. // № 4756741 / 15; Заявл. 09.10. 1989; Опубл.1510. 1991, Бюлл. №38.

169. A.c. 1684405 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ возведения намывной ограждающей дамбы гидроотвала / Кузнецов Г.И. // № 4753299 /15; Заявл. 24.10. 1989; Опубл. 15.10. 1991, Бюлл. № 38.

170. A.c. 1684421 СССР, МКИ 5 Е 02В 11 / 00. Гибкая дрена / Кузнецов Г.И. //№4756907/15; Заявл. 10.11. 1989; Опубл. 15.10. 1991, Бюлл. № 38.

171. A.c. 1685107 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Береговое примыкание плотины мерзлого типа / Кузнецов Г.И., Скопецкий В.В., Дейнека B.C. // № 4761854 / 15; Заявл. 09.10. 1989; не публикуется.

172. A.c. 1693178 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ возведения насыпного золошлакоотвала мерзлого типа / Кузнецов Г.И., Сысоев Ю.М. // № 4764471 / 15; Заявл. 04.12. 1989; Опубл. 23.11. 1991, Бюлл. №43.

173. A.c. 1696641 СССР, МКИ 5 Е 02В 1 / 00 7 / 06. Способ возведения грунтового сооружения в воде / Хохлов А.П., Кузнецов Г.И., Ягин В.П. // № 4802863 / 15; Заявл. 01.02. 1990; Опубл. 07.12. 1991, Бюлл. № 45.

174. A.c. 1701791 СССР, МКИ 5 Е 02В 3 / 16. Способ экранирования ложа водохранилища / Хохлов А.П., Кузнецов Г.И., Шахов H.A. // № 4769694 / 15; Заявл. 13.12.1989; Опубл. 30.12. 1991, Бюлл. № 48.

175. A.c. 1728345 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ экранирования водопроницаемых бортов чаши намывного накопителя /Кузнецов Г.И. // № 4862925 / 15; Заявл. 31.08. 1990; Опубл. 23.04. 1992, Бюлл. № 15.

176. A.c. 1738900 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06, 3 /16. Способ намыва экрана на бортах накопителя / Кузнецов Г.И., Сысоев Ю.М. // № 4865239 / 15; Заявл. 10.09. 1990; Опубл. 07.06. 1992, Бюлл. № 21

177. А.с. 1740535 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ формирования насыпного отвала / Кузнецов Г.И., Сысоев Ю.М., Титов Е.П. // № 4873953 / 15; Заявл. 16.10. 1990; Опубл. 15.06. 1992, Бюлл. № 22.

178. А.с. 1747590 СССР, МКИ 5 Е 02В 1 / 00, 7 / 06. Способ очистки сточных вод накопителя вторичных материальных ресурсов / Сысоев Ю.М., Кузнецов Г.И., // № 4765521 / 15; Заявл. 05.12. 1989; Опубл. 15.07. 1992, Бюлл. № 26.

179. А.с. 1778218 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ возведения гидроотвала / Кузнецов Г.И., Сысоев Ю.М. // № 4856789 / 15; Заявл. 03.08. 1990; Опубл. 30.11. 1992, Бюлл. № 44.

180. А.с. 1778219 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06. Способ экранирования ложа гидроотвала / Кузнецов Г.И., Сысоев Ю.М. // № 4869705 / 15; Заявл. 27.09.1990; Опубл. 30.11. 1992, Бюлл. № 44.

181. А.с. 1781370 СССР, МКИ 5 Е 02В 7 / 06, 3 / 16, 8 / 02. Гидротехническое сооружение / Ягин Вас. П. Кузнецов Г.И., Ягин Вл. П. // № 4908871 / 15; Заявл. 11.02. 1991; Опубл. 15.12. 1992, Бюлл. № 46.

182. Пат. 2015505, Россия, МКИ 5 G01 N 15 / 08, Е 02 D 1 / 00. Устройство для определения коэффициента фильтрации донных отложений водоема / Ягин В.П., Кузнецов Г.И., Хохлов А,П. // № 4949838 / 33; Заявл. 26.06. 1991; Опубл. 30.06. 1994, Бюлл. № 12.

183. Пат. 2007512, Россия, МКИ 5 Е 02 В 7 / 06. Грунтовая плотина с мерзлотной завесой в теле и в основании / Кузнецов Г.И., Ягин В.П. // № 5042081 / 15; Заявл. 14.05. 1992; Опубл. 15.02. 1994, Бюлл. № 3.

184. Пат. 2029017, Россия, МКИ 6 Е 02 В 7 / 06, 3 / 16. Способ гидравлического складирования зернистых отходов / Ягин В.П., Кузнецов Г.И.// № 5056861 / 5; Заявл. 28.07. 1992; Опубл. 20.02. 1995, Бюлл. № 5.

185. Пат. 2029018, Россия, МКИ 6 Е 02 В 7 / 06, 3 / 16. Способ гидравлического складирования зернистых отходов в отработанном карьере / Ягин В.П., Кузнецов Г.И.//№ 5062369 / 15; Заявл. 16.09. 1992; Опубл. 20.02. 1995, Бюлл. № 5.

186. Charles W. Fulwider. Thermal regime in an Arctic earthfill dam // Permafrost: North American contribution (to the) Second International Conference. -Washington, 1973, -p. 622-628.

187. Warren George. Analysis of the proposed Little Chena River, earthfilled nonretention dam, Fairbanks, Alaska // Permafrost: North American contribution (to the) Second International Conference. -Washington, 1973, -p. 636-648.

188. Erwin L. Long. Designing friction piles for increased stability at lower installed cost in permafrost // Permafrost: North American contribution (to the) Second International Conference. -Washington, 1973, -p. 693-699.

189. Bros B. Pollution from ash lagoons and use of ash for embankments // Proceedings of International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, X, 1981,-p. 309-312.