Исследование состава и физико-механических свойств техногенных грунтов отвалов месторождений полезных ископаемых (на примере Ведугинского золоторудного месторождения Енисейского кряжа)

Цель проекта – систематизация методик работ по исследованию физико-механических свойств техногенных грунтов, составление программы их исследований и ее опробование на грунтах отвалов пустых пород Ведугинского золоторудного месторождения. Научная новизна полученных результатов заключается в составлении программы работ с техногенными грунтами Ведугинского месторождения на основе систематизации ранее использованных методик изучения различных техногенных грунтов, применение выбранных методик и получение новых данных о свойствах техногенных грунтов месторождений полезных ископаемых.

Введение …………………………………………………………………………………………………….. 10

1 Общая часть ……………………………………………………………………………………………… 12

Природные условия …………………………………………………………………………………. 12

1.1 Физико-географические условия………………………………………………………….. 12

1.2 Геологическое строение ……………………………………………………………………… 15

1.3 Стратиграфия района ………………………………………………………………………….. 16

1.4 Гидрологические, геологические и инженерно-геологические условия и
явления……………………………………………………………………………………………………….. 22

2 Обзор литературы ……………………………………………………………………………………… 25

3 Специальная часть…………………………………………………………………………………….. 37

Лабораторные методы исследования техногенных грунтов …………………………….. 37

3.1 Физические свойства ………………………………………………………………………….. 40

3.1.1 Гранулометрический состав …………………………………………………………… 40

3.1.2 Влажность, граница текучести, граница раскатывания ……………………… 44

3.1.3 Уплотнение грунта ………………………………………………………………………… 46

3.2 Физико-механические свойства …………………………………………………………… 49

3.2.1 Истираемость грунта …………………………………………………………………….. 49

3.2.2 Растяжение и сжатие образцов грунта …………………………………………….. 52

3.2.3 Компрессионное сжатие ………………………………………………………………… 53

3.2.4 Метод трехосного сжатия ………………………………………………………………. 60

3.2.5 Обработка полученных результатов ……………………………………………….. 64

4 Финансовый менеджмент, и ресурсоэффективность и ресурсосбережение …….. 73

4.1 Затраты времени и труда проводимых работ…………………………………………. 73

4.2 Риски проекта …………………………………………………………………………………….. 75

4.3 Основная заработная плата………………………………………………………………….. 76

4.4 Стоимость работ…………………………………………………………………………………. 79

5 Социальная ответственность ……………………………………………………………………… 84

Введение…………………………………………………………………………………………………. 84
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………. 84

5.2 Производственная безопасность ………………………………………………………….. 86

5.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов……………………….. 87

5.4 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и
вредных факторов на исследователя ……………………………………………………………… 92

5.5 Экологическая безопасность ……………………………………………………………….. 95

5.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………… 96

Выводы …………………………………………………………………………………………………… 97

Заключение …………………………………………………………………………………………………. 99

Список публикаций студента………………………………………………………………………. 100

Список использованных источников……………………………………………………………. 101

Приложение А …………………………………………………………………………………………… 107

Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 117

Приложение В …………………………………………………………………………………………… 119

В рамках проведенного исследования были выполнены все поставленные задачи:
систематизированы и проанализированы методы исследования полученных техногенных
грунтов, была составлена полная программа исследования, которая также была применена
в данной работе.
При апробации программы-алгоритма испытаний на пробах были проведены
исследования на получение физических и механических показателей грунта. Изучаемые
свойства требовали дополнительных и индивидуальных способов реализации. Испытания
грунта проводились в его естественном состоянии.
Для техногенных грунтов была приведена классификация для коэффициентов
первичной консолидации, полученных при проведении консолидировано-дренированного
испытания. Также работа показала, что программа работ с техногенными грунтами может
быть применена для грунтов отвалов месторождений твердых полезных ископаемых, но
выявленные требуют дальнейшего изучения, корректировки методов и схем испытаний,
для дальнейшего классифицирования техногенных грунтов.
При обработке полученных данных использовался метод корреляции. В ходе
обработки результатов были получены регрессионные логарифмические уравнения,
которые можно использовать при изучении других месторождений природных
ископаемых, располагающихся на территории Енисейского кряжа, так как геологическое
строение данного района предполагает аналогичное залегание грунта и аналогичное
освоение территории, в ходе которого образуются техногенные грунты.
Полученные уравнения носят вероятностный характер, но рекомендуются к
применению при изучении причинно-следственных связей между изучающимися физико-
механическими свойствами на исследуемой территории. Полученные регрессионные
уровенения упрощают работу на этапе лабораторного исследования грунта, выгодны с
точки зрения экономии денежных средств, сохраняют ресурсоэффективность сотрудников
лаборатории, имеют структурированную схему, что помогает сохранить временной
ресурс.
Список публикаций студента
1. Данилова Н.В. Систематизация методов исследования техногенных грунтов на
примере месторождения полезных ископаемых Енисейского кряжа/ Данилова Н.В.;
науч. рук. Крамаренко В.В.// Проблемы геологии и освоения недр: материалы XXIV
международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и
молодых учёных, г.Томск, 6-10 апреля 2020 г. (в печати).