بررسی روش های ترفیع تاج سد باطله معدن مس مزرعه اهر و پیشنهاد طرح بهینه

سدهای باطله، سازه­های هستند که برای ذخیره­سازی باطله­های حاصل از فرآوری مواد معدنی و صنعتی به کار می­روند. این سدها نقش حیاتی در کنترل آلودگی­ها و کاهش اثرات زیست­محیطی فعالیت های معدنی دارند. عموما اجرای این سدها تا تراز نهایی به صورت یک جا و در یک مرحله انجام نمی­گیرد بلکه با روند فرآیند استخراج و به تبع آن تولید باطله، تراز ارتفاعی این سدها به صورت مرحله­ای افزایش می­یابد. سد باطله معدن مس مزرعه از نوع سد سنگریزه­ای با گنجایش مخزن حدود ۵۵۰ هزار مترمکعب در آذربایجان شرقی و در فاصله ۱۸ کیلومتری شمال شهر اهر و در ضلع شرقی توده­های نفوذی شیور واقع شده است. تراز کنونی سد باطله پس از احداث اولیه و دو مرحله ترفیع ۲۰۸۵ (متر بالاتر از سطح دریا) و با ارتفاع حدود ۵۰ متر از بستر می­باشد و در حال حاضر عملیات ترفیع مرحله سوم آن تا تراز ۲۰۹۵ متر در دست طراحی و احداث می­باشد. ساختگاه این سد از سنگ های گرانیت تشکیل شده و هوازدگی توده­سنگ در سطح و در راستای درزه­ها در حد کم تا متوسط ارزیابی می­گردد. شاخص کیفی توده­سنگ تا عمق ۲۰ متری از سطح زمین در حد خیلی ضعیف تا ضعیف و در اعماق بیشتر در حد متوسط تا عالی است. در این مقاله گزینه­های ترفیع تراز تاج سد از تراز ۲۰۸۵ تا ۲۰۹۵ متر مورد بررسی قرار گرفته و بر اساس نتایج به دست آمده و محدودیت­های موجود، روش بهینه انتخاب شده و با استفاده از نرم­افزارهای Slope/W، Sigma/W وPlaxis  مورد طراحی قرار گرفته است. براساس نتایج به دست آمده استفاده از روش­های بالادست­رو روشی اقتصادی ولی خطرپذیر، گزینه پایین­دست­رو غیر اقتصادی ولی ایمن و گزینه مرکزرو حالت بینابینی دارد. به دلیل محدودیت های موجود و دوره بهره­برداری کوتاه مدت (حدود ۱۰ سال)، استفاده از روش تلفیقی ۵ متر به صورت مرکزرو و ۵ متر بالادست­رو به عنوان روش بهینه پیشنهاد گردید. نتایج طراحی نشان می­دهد شیب شیروانی پایین­دست در این حالت لازم است از ۶/۱:۱ (عمودی به افقی) در شرایط کنونی، به ۷۵/۱:۱ (عمودی به افقی) کاهش یابد. میزان جابه جایی قائم (نشست) پس از انجام ترفیع در حدود ۵۴ تا ۶۰ سانتی­متر برآورد گردید. برای مرحله بستن و ترک سد باطله مورد مطالعه، کاهش شیب پایین­دست بدنه سد و انجام تمهیدات لازم برای تحکیم و خشک شدن باطله داخل مخزن (برای پیشگیری از روانگرایی احتمالی) توصیه می­گردد.

کلیدواژه ها:

بستن سد باطله ، سد باطله معدن مس مزرعه ، سد سنگریزه ای ، طراحی سد ، مدلسازی عددی