Planul DE Gestionare LA Halda DE Steril Valea Arsului E.m Vulcan

Planul de gestionare la halda de steril valea arsului e.m-vulcan

CUPRINS :

Introducere

CAP 1 SITUAȚIA ACTUALĂ A HALDEI DE STERIL

DATE GENERALE ASUPRA HALDEI

1.1.1 Amplasarea haldei

Exploatarea Miniera Vulcan este situate in zona central a bazinului minier Văii Jiului (Fig 1) . Principalul obiect de activitate al obiectivului il constitue executarea lucrărilor de deschidere, pregătire și exploatare a carbunelui ( huila energetică) . În urma fiecăruia dintre aceste operații rezultă deșeuri de tipul sterilului de procesare ( deseuri solide sau șlamuri care rămân după tratarea substanțelor miniere prin procese de separare- de exemplu: măcinare, zdrobire, sortare după mărime, flotație și alte tehinici fizico-chimice – pentru recuperarea substanțelor minerale valoroase dintr-o rocă mai puțin valoroasa ) , a căror depozitare se face prin intermediul unei „ instalații pentru deșeuri ” de tip haldă.

Fig.1. Localizarea Exploatării Miniere Vulcan în zona centrală a bazinului minier al Văii Jiului

Sursă: Studiu de stabilitate la Valea Arsului- Vulcan

Halda de steril Valea Arului este amplasată pe Valea pârâului cu același nume, fiind înconjurată de dalurile Țarina Chiciorii în vest si Dealul Arsului în est. Halda se învecinează în partea de vest cu drumul de acces spre incinta Puț 10, în partea de nord-vest cu stația de compresoare și stația TRAFO si în cea sudică cu lacul format ca urmare a acumulării de apă in albia de scufundare a terenului rezultată datorită activității de exploatare in subteran a stratului de carbune.

Fig.2. Localizarea Haldei de steril Valea Arsului –Vulcan

www.googleearth.ro – Romania-Hunedoara-Vulcan

1.1.2 Morfologia terenului

Cotele suprafeței terenului din fundament sunt cuprinse între +655 m în partea nord-vestică și 630 în partea sud-estică.

Terenul de amplasament este caracterizat printr-un fundament cristalin aparținand domenilui getic, peste care se dezvoltă depozite sedimentare de vârstă paleologică, mezozoică si nezoică, reprezentate prin conglomerate, gresii si argile sistoase cuaternare. Formațiunea acoperitoare deluviană, de vârstă cuaternară, care conține și terenul de fundamentare a construcțiilor este reprezentată prin argile plastice si pietrișuri.Pantele versanților estici și vestici care delimitează halda în secțiune transversală sunt cuprinse intre 7 și 18 grade . Înclinarea fundului văii, în zona de formare a haldei este cca. 5 grade. În perioadele cu precipitații abundente, sunt prezente fenomene de eroziune și acumulări de apă în partea sudică a haldei .

Foto.1. . Acumularea apei în partea sudică a haldei ( foto facută de autor)

Formațiunile superficiale, reprezentate de solul vegetal și deluvii de pantă, care acoperă zona sunt pe alocuri erodate și în astfel de situații, rocile din bază apar în aflorimente naturale.Din punct de vedere hidrografic zona este afectată de pârâul Valea Arsului și de torenții care se formează pe versanți în perioadele cu precipitații abundente sau de topire a zăpezilor.

În urma depunerii sterilului in zona văii, cursul de apă și-a deviat albia, iar in aval s-a format un lac, ca urmare a scufundărilor de teren datorate activitații de exploatare in subteran, cu posibilitați naturale de drenare.Prezența lacului, format local, constituie un factor defavorabil din punct de vedere al stabilități, întrucât apa saturează rocile de la baza haldei și modifică proprietațile fizico-mecanice ale acestora și ale terenului de bază.

În prezent, materialul steril este deversat în partea din aval a haldei, de unde este împins cu buldo zerul în lac ( foto.2 ), în scopul așezării definitive a acestuia.

Foto.2. Împingerea materialulu steril în partea din aval a haldei. ( foto. făcută de autor)

Inițial, halda a fost amplasată într-o zonă cu suprafață plană, care in tipm a suferit scufundări semnificative, cauzate de transmiterea efectelor de scufundare a suprafeței terenului generată de activitatea subterană de exploatare a cărbunelui aflat sub zona de haldare.

Întrucât fenomenele de scufundare nu au fost monitorizare în timp și nu se cunoaște poziția actuală a terenului de bază, s-a impus modelarea morfologiei actuale a acestuia precum și a corpului haldei. Forma și dimensiunile albiei de scufundare au fost apreciate prin metode analitice, recomandate de literatura de specialitate, ținând seama de caracteristicile zăcamântului care se exploatează în subteran( respectiv strat cu înclinare mare) și de adâncimea la care se dezvoltă lucrările miniere ( Fig 5)

Fig.3.Albia de scufundare generată de exploatarea unui zăcamânt stratiform de înclinare mare

Sursa: Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

1.1.3 Condiții climatice

Din punct de vedere climatic, zona prezintă un microclimat alpin, cu un caracter predominant umed și rece, cu cantități însemnate de precipitații sub forma de ploi și zăpadă.Precipitațiile au frecvență maximă în lunile de primăvară și constituie sursa de alimentare cu apă a pânzei freatice și a pârâului existente în zona de haldare. Ca urmare a infiltrațiilor lente ale apei, se produce umectarea rocilor de baza haldei și a sterilului depus în partea inferioară și implicit reducerea caracteristicilor de rezistență ale acestora.

În cazul în care precipitațiile sunt sub forma de ploi torențiale, ele au o acțiune distructivă prin fenomenele de eroziune pe care le propagă. Aceste fenomene se localizează mai ales în zonele superficiale de formare ale haldei. În perioada rece a anului ( noiembrie-aprilie ) o parte din precipitații cad sub formă de ninsori, iar stratul de zapadă are valori maxime în lunile ianuarie si februarie, constinuind o rezervă importantă de apă .În cazul topirii lente a zăpezilor, apa se filtrează spre baza haldei, iar o parte se scurge la suprefată și antrenează o parte din materialul depozitat.Caracteristic pentru depresiunea intramondată a Văii Jiului, este nivelul scăzut al fenomenului de evaporare datorită persistenței zilelor înnourate și cantiăți mari a precipitațiilor.

Fenomenele meteorologice de îngheț-dezgheț, precipitațiile și în special prezența apei joaca un rol foarte important în stabilirea haldelor, influențând-o direct prin presiune hidorstatică si hidrodnamică, alertare și dezagregare arocilor, eroziune si transport, dar mai ales prin înrăutațirea caracteristicilor de rezistență ale rocilor din fundament și ale emestecului de roci haldate.

1.1.4 Proveniența si natura rocilor

Sterilul depozitat în halda Valea Arsului a rezultat în urma lucrărilor de deschidere și pregătire a zăcamântului de huilă exploatat în subteran. Inițial, sterilul era extras la suprafață pe galeria de coastă de la cota + 661m. Din subteran și la suprafață sterilul se trensporta cu vagonete până la punctul fix de deversare, unde era împins și nivelat cu buldozerul.

În prezent sterilul este transportat cu autobasculantele de la zona claubaj, fiind deversat pe haldă și împins în lac.Din punct de vedere petrografic, acest steril este reprezentat de rocile care apar în orizontul 2 . Sub aspect litologic, acest oricont este alcătuit în mod predominant din roci pelitice de tipul argilelor și marnelor care ocupă cca. 54 % din grosimea orizontului, la care se adaugă ăn ordinea fregvenței, psamite/gresii si aleurite grosiere/siltite care ocupă împreună cca/.% din grosimea orizontului, carbuni (5,5%) și rar, microconglomerate (0,6%) și calcare (0,5%).

Rocile pelitice sunt reprezentate prin argile (cca.36% din grosimea orizontului), aleurite fine ( 9%), marne ( aproape7%), marnocalcare ( 2%) și șisturi disodilice (cca. 0,13%) . Psamitele (cca.37%), reprezentate prin varietăți de gresii, în mod frecvent conțin concrețiuni carbonatice . Datorită variațiilor laterale de facies, rocile psamitice pot să devină local predominate.Ca varietăți petrografice,în haldă au fost identificate argile, matne, gresii, argile grezoase, gresii argiloase, gresii marnoase, calcare, marnocalcare și șisturi cărbunoase cu glanulometrie și grad de alterare foarte diferit, rar concrețiuni de la milimentrice până la fragmente de roci cu dimensiuni, de centimetri și chiar zeci de centimetri . (Foto.3 )

Foto 3. Natura și granulometria materialului haldat în Valea Arsului ( foto facută de autor)

1.1.5 Mod de construcție a haldei

Tehnologia de haldare prin deversarea sterilului și împingere cu buldozerul, conduc la realizarea unei halde în una sau mai multe trepte, ale căror parametri geometrici sunt dependenți de morfologia suprafeței terenului și caracteristicile geotehnice ale rocilor haldate. Cota de deverase a sterilului este la nivelul drumului de acces spre incita puțului P10, iar construcția haldei este în extensie laterală spre lacul a cărui asezare se dorește .

Prin împingerea și nivelarea cu buldorezul,se asigură și o anumită compactare a materialului la nivelul platformei de depunere.Materialul depus este construit din roci-grezoase, marne , șisturi cărbunoase si gresii.Cartarea de terena corpului de haldă a evidențiat unele fenomene de eroziune , dar care sunt de mică amploare , astfel încât stabilitatea de ansamblu a haldei nu este afectată. Prezența lacului în partea sud-estică haldei, care practic va fi asanat prin umplerea lui cu steril, va crea probleme în realizarea unei geometrii a haldei, ca urmae a tendinței de curgere plastică a rocilor în condițiile depunerii subacvatice.

În vederea evitării acestiu fenimen, se recomandă depunerea în lac a materialului grosier, caonstruit din roci tari, care să se încastreze în fundamentul argilos al lacului sub greutatea haldei.Există posibilitatea drenării totale a lacului, cu dirijarea apei în albia pârâului Valea Arsului la umplerea unui canal hidrotehnic pentru traversarea apelor pârîului Valea Arsului din amonte în aval.

1.1.6 Volume de roci haldate

Halda de steril Valea arsului preia sterilul de la claubaj într-o pondere de 100%. Conform caietului de sracini remis de CEH S.A Petroșani, halda de steril Valea Arsului ocupa o suprafață de cca 3,3 ha și ar înmagazina în prezent un volum de cca V=433.000m³. Valoarea acestui volum este, însă, infirmată atât de studiile efectuate de colectivul de cercetare în trecut, cât și de modelarea fenomenului de scufundare de bază și a corpului de haldă.

Luând în considerare caracteristicile geometrice ale haldei pe baza măsurătorilo topografice din luna octombrie 1013 furnizate de beneficiar, forma actuală a suprafeței terenului pe care este așezat corpul de haldă, rezultă prin prin digitizarea planului de situație obținut prin aerofotogrametrie în 1981 și modelarea fenomenului de scufundare generat de exploatarea stratului 3 de cărbune în subteranul zonei de haldare, s-a estimat că în prezent halda înmagazinează un volum de cca. 185,000m³.

La nivelul anului 2005 s-a elaborat, în baza contractului 65ASL/2005 încheiat între Universitatea din Petroșani si CNH Petroșani, studiul de stabilitate al haldei Valea Arsului. Pe baza ridicarilor topografice din anul 2055 a rezultat la acel moment că halda Valea Arsului înmagazina un volum de cca. 67,955m³.

În tabelul nr .1.1 sunt redate cantitîțile de steril extrase la mina Vulcan în intervalul 2006= Trim III 2013 furnizate de beneficiar.

Tab. nr. 1.1 Volume de steril extrase la EM Vulcan în perioada 2006-2013

Sursa: : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

În urma discuțiilor purtate cu personalul tehnic al beneficiarului, a reieșit faptil că în lunile de iarnă, când accesul auto la haldă este deosebit de dificil, trensportul rocilor se face la alte zobe de efectiv 85% din volumul total extras, ceea ce reprezită că în prezent halda înmagazinează cu volum de cca. 185,000m³.

Foto.4. Volume de roci haldate pe Halda de steril Valea Arsului- Vulcan (foto facută de autor)

1.1.7 Geometrie si elemente geometrice

Analizând geometria actuală a haldei, rezultă că aceasta este formată din trei trepte de haldă (Foto.5 ) având o geometrie variabila.

Foto.5. Geometria si elementele de pe Halda de steril Valea Arsului , Vulcan (foto.originală)

Geome (foto.originală)

Geometria haldei este neuniformă, evidențiindu-se în prezent un corp de haldă continuu, cu trei taluzuri în secțiunea longitudinală, care în cadrul prezentului studiu au fost numerotate (1,2 și 3) dinspre amonte înspre aval. Berma dintre taluzurile 1 și 2 are o lungime de aprozimativ 180 m și o înclinare genereală de 2,9 º, berma dintre taluzurile 2 și 3 are o lungime de 57 m și o înclinare de circa 3º înspre taluzul 2, iar berma dintre taluzul 3 și limita lacului are o lungime de 65 m și este aproape orizontală.

Înaltimile taluzurilor sunt variabile și dependente de cotele suprefeței terenului de bază și volumul materialului depus având valori de la 5 m în partea superioară și inferioară până la valori de cca.7-10 m în zona mediană. Unghiurile de taluz au valori cuprinse între 10 – 37º, valorile mai mari fiind întalnite în special în zona mediană .

Unghiurile de taluz au valori cuprinse între 10 – 37º , valorile mai mari fiind întâlnite în special în cazurile taluzurilor estic și vestic. Halda se steril Valea Arsului are o lungime de aproximatic 420 m și o lațime de circa 210 m la partea din amonte, cu îngustare la cca. 80 m la partea din aval .

1.2 Starea tehnică actuală și fenomene de instabilitate

Halda minei Vulcan face parte din categori haldelor active din Valea Jiului care nu au probleme majore de stabilitate.

Se produc însă tasări normale și uneori refulări sau eroziuni, dar fără a genera alunecări locale sau curgeri plastice ca urmare a depasșirii stării de echilibru limită a rocilor sau amestecurilor de roci din corpul haldelor.

Din analiza situației existente în teren rezultă că aceste categorii de deformații nu sunt prezente.

Se semnalează numai unele fenomene de eroziune și tasare ale materialului haldat în halda Valea Arsuli.

Eroziunile apar ca urmare a acțiunii mecanice a apelor de suprafață . Sunt prezente sub forma ravinărilor și eroziunilor propriu-zise. Dintre acestea sunt de semnalat ravinările care apar pe taluzul estic, cauzate de absența lucrărilor de captare si dirijare a apelor de șiroire în afara zonelor haldate.Unele fenomene de eroziune apar în lungul pârâului Valea Arsului, ca urmare a antrenării de matreial în condițiile unor debite mari datorate precipitațiilor (foto 5) . Pentru evitarea acestor eroziuni se impune amenajarea unui canal hidrotehnic în zona haldei.

Tasarea materialului haldat se produc sub influența propriei greutăți sau ca urmare a vehiculării utilajelor tehnologice. Sunt tasări normale de stabilizare.

Foto.6 .Fenomene de eroziune în pârâul Valea Arsului ( Foto. făcută de autor )

1.3 Încadrarea haldei în clasificările existente

Conform anexei nr .1 din „ Prescripțiilor tehnice privind proiectarea, realizarea și conservarea haldelor” , din /8/, halda de steril Valea Arsului se poate încadra în urmatoarea clasificare :

1 După natura rocilor haldate:

Conțiut în substanțe – Haldă de steril

Tăria rocilor – Haldă formată din roci tari și roci moi

Inflamabilitate – Haldă care conține și lemn de mină

2 După geometria haldei:

Număr de trepte – Haldă cu mai multe trepte

Înălțime – Haldă cu Înalțime mică ( h< 30m)

Relieful suprafeței terenului – Haldă pe terenuri înclinate cu β sub 20º

3 După posibilități de poluare a mediului

Influența pulberilor – Haldă fără posibilități de prăfuire a atmosferei

Influența apei – Haldă așezată pe izvoare, mlaștini sau cursuri de apă, dar fără drenuri amenajate în bază

4 Tehnologia de formare a haldei

Transport uscat – Haldă uscată formată prin transport auto

După natura obiectivelor din zona de influență și gradul de stabilitate , halda de steril Valea Arsului se poate încadra, în grupa3.4 întrucât este așezată într-o zonă cu izvoare, mlaștini sau cursuri de apă, fară drenuri amenajate în bază, care deși este stabilă în baza observațiilor din teren poate prezenta unele deplasări sau atrenări de material, dar care pot fi limitate prin amenajări sau prin tehnologie de halde. În zonă există căi de comunicație cu trafic restrâns sau circulație restrânsa de persoane. În aval se găsesc unele constrcții si gospodării individuale, care nu pot fi afectate de haldă întrucât aceasta este stabilă și nu poate intra într-o mișcare periculoasă ca urmare a condițiilor de relief, factorilor meteorologici, hidrometeorologici sau a acumulărilor de apă în aval ăi infiltrațiilor la baza haldei.

Foto. 7. Halda de steril vazută din aval ( Foto facută de autor )

CAP 2 CARACTERISTICILE GEOTEHNICE ALE ROCILOR ȘI ALE TERENULUI DE BAZĂ

2.1 Necesitatea determinării caracteristicilor geotehnice ale rocilor

Prin studierea fizici și mecanici ai rocilor haldate și din traseul de bază, se pot trage concluzii asupra comportării lor în diferite situații de încarcare,de solicitare, de alcătuire și de așezare în loc. Cu cât indicii geotehnici ai rocilor sunt mai cunoscuți, mai reali identificați, cu atât devine mai ușoară interpretarea proceselor de deformare care pot fi întâlnite în practică, cu atât devin mai certe calculele de stabilitate și implicit operațiunea pentru anumite soluții de proiectare, de asigurare a stabilității acestora și de conducere efectivă a proceselor tehnologice. Pornind de la aceste considerente s-au efectuat cercetării geotehnice asupra materialului din componența haldei Valea Arsului și din terenul de bază.

Foto.8.Analiza materialului de componență de pe halda de steril V.A.Vulcan (foto facută de autor)

În acest scop în timpul cercetărilor de teren a fost prelevată 1 probă din haldă, 2 probe de pe sol vegetal din zonele de amonte și aval față de haldă și o probă din fundamentul de bază. Proba de material de haldă a fost prelevată din zona sectiunilor T 1-1', T2-2' , pentru care efectuează calcule de stabilitate.

Probele de sol vegetal s-au prelevat din versanții estic si vestic, unde s-au observat fenomene de prăbușire ca urmare a fenomenelor de subsidență. Punctele de recoltare a probelor sunt marcate pe Pl. nr 1

2.2 Caracteristici fizico-mecanice ale rocilor determinate pentru probele prelevate

Caracteristicile fizico+mecanice ale rocilor haldate, ale fundamentului direct (sol-vegetal ) și fundamentului de bază, pentru probele recoltate, sunt prezentate în tabelele nr. 2.1; 2.2 și 2.3. Tab nr 2.1 Caracteristicile fizice ale rocilor din terenul de bază și halda- Valea Arsului – E.M Vulcan

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Tab . nr. 2.2 Valorile indicilor de compresibilitate pentru probele prelevate din halda Valea Arsului

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Tab. nr. 2.3. Valorile caracteristicilor mecanice ale rocilor din componența haldei Valea Arsului E.M Vulcan

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

2.3 Considerații asupra caracteristicilor geotehnice și alegerea valorilor parametrilor necesari calculelor de stabilitate

Din analiza caracteristicilor fizico-mecanice se desprind urmatoarele concluzii:

a) Pentru materialul haldat:

Rocile sterile din componența haldei Valea Arsului reprezintă un material heterogen din punct de vedere granulometric si litologic. Din punct de vedere granulometric predomină fracțiunile granulometrice corespunzătoare bolovănișului și pietrișul . Proba prelevată din haldă, din zona de extindere a acesteia, prezină un conținut ridicat de material organic (cărbune). Observațiile efectuate în teren asupra litologiei materialului haldat atestă un amestec de roci aferente orizontului productiv formate din argile, marne, gresii, șisturi cărbunoase, cu granulometrie și grad de alterare foarte diferite.

Greutatea volumetrică (Ya) variază în limite largi ca urmare a neomogității mineralogo-petrografice a amestecului de rci haldate și umidității diferite a rocilor. Greutatea volumetrică a fost determinată în condițiile unei sarcini litostatice de 2,5 daN/cm pătrați (considerând că materialul depus la baza haldei este supus presiunii exercitată de sterilul depus deasupra, până la cota proiectată a haldei) . Deoarece greutatea volumetrică (Ya) este parametrul care se folosește pentru determinarea greutăți masivului alunecător, în calculele de stabilitate se vor accepta valorile maxime ce corespund situației geomecanice cele mai defavorabile.

Greutatea specifică (Ys) determinată pentru materialul haldat are o valoare redusă, acest fapt datorându-se conținutului ridicat de material organic (cărbune).

Umiditatea și gradul de saturație ale rocilor haldate poate prezenta variații mari datorită structurii rocilor, precipitațiilor, posibilităților de infiltrare , scurgere și reținere a apei de către roci.Umiditatea are influență defavorabilă asupra caracteristicilor de rezistență ale rocilor.

Caracteristicile de rezistență la forfecare sunt influențate de compoziția mineralogo+petrografică a rocilor și de umiditatea lor. Starea tehnică a haldei și limitele de variație ale caracteristicilor mecanice conduc la concluzia adoptării de valori medii pentru coeziune și unghi de frecare interioară în vederea efectuării calculelor de stabilitate.

b) Pentru solul vegetal și materialul din fundamentul de bază:

Structura granulometrică atestă că solul vegetal din proba P1 este constituit dintr-un nisip argilos cu o structură psamito-pelitică în care fragmenteele de pietriș și materialul fin argilos apar în proporți sensibil egale. Solul vegetal din proba P2 este constituit dintr-un nisip prăfos cu o structură psamito+pelitică în care fragmentele de pietriș apar într-o proporție semnificativă. Materialul din fundamentul direct este constituit dintr-un praf nisipo-argilos, cu un conținut important de material fin argilos (19,08 %) și un conținut scăzut de pietriș (sub 10 %). Compoziția mineralogo-petrografică și structura granulometrică a solului vegetal și materialul din fundamentul direct reflectă faptul că acesta este rezultatul procesului de alterare fizico-chimică a rocilor preexistente și al depunerilor de material de origine organică sau anorganică.

Compoziția mineralogo+petrografică a solului vegetal și materialului din fundamentul direct este mult mai omogenă și din acest motiv valorile caracteristicilor fizice și mecanice sunt mult mai apropiate ca valoare. Prezența particulelor fine (praf și argilă) în structura solului vegetal conduce la o capacitate de reținere a apei mai mare decât în cazul rocilor haldate.

Probele de sol vegetal și material argilos din fundamentul direct supuse la compresibilitate prezită tasări moderate spre mari, ceea ce corespunde unui grad de consolidare redus. Parametri care exprimă compresibilitatea rocilor au fost determinați pentru o sarcină litosferică cuprinsă într 2,0- 3,0 daN/cm pătrați ceea ce corespunde cu o înalțime a haldei sau a treptelor de haldă de 10-15 m . Capacitatea portantă fiind mai redusă decât în cazul rocilor haldate există riscul de apariție a deformărilor plastice în condiții de solicitare.

Acest lucru poate să conducă la apariția fenomenului de refulare al rocilor din fundamentul direct atunci când sarcina transmisă de rocile haldate depășește capacitatea portantă a acestora.

Valorile coeziunii pentru solul vegetal și materialul din fundamentul direct al haldei sunt superioare valorii coeziunii pentru amestecul de roci haldate. Valorile coeziunii determinate în laborator la umiditatea naturală pot scădea odată cu creșterea umidității, lucru justificat de prezența particulelor în cantități semnificative fi grenulare (praf si argilă ).

Foto.9.Prelevarea materialului haldat pentru analiză (foto.facută de autor)

Caracteristicile mecanice determinate în urma forfecărilor plan arată că ele sunt superioare celor determinate pentru solul vegetal, dar sunt inferioare valorii determinată pentru materialul din fundamentul de bază. În această situație se poate presupune că alunecările din haldă se vor transmite la contactul solului begetal cu materialul din fundamentul de bază.

Valorile calculate pentru indicele de plasticitate încadrează solul vegetal din proba P1 și materialul din fundamentul direct proba P3 în categoria pământurior cu plasticitate medie spre mare, iar solul vegetal din proba P2 în categoria pământurilor cu plasticitate medie. În funcție de valorile calculate ale indicelui de consistență probele de sol vegetal si material din fundamentul direct se încadrează în categoria pământurilor plastice vârtoase.

Foto.10. Zona de extindere cu un conținut ridicat de material organic (cărbune). (foto.originală)

Cap III

ANALIZA DE STABILITATE A HALDEI DE STERIL VALEA ARSULUI

3.1 Generalități

Fenomenele de aluncare a taluzurilor au loc, de regluă, atunci când este distrus echilibrul local sau de ansamblu dintre forțele care solicită taluzurile și forțele interioare de rezistență care se opun alunecării, sub acțiunea unor factori interni sau externi, naturali sau artificiali.

Alunecarea uni taluz se manifestă sub forma deplasării materialului din care este alcătuit acesta de-a lungul unei suprefețe finite de aluecare, pe care eforturile tangențiale ( de forfecare) depășesc valoarea forțelor de rezistență a rocilor sau amestecului de roci din care este construit taluzul respectiv. Pierderea stebilității unui taluz este determinată de o serie de factori si cauze care, prin acționarea individuală sau simultană, contrbuie la modificarea raportului dintre forțele de alunecare și cele de rezistență în favoarea celor dintâi. Stabilirea precisă a factorilor care genereayă deformarea și apoi chiar aluncarea unui taluz este detul de dificilă, dar posibilă în condițiile analizării forțelor care intervin în procesul de alunecare.

Cercetările privind alunecarea unui taluz trebuie sa înceapă prin stabilirea factorilor care contribuie la producerea ei, după care trebuie analizată starea de echilibru a taluzului, folosind mai multe metode de calcul, iar în final, este necesară proiectarea măsurilor de stabilizare a alunecării. În condițiile în care analizează starea tehnică a unui taluz aflat în echilibru aparent, după cercetările privind factori care ar putea genera o eventuală aluncare și după determinarea rezervei de stabilitate, urmează stabilirea măsurilor de prevenire a aluncărilor ( atunci când situația impune astfel de măsuri) .În consecință, orice investigație privind starea de echilibru a unui taluz pornește de la necesitatea cunoașterii factorilor care influențează stabilitatea acestuia.

3.2 Factorii care influențează stabilitatea versanților sau a taluzurilor

Factorii care influențează stabilitatea unui taluz pot fi : geologici și geomorfologici, hidrogeologici, mecanici și geomecanici, hidrometeorologici și climatici, antropici, seismici și biotici.

3.2.1 Factori geologici și geomorfologici

Factorul geologic nu reprezintă o cauză directă a alunecărilor, însă are un rol important în formarea lor și de aceea, schemele si metodele de estimare a stabilității taluzurilor trebuie alese în funcție de condițiile geologice : Stratigrafie, tectonică, structuri, convergență, etc. Din punct de vedere al corpului haldei de steril Valea Arsului, nu se poate vorbi despre influența factorului geologic, întrucât este o haldă de steril formată dintr-un amestec heterogen de roci provenite din sterilul rezultat din unele lucrări miniere subterane.

Foto.11. Modificare naturală a albiei (foto.facută de autor)

Factorul geomorfologic poate, însă, exercită o influență asupra stabilității haldei, ținând seama de morfologia suprefeței terenului pe care s-a construit halda. Astfel, halda de steril Valea Arsului s-a construit pe valea pârâului Valea Arsului, dinspre nord-nord-vest spre sud-sud-est, ceea ce a determinat modificare albiei naturale a acestuia. De asemenea, se menționează faptul că, din cauza lucrărilor miniere subterane care s-au desfăsurat și se desfașoară în limitele perimetrului de halde, la adâncimi cuprinse între 41m în amonte și 294m în aval, au apărut fenomene de subsidență a terenului de bază, care pot provoca modificare structurii de rezistență a rocilor din fundamet și chiar modificare stării de eforturi și tensiuni din corpul stabilității haldei. Aceste fenomene nu au fost urmărite de-a lungul timpului, iar in scopul realizării studiului de stabilitate au fost estimate prin calcule valorile scufundării maxime și dimensiunile albiei de scufundare.

3.2.2 Factorul hidrogeologic

Prezența apei în porii are un rol extrem de important în formarea suprafețelor de alunecare, influențând starea eforturi unitare prin variația umidității rocilor nesaturate, manifestarea presiunii apei din pori și a presiunii hidrodinamice a apei subterane și prin modificarea caracteristicilor de rezistență ale rocilor .

Apa din pori creează o presiune ce duce la reducerea rezistenței la forfecare a rocilor, ca urmare a diminuării presiunii efective pe suprafața de alunecare, iar la scăderea nivelului apei se poare înregistra o creștere a greutăți volumetrice a rocilor datorită înlăturării efectului de supresiune a apei.Acest fenomen se manifestă în special în cazul rocilor permeabile.

Ținând seama de structura litologică a taluzurilor și versanților din zona haldei, presiunea apei din pori se manifestă în corpul haldei în perioadele cu precipitații abundente, când apa se drenează mai greu prin rocile argiloase. Presiunea hidrodinamică se manifestă, de asemenea, în condițiile unor precipitații abundente, când prin saturarea rocilor haldate și a fundamentulu direct se formează o pânză acviferă freactică ce are tendința de a se drena liber sub forma unor exfiltrații. Îmbibarea cu apă a materialului de haldă prezintă importanță ca urmare a influenței pe care o are umiditatea asupra caracteristicilor mecanice ale rocilor sau amestecului de roci.

Din această cauză, cercetarea deformaților apărute la un taluz trebuie să înceapă cu depistarea surselor de umezire, care pot : precipitațiile atmosferice directe, migrarea umezelii în timpul iernii, apele staționare de la baza treptelor, apele subterane, apele de infiltrație și apele superficiale care se scurg pe suprafața bermelor și taluzurilor. Toate aceste surse se regăsesc în cazul haldei Valea Arsului.

Îmbibarea cu apă a rocilor conduce, pe langă umezirea haldei, și la sporirea greutății acesteia cu greutatea apei care ocupă spațiile și porii liber. Acest fenomen are influență negativă asupra stabilității din cauza faptului că sporirea greutății haldei prin îmbibare cu apă are loc numai la partea superioară, deasupra nivelului hidrostatit, iar sub nivelul hidrostatic greutatea este diminuată cu presiunea apei care acționează de jos în sus. Toate acestea reclamă executarea unei drenări cât mai bune a haldelor prin înlaturarea completă a apelor acumulate și coborârea nivelului hidrostatic din corpul acestora, fapt ce conduce la mărirea stabilității de ansamblu a materialului steril depozitat.

Problema stabilității haldelor de steril este complexă și dificilă, deoarece instabilitatea apare încă din faza de deversare sau împingere a materialului pe taluzuri. Instabilitatea haldelor de steril în fază inițială este cauzată de faptul că se depune un amestec de material în stare afânată, lipsit de coeziune și de multe ori cu o umiditate sporită. Ulterior stabilitatea poate fi afectată de influența altor factori, între care se menționează și suprasarcinile create prin depozitarea de noi volume de roci sterile. La determinarea parametrilor geometrici ai haldelor, trebuie luate în considerare atât caracteristicile geotehnice ale amestecului depus, cât și cele ale rocilor care formează terenul de bază.Halda de steril Valea Arsului poate fi apreciată ca o haldă la care influența factorului hidroheologic este prezentă, deoarece amplasamentul cuprinde zone cu formarea unor acumulări locale de apă, care se pot infiltra prin haldă, iar prezența apelor freatice subterane este semnificativă.Apele care se filtrează prin haldă provin, în general din precipitații și din apele de siroire de pe versanți care, în unele zone, se scurg pe și spre haldă.

Acest fenomen poate fi combătut prin lucrări de nivelare și compactare a haldei și prin executarea unui canal de gardă în amonte de taluzul vestic al acesteia.

Foto.12. Alunecări de teren –Dealurile de vest ale Haldei ( Foto. facută de autor )

3.2.3 Factori mecanici naturali și geomecanici

Factorul geomecanic trebuie luat în considerare pornindu-se de la modul de determinare, în laborator sau pe teren, a principalilor parametrii de rezistență mecanică a rocilor (coeziunea și unghiul de frecare interioară). Considerarea factorului geomecanic presupune întodeuna determinarea parametrilor de rezistență pe cele mai slabe suprafețe de rezistență ale taluzului, sau versantului, unde se concentrează forțele de alunecare.

Asemenea suprafețe pot fi considerate suprafețele de stratificație și pantele de fisurație sau de fractură pentru taluzurile ,,in situ'' sau suprafețele de contact al materialului haldat cu terenul de bază în cazul haldelor de steril. Deși în faza inițială, se consideră că materialul haldat este lipsit de coeziune, ulterior, datorită acțiunii sarcinii geologice în timp, halda se compactează pe cale naturală, iar rocilor capătă o oarecare coeziune, care trebuie luată în considerare la efectiarea calculelor de stabilitate.

Prin punerea în evidentă a caracteristicilor geomecanice ale rocilor se pot trage concluzii asupra comportării lor în diferite situații de încărcare, solicitare, alcătuire și de așezare în loc. Riscul soluțiilor adoptate este legat de alegerea parametrilor de calcul ce intervin în estimarea stărilor tensionate ce apar în masivele de roci.

Întrucat rocile reprezintă medii anizotrope, cunoașterea caracteristicilor fizico-mecanice ale acestora reprezintă o problemă complexă și de aceea se recomandă un studiu cât mai detaliat al proprietăților acestora, în scopul identificării cât mai certe a parametrilor de calcul. Acest studiu al caracteristicilor fizico-mecanice s-a efectuat atât pentru rocile haldate cât și pentru terenul de bază, iar valorile de calcul al stabilității au fost stabilite pe baza unui studiu de stabilitate efectuat pentru această haldă în anul 2005.

3.2.4 Factori antropogeni (tehnogeni)

Această categorie de factori se referă la modificările stării de eforturi și tensiuni din versanți și taluzuri cauzate de acțiunile ingineresti a omului. Printre acești factori se menționează supraîncărcarea versanților și taluzurilor la partea superioară prin depozitarea rocilor sau prin vehicularea utilajelor tehnologice, respectiv excavarea rocilor la partea inferioară a versanților sau taluzurilor . Acești factori sau activități modifică raportul între forțele de rezistență și forțele care solicită taluzul la alunecare. De asemenea, tot în această categorie se pot include elementele geometrice ale taluzurilor (înclinare și înalțime) care sunt stabilite prin proiecte geotehnice și care influențează gradul de stabilitate.De exemplu, cresterea pantei determină creșterea efortului tangențial, a cărei valoare maximă se înregistrează la piciorul taluzului.

3.2.5 Factori hidrometeorologici și climatici

Precipitațiile conduc la creșterea umidității rocilor din care este alcătuită halda și implicit la reducerea rezervei de stabilitate sau chiar la alunecarea acesteia. S-a constatat că cele mai multe alunecări se produc în perioadele cu precipitații abundente( cel mai adesea primăvara, când se înregistrează creșteri ale precipitațiilor și imediat după topirea zăpezilor). Precipitațiile abundente determină determină creșterea infiltrațiilor de apă în roci, ceea ce provoacă scăderea rezistenței acestora. Ca urmare a experimentelor realizate în practica constuirii taluzurilor artificiale, s-a constatat că umezirea materialului datorită precipitațiilor este maximă la piciorul taluzurilor.

Influența defavorabilă a precipitațiilor (prin creșterea umidității rocilor, prin crearea pânzei freatice și a presiunii apei din pori) se manifestă atât în haldă unde structura dezagregată a amestecului de roci facilitează infiltrarea apelor, cât și în zona de contact cu terenul de bază unde prezența solului vegetal cu un conținut ridicat în argilă conduce la fenomenul de ‘’înmuiere’’ a rocilor și la reducerea caracteristicilor de rezistență ale acestora.

Prin fenomenele de îngheț-dezgheț, rocile suferă o serie de deformații importante care se materializează prin degradarea structurii lor și reducerea caracteristicilor de rezistență mecanică. Prin îngheț, crește cantitatea de apă conținută în roci și ca atare, aceasta suferă o dilatare care poate fi sesizată printr-o ușoară redicare a reliefului, însoțită de o deplasare incipientă, care se dezvoltă după linia de cea mai mare pantă. Această deplasare reprezintă, de fapt, un început al procesului de aluncare a taluzului.

Influența negativă a fenomenelor de îngheț-dezgheț este mult mai mare în cazul rocilor argiloase, iar prezența argilelor și marmelor în structura materialului haldat facilitează creșterea umidității acestora și toate celelalte aspecte negative ce țin de prezența apei legate fizic sau în stare liberă.

3.2.6 Factorul seismic

Șocurile seismice generate de cutremure, explozii sau vibrații exercită asupra taluzurilor atât forte vertical cât și orizontale, care generează alunecări. Forțele vertical reduc presiunea efectivă normal pe suprafețele potențiale de aluecare, ceea ce duce la micșorarea unghiului de frecare interioară și a coeziunii, iar forțele orizontale joacă un rol mult mai mare în declanșarea alunecărilor. Toate aceste motive au determinat o analiză referitoare la caracteristicile sesmice ale zonei în care este amplasată halda de steril Valea Arsului.

Codul de proiectare seismică P100/11/, elaborate de Universitatea Tehnică de Construcții București și aprobat de Ministerul Dezvoltării Regionale și Administrației Publice prin Ordinul nr.2465/2013, conține zonarea României din punct de vedere al valorii de vârf a accelerației terenului pentru cutremure cu un interval mediu de recurență de 100 de ani .

Fig 3 Zonarea României în funcție de acelerația seismică

Se observă din harta prezentată că zona în care se află halda Valea Arsului este amplasată în imediata apropiere cu curba corespunzătoare unei accelerașii sesmice de 0,1 valoare care a fost luată în calcul în calcul în analizele de stabilitate . Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

3.3 Analiza stabilității haldei

Problemele de stabilitate a taluzurilor naturale sau artificiale au interest și interesează multe grupe de cercetare care, prin deverse metodologii, studiază condițiile de echilibru și ipotezele de alunecare ale acestora. În linii mari, se pot distinge două mari direcții de cercetare: verificarea analitică a stabilității și analiza geomorfologică a condițiilor potențiale de instabilitate . În primul caz predomină aspectele geometrice, iar al doilea se bazează pe criterii geomorfologice evolutive ale mediului fizic. De câtva timp, și în acest sector cercetarea se desfășoară în plan multidisciplinar, cu scopul de a integra mai eficace metodele analitice și metodele geologicereale, de a interpreta direct situațiile locale incluse într-un context teritorial bine definit. În cercetarea condițiilor de stbilitate a unui taluz, eficacitatea mai mare sau mai mică și credibilitatea metodelor alese și a rezultatelor obținute depind de gradul de explicitare și integrare a situației stratigrafice, structurale, morfologice, hidrogeologice, hidrologice și geotehnice a zonei studiate și a teritoriului din jur.

De cele mai multe ori, în scopul analizării stabilității, se utilizează metode de analiză bazate pe starea de echilibru limită, de-a lungul suprefețelor de alunecare.

Aceste metode verifică condițiile impuse pentru stabilitatea maselor de roci care constituie un taluz, în particular pentru echilibrul forțelor sau metodelor. Metodele, bazate pe criterii similare, prevăd în linii mari modelarea versantului analizat, definirea stării de încărcare și adaptarea stării de încărcare și adaptarea unui criteriu de rupere. În consecință, aceste analize depind în mod determinant de tipul modelului adoptat și de proprietățile fizico-mecanice atribuite materialelor.

Obiectivele principale ale unei analize de stabilitate pot fi grupate sub următoarea formă:

Evaluarea posibilității ca un versant să poată fi implicat într-un fenomen de alunecare

Evaluarea stabilității diferitelor tipuri de taluzuri artificiale în diferite condiții (de exemplu,la terminarea terminarea construirii lor sau după un tipm oarecare)

Analizarea stabilității corpului de alunecare, pentru a întălege mecanismele care au determinat ruperea taluzului (retroanaliza)

Evaluarea efectelor lucrărilor de refacere asupra stabilității versantului

Evaluarea efectelor de încărcare dinamică, cum ar fi acelea induse de un seism

Înțelegerea evoluției formelor naturale evidențiate de analize morfologice

Alunecarile pot avea diferite mecanisme și pot fi caracterizate de o suprafață de aluecare bine definită. Formele cele mai frecvente ale suprafețelor de aluecare, care pot fi analizate după metoda echilibrului limită, sunt cele plane, cilindrco-circulare si poligonale.

Cartea geotehnică de teren, natura rocilor haldate, geomorfologia suprafeței terenului pe care s-a construit halda, precum și studiile anterioare efectuate pentru alte halde din Valea Jiului, au arătat că cele mai probabile suprafețe de alunecare sunt suprafețele curbe de formă cilindrico-circulare sau necirculare, care se formează în haldă și se se pot transmite prin fundamentul direct sau pe suprefețele de contact ale haldei cu terenul de bază, și suprafețele poligonale ce sunt caracteristice haldelor a haldei formate pe versanți cu înclinări variabile ale suprafeței terenului. În consecință analiza de stabilitate a haldei se va face în baza acestor ipoteze.

3.3.1 Alunecări după suprafețe curbe

Aceste suprefețe pot fi schematizate ca un arc de cerc sau ca o curbă necirculară. Suprafețele compuse pot fi întâlnite în cazuri particulare, când condițiile geometrice și geomorfologice influențează forma suprafeței de alunecare.

În mod convențional se întoarce factorul de de siguranță F definit ca raportul dintre rezistența la frecare disponibilă ți rezistența la forfecare existentă de-a lungul unei anumite suprafețe de alunecare.Problema este considerată bidimensională și i se asociază condițiile de deformare plană de-a lungul suprafeței; în afară de acesta se face ipoteza că ruperea se produce instantaneu de-a lungul suprafeței considerate. Se presupune, deci, că țntreaga rezistență la forfecare disponibilă intră intră în joc în același moment. Această supoziție este în contradicție cu observașiile frecvente, fie în câmp, fie în laborator, asupra ruperii progresive a materialelor, și ar putea fi luată în considerare prin valori medii sau pe strate ale parametrilor de rezistență.

Pentru analiza de stabilitate a haldei Valea Arsului s-a utilizat softul specializat în geotehnică GeoTecB, produs al firmei italiene ‚,Intergeostudio’’ . GeoTecB analizează stabilitatea taluzurilor naturale și artificiale cu orice geometrie, atât în condiții statice, cât și seismice, precum și în cazul prezenței apei în porii materialului haldat sau pe taluzul haldei.

Prima etapă în utilizarea GeoTecB este introducerea elementelor geometrice și geotehnice care caracterizează taluzul, după care urmează definirea suprafețelor de alunecare . Programul calculează automat factorii de stabilitate, utilizând în acest scop metodele Fellenius, Janbu și Bishop. Se determină în final suprafața critică de alunecare, căreia îi corespunde valoarea minimă a factorului de stabilitate.

Metoda lui Fellenius

Pentru determinarea factorului de stabilitate, masa alunecătoare delimitată de o suprafață de alunecare cilindrico-curculară, determinată prin aceați metodă se împarte în fâșii verticale.Fig.4.

Fig.4.Principiul de calcul al coeficientului de stabilitate după Fellenius

De regulă, lățimea unei fâșii bi *0,1R.Cu cât numărul de fâșii este mai mare, cu atât calculele de stabilitate sunt mai exacte. Expresia coeficientului sau factorului de stabilitate este dată de raportul dintre suma momentelor forțelor care se opun alunecării și suna momentelor forțelor care tind să pună în mișcare taluzul.

Metoda lui Janbu

Metoda lui Jandbu utilizată de soft-ul Geotec este o versiune simplificată, explorată și pentru situațiile în care taluzul este format din mai multe strate cu proprietăți fizico-mecanice diferite și se bazează pe calculul efortului la forfecare.

Suprafața de alunecare este împărțită în mai multe fâșii, la fel ca în cazul lui Fellenius, principiul de calcul fiind prezentat in Foto .nr. 15.

Fig.5. Principiul de calcul – metodele Janbu și Bishop

Pentru determinarea rezervei de stabilitate se calculează forțele de împingere verticală și orizontală pentru fiecare fâșie și apoi factorul de stabilitate. Ecuațiile respective sunt ecuații implicite și sunt rezolvate interativ, realizându-se atâtea iterații câte sunt necesare până la obținerea soluției corecte.

Metoda lui Bishop

Această metodă se bazează pe ipoteza că forțele active laterale pentru o singură fâșie au rezultante nule după direcția verticală.

3.3.2 Alunecări după suprafețe de alunecare cu contur poligonal

În cazul masivelor tectonizate, stabilitatea taluzurilor depinde atât de dispunerea suprafețelor de discontinuitate, cât și de caracteristicile de rezistanță ale rocilor de pe aceste suprafețe. O situație asemănătoare se întâlnește și în cazul haldelor de steril construite pe versanți cu înclinare variabilă.

În aces caz, se analizează stabilitatea haldei în ansamblu, presupunând ca alunecare se poate produce fie prin stratul de sol vegetal, fie de-a lungul suprafeței de contact dintre haldă și terenul de bază.

Principiul metode de analiză poate fi urmarit în Foto.nr.17

Fig.6. Principiul de calcul al stabilității după suprafețe de alunecare poligonale

Cand un sector nu este stabil, el poate exercita presiuni asupra sectorului vecin, afectându-i stabilitatea, iar când este stabil el poate juca rol de prismă de reazem. Stabilitatea întregului taluz depinde de stabilitatea ultimului sector. Chiar dacă unele

sectoare sunt instabile și exerciă împingeri active asupra sectoarelor din aval, ceea ce ar determina unele refulări ale acestora, dacă ultimul sector din din aval este stabil, rezultă că stabilitatea de ansamblu a haldei pe aliniamentul considerat este asigurată.

În consecință, analiza de stabilitate după suprafețe de alunecare poligonale poate fi folosită cu deplin succes pentru aprecierea stabilității de ansamblu a haldelor amplasate pe versanti.

Factorul de stabilitate se determină, ținând seama de valoarea forțelor de împingere activă.

3.4 Rezultatele analizei de stabilitate și aprecieri privind stabilitatea haldei

Analiza de stabilitate a haldei s-a efectuat pornind de la ridicarea topografică a suprafeței haldei furnizate de către beneficiar, realizată țn luna octombrie 2013. Întrucât ridicarea topografică nu conține informații legate de situația actuală a terenului de bază, care, așa, cum am arătat anterior, a suferit fenomene de scufundare cauzate de modul de dirijare a presiunii miniere în lucrările subterante, colectivul de cercetare a studiat ipotezele de manifestare a efectelor acestor fenomene asupra suprafeței, stabilind forma aproximativă a albiei de scufundare( Pl.nr.1).

Pe baza acestor cercetări s-a conturat forma în plan a haldei și a terenului și s-au trasat secțiunile care prezintă interes deosebit pentru analiza de stabilitate, respectiv: o secțiune longitudinală pe direcția N-S și trei secțiuni transversale pe direcția E-V, prin zonele în care au fost numerotate de la 1 la 3, dinspre amonte spre aval.

Elemante geometrice ale taluzurilor din secțiunile analizate sunt prezentate în tabelul nr .3.1

Tab.nr.3.1. Elemente geometrice ale taluzurilor

În perioada de prelevare a probelor, materialul depozitat prezenta caracteristici oarecum diferite de cele determinate în 2005, ca urmare a unui conținut ridicat de masă cărbunoasă. Din acest motiv, valorile proprietăților de rezisență mecanică a materialului haldat și ale solului vegetal luate în considerare în analizele de stabilitate reprezintă rezultatul unor prelucrări statistice a valorilor obținute în anii 2055 și 2013 ( tab.nr.3.2.). Astfel, s-au determinat valorile medii (M), abaterea medie pătractică (σ), valorile corespunzătoare M±σ și au fost stabilite patru variante de calcul al factorului de stabilitate, varianta I fiind cea mai favorabilă, iar varianta IV cea mai defavorabilă din punct de vedere al stabilității.

Tab.nr.3.2. Valori de calcul ale caracteristicilor mecanice pentru sol vegetal și material haldat

Pentru greutatea volumetrică au fost luate în considerare valorile maxime, respectiv ᵞᵥ=18,06kN/m³, Coeziunea c=0,58daN/cm², unghiul de frecare interioara ᵠ=16,49º.

Analiza de stabilitate s-a efectuat pentru două ipoteze privind posibilitățile de alunecare ale haldei :

Alunecare după suprafețe cilindrico-circulare, transmise atât prin corpul haldei, cât și prin terenul de bază

Alunecar după suprafețe poligonale, transmise pe planul de contact dintre solul vegetal și argilă

Alunecare după suprafețe poligonale, transmise pe planul de contact dintre solul vegetal și argilă

Calculele de stabilitate s-au efectuat pentru condișii normale de umiditate normală, luând în considerare presiunea apei din pori și coeficientul accelerației seismice.

3.4.1 Alunecarea după suprafețe cilindrico-seismice

În urma rulării datelor de intrare pentru fiecare situație considerată, s-au obținut valorile factorilr de stabilitate în tabelele nr.3.3-3.6 pentru suprafețe curbe de alunecare.

Tab.nr.3.3 Secțiunea transversala T1

Tab.3.4. Secțiunea transversală T2

Tab.nr.3.5. Secțiunea transversală T3

Tab.3.6. Secțiunea longitudinală L1

Analizând rezultatele analizelor de stabilitate după suprafețe de alunecare cilindrico-circulare, se pot costata urmatoarele :

În secțiunile longitudinală T1 (H=9,1 m și α=13°), pentru toate treptele, seturile de valori ale caracteristicilor geomecanice ale rocilor și metodele de analiză, valorile factorului de stabilitate acoperitoare din punct de vedere al stabilității, fiind mai mari de 1,3 cat recomandă literatura de specialitate.

În secțiunea transversală T2 a fost analizată stabilitatea pentru taluzurile vestic si estic, obținându-se următoarele rezultate :

Taluzul vestic ( H=10m și α = 23 °) este stabil în toate variantele analizate, obținându-se valori ale coeficientului de stabilitate mai mari de 1,3 cu toate metodele de analiză folosite.

Taluzul estic (H=10m și α = 30°) este stabil pentru seturile de valori corespunzătoarevariantelor I,II și III, și se află la limita de stabilitate pentru valorile corespunzătoare variantei IV ( s = 1,6 după Fellenius, s = 1,19 după Janbu și s= 1,15 după Bishop )

În secțiunea transeversală T3 a fost analizată stabilitatea pentru taluzurile vestic și estic, obținându-se urătoarele rezultate :

Taluzul vestic (H= 6,8m și α= 37°) este stabil pentru seturile de valori corespunzătoare variantelor I,II și III, și la limita de stabilitate pentru valorile corespunzătoare variantei IV după Fellenius ( s= 0,90) și la limita de stabilitate după Janbu , (s=1,19) și după Bishop ( s= 1,15 )

Taluzul estic (H = 9,2 m și α= 35° ) este stabil pentru seturile de valori corespunzătoare variantelor I,II și III, și la limita de stabilitate pentru valorile corespunzătoare variantei IV ( s= 1,03 după Fellenius, s=1,10 după Janbu și s= 1,04 după Bishop

Sistemul de trepte analizat ăn secțiunea longitudinală este stabil pentru toate variantele loate în considerare.

Având în vedere practica lucrărilor de halde în Valea Jiului, precum și experiența colectivului de cercetare, se consideră că valorile parametrilor de rezistență mecanică a rocilor din varianta a IV-a corespund situației în care materialul de haldă și solul vegetal sunt saturate cu apă, caz foarte puțin probabil, dacă se ține seama de faptul că apa se drenează cu ușurință prin materialul de haldă.

Ca urmare, sunt luate în considerare rezultatele obținute cu vaorile de calcul din varianta III, și se apreciază că în prezent halda este stabilă, coeficienții de stabilitate având valori cuprinse între 1,40 și 2,70.

În figurile nr 3.7-3.14 sunt prezntate analizelede stabilitate efectuate pentru taluzurile haldei Valea Arsului pentru cazul caracteristicilor geometrice corespunzătoare variantei III.

Fig.3.6 Secțiunea T-1 , taluzul estic- varianta III

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fig.3.7. Secțiunea T-2 taluzul vestic- varianta II

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fig.3.8. Secțiunea T-2, taluzul estic – varianta III

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fig.3.9. Secțiunea T-3, taluzul vestic – varianta III

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fig.3.10. Secțiunea T-3 taluzul estic – varianta III

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fig.3.11. Secțiunea L -1 , treapta 1 – varianta –III

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fig.3.12. Secțiunea L-1, treapta 2- varianta III

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fig.3.13. Secțiunea L-1 , trapta 3 – varianta III

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulca

Fig.3.14. Secțiunea L-1, sistem de trepte – varianta III

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Din figurile se poate observa că, în funcție de geometria taluzurilor, suprafața de alunecare critică se transmite fie numai prin materialul haldat, fie prin materialul haldat și prin terenul de bază. De asemenea, se constată că, în unele cazuri, o eventuală alunecare ar fi una de profunzime, antrenând volume importante de material steril.

3.4.2. Alunecarea după suprafețele poligonale

Pentru analiza stabilitați după suprafețe poligonale au fost luate în considerare secțiunile L-1, pentru care s-a analizat varianta de transmitere a suprafeței de alunecare pe suprafața de contact dintre solul vegetal și stratul de argilă. Rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul nr. 3.7. și în figura 3.13.

Tab.nr. 3.7. Rezultatele analizei de stabilitate după suprafețe poligonale

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fig.3.13. Secțiunea L-1

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Din analizele de stabilitate efectuate după suprafețe de alunecare cu contur poligonal se poate observa că probabilitatea de alunecare a haldei pe terenul de bază este nulă, deoarece coeficientții de stabilitate au valori peste 1,3.

Rezultatele analizelor de stabilitate efectuate în prezentul studiu sunt într-o mare măsură comparabile cu cele obținute în studiul efectuat în anul 2005, taluzurile fiid stabile, cu o rezervă de stabilitate de peste 40 %.

3.5 Interacțiunea dintre haldă si activitățile din subteran

Halda de steril Valea Arsului este o haldă cu dimensiuni relativ reduse și înmagazinează, după calculele efectuate în prezentul studiu, un volum de cca. 185000m ³ ( vezi capitolul I ), iar lucrările miniere subterane se desfățoară în prezent la o anâncime de aproximativ 300m față de cota suprafeței terenului.

Ținând seama de aceste date, se poate admite că halda reprezintă o solicitare aplicată pe terenul de bază, care poate determina tasarea stratelor de roci din fundamentul direct, însă este improbabil ca acesta să exercite influențe asupra activității din subteran.

Pentru susținerea acestei afirmații, au fost efectuate calcule pentru determinarea presiunii specifice pe care o exercită halda pe terenul de bază și a presiunii critice pe care o suportă terenul de bază.

Presiunea specifică medie exercitată de halda de steril asupra terenului de bază ținând cont de suprafața de 29,500m² ocupată de haldă, de volumul de steril haldat de 18,500 ³ și luând în considerare o greutate volumetrică de 18,05 kN/m³ este de 1,132 daN/cm². Presiunea specifică maximă determinată pentru o înalțime maximă a haldei de 17 m ( secțiunea T-2), considerând aceeași valoare pentru greutatea volumetrică este de 3,068 daN/cm².

Calculele pentru determinarea presiunii critice care poate fi suportată de către terenul de bază au fost efectuate pe baza Normativului privind proiectarea fundațiilor de suprafaț, publicat în Monitorul Oficial al României nr.451 bis/2005.

Cap IV

PROIECTAREA LUCRĂRILOR DE HALDARE ȘI MONITORIZAREA TERENULUI

4.1. Dimensionarea elementelor geometrice ale haldei

Pentru stabilitatea elementelor geometrice ale taluzurilor de haldă în condiții de stabilitate, se poate apela la diferite procedee grafo-analitice și întrucât procedeul lui E. Hoek și-a dovedit viabilitatea în numeroase cauzuri de analiză a stabilității, inclusiv pentru mai multe halde din Valea Jiului, se va apela la acest procedeu. Ipoteza pe care se bazează acest procedeu este accea că alunecarea taluzurilor de haldă se produce după o suprafață cilindrico-circulară, lucru devrificat de ………….. în practică.

Pornind de la factorii de influență asupra stabilității taluzurilor, Hork redă grafic (fig.4.1.) corelațiile care există între funcțiile x a unghiului de taluz (α) și y a înalțimii taluzului (h) în corelare cu caracteristicile geometrice ale rocilor (Yₐ,C, ᵠ) și factorul de siguranță sau stabilitate al taluzului. Se menționează că în calcule s-au utilizat valorile coeziunii și unghiul de frecare interioară corespunzători corespunzători variantei III.

X=> (4.1)

Y=> (4.2)

Pornind de la valoarea impunsă pentru factorul de siguranță Fs = 1,3 redimensionarea urmărește stabilirea unghiului de taluz pentru diferite înalțimi ale taluzului.

Factorul de stabilitate

Fig.4.1. Graficul lui E. Hoek pentru determinarea elementelor geometrice ale treptelor

Funcția X a unghiului de taluz α

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Rezultatele obținute în urma calculelor de redimensionare efectuate sunt prezentate în tabelul nr. 4.1.

Tab.nr.4.1. Rezultatele calculului de redimensionare

În urma calculului de dimensionare, pentru a avea o geometrie care să satisfacă cerințele impuse de asigurarea stabilității, chiar și în condițiile prezenței apei în corpul haldei și/sau producerii unor țocuri seismice, se recomandă construirea și menținerea unor trepte cu înalțimea taluzurilor de 10 m și un unghi de taluz de maxim 30°. Pentru o înalțime a haldei de 30 m , unghiul de taluz general recomandat este de 22°.

Având în vedere aceste elemente geometrice se propune ca halda să fie construită în trei trepte cu asigurarea unei berme de protecție de 5 m către albia pârâului Valea Arsului. Treapta inferioară cu înalțimea maximă de 10 m să fie construită de la cota terenului până la cota + 641 m, treapta mediană cu înalțimea maximă de 10 m să fie construită până la cota + 651 m iar treapta superioară cu o înalțime maximă de 7 m să fie construită până la cota + 658 m. Dezvoltarea haldei în această configurație în limita perimetrului funciar actual permite înmagazinarea unui volum suplimentar de cca. 65000m³ față de volumele deja depuse în haldă ( fig. 4.2.).

Fig.4.2. Configurația finală a haldei cu dezvoltare în actualul perimetru funciar

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

Fenomenul de scufundare a terenului generat de exploatarea subterană a stratului 3 de cărbune a condus la formarea unei acumulări de apă în partea sudică a zonei de haldare. Pentru eliminarea acesteia este recomandată depunerea în această zonă a unui volum de steril de cca. 10.000 m ³ care să compenseze fenomenul de scufundare precum și extinderea permetrului funciar spre sud atât în zona deja afectată de scufundare cu o suprafață de cca. 4.800 m ² cât și în zona ce va fi în viitor afectată de acest fenomen. În acest context se va putea extinde treapta inferioară de haldă ceea ce va permite înmagazinarea în halda Valea Arsului a unui volum suplimentar de cca. 120.000 m³ față de volumele deja depuse în haldă ( fig.4.3).

Fig.4.3. Configurația finală a haldei cu dezvoltare în perimetrul extins spre Sud ( corpul albastru)

Sursa : Studiul de stabilitate halda Valea Arsului-Vulcan

4.2. Dezvoltarea lucrărilor de haldare și monitorizarea terenului

Consorm datelor de proiectare, geometrică finală a haldei pe cele 4 etape de dezvoltare va fi :

-etapa I-a

* lucrări de haldare în zona sudică pentru compensarea fenomenului de scufundare și eliminarea acumulării de apă;

-etapa II-a

* continuarea haldării în zona sudică și nivelarea materialului haldat până la atingerea cotei + 641 cu asigurarea unui unghi de taluz de 30°;

-etapa III-a

* haldare în zona mediană și nivelarea materialului haldat până la atingerea cotei + 651 cu asigurarea unui unghi de taluz de 30°;

-etapa IV-a

* haldare în zona superioară și nivelarea materialului haldat până la atingerea cotei + 658 cu asigurarea unui unghi de taluz de 30°;

Lățimea de dezvoltare a corpului de haldă este condiționată de configurația terenului. Astfel berma de la cota + 658 va avea la final o lățime de 61 m și o lungime, măsurată de-a lungul axului longitudinal de haldare, de 70 m. Berma de la cota + 651 va avea la final o lățime cuprinsă între 81 m în zona de amonte și 17 m în zona de aval iar lungimea, măsurată de-a lungul axului longitudinal de haldare, de 103 m.

Berma de la cota + 641 va avea la final o lățime cuprinsăîntre 45 m în zona de amonte ce se reduce la 4m în zona de aval iar lungimea, măsurată de-a lungul axului longitudinal de haldare, de 400 m .

Controlul respectării geometriei haldei sa va face prin intermediul reperelor topografice care vor materialuza suprafețele de extindere a treptelor, cotele de amenajare a bermelor și lățimea acestora.

De asemenea, prin măsurători instrumentale pe reperele topografice fixate în terenul de bază și pe bermele ce separă treptele se vor urmări tasările și deplasările cauzate de deformațiile depozitului sau fundamentului direct.

Înregistrarea deformațiilor constituite un semnal pentru studierea mai atentă a zonei în vederea unor eventuale prognoze privind posibilitatea de apariție a alunecărilor.

Poziția reperelor, numărul și distanța ditre ele se stabilesc de către inginerul geolog și inginerul topograf în urma observațiilor de teren.

Măsurarea deformațiilor se face la diferite intervale de timp care se stabilesc în funcție de viteza deformațiilor și amploarea fenomenului de scufundare.

Conform celor de mai sus, volumele haldate până la ora actuală în Halda Valea Arsului sunt de cca. 185.000 m³, valoare prezentată de beneficiar în Caietul de sarcini. De asemenea, în conformitate cu solicitările beneficiarului, cantitatea de steril estimată a fi generată pe perioada de valabilitate a licenței de exploatare ( valabilă până în anul 2004) este de 203.000 m³. Prin variantele prezentate va fi posibilă înmagazinarea în Valea Arsului a unui volum suplimentar de cca. 120.000 m³ față de volumele deja depuse în haldă. Aceste volume asigură posibilitatea depozitării sterilului până în anul 2019, cu asigurarea condițiilor de stabilitate ale instalației pentru deșeuri- Halda Valea Arsului. Peste acest volum, depunerea unui volum mai mare în hală se poate face:

Prin extinderea perimetrului funciar spre zona vestică cu mutarea corespunzătoare a drumului și liniei electrice său;

Identificarea unui nou amplasament de haldare.

Cap V

MĂSURI PENTRU ASIGURAREA STABILITĂȚII HALDEI ȘI PENTRU PROTECȚIA MEDIULUI INCONJURĂTOR

5.1. Măsuri pentru asigurarea stabilității haldei

Din analizele de stabilitate efectuate a rezultat că halda de steril Valea Arsului este, în ansamblu, stabilă, iar pentru seturile de valori ale caracteristicilor geometrice I,II și III rezerva de stabilitate este corespunzătoare, depășind valoarea IV, în cazurile taluzurilor estic și vestic în zonele de influență ale secțiunilor T-2 și T-3, unde valorile unghiurilor de taluz au valori mari, însă pe baza relităților din teren se consideră variantă improbabilă.

Pe baza literaturii de specialitate, a documentării în teren, a studiilor efectuate și nu în ultimul rând a experinței, se recomandă următoarele măsuri pentru asigurarea stabilității haldelor.

Reducerea influenței negative a apei asupra caracteristicilor de rezistență ale rocilor.

Se impun măsuri care să nu permită apelor provenite din diferite surse ca precipitații, topirea zăpezilor, pâraie, și în principal din acumulările de ape create să se infiltreze în interiorul corpurilor de halde sau spre baza lor. În acest sens se recomandă nivelarea permanentă a bermelor, asigurarea de pante pentru scurgerea apelor de pe haldă și drenarea lacului existent în aval de haldă prin depunerea sterilului în lac. Pentru o bună încastrare în terenul de bază, se recomandă depunerea pe zona de contact a fragmentelor de roci tari, cu granulometrie mare (bolovăniș și pietriș).

Respectarea elementelor geometrice ale haldei și a tehnologiei de haldare proiectate în cadrul capitolului IV. Se impune construirea unor trepte cu înalțimea de 10m și asigurarea unui unghi de taluz de 30° la nivelul treptelor și a unui unghi general de 22° pentru sistemul de trepte.

Nivelarea și compactarea permanentă a zonelor de depunere cu ajutorul buldozerului în condițiile extinderii laterale a haldei. Se recomandă extinderea în continuare spre sud și est, în scopul asanării lacului existent.

Anularea zonelor depresionare și a celor de eroziune pentru evitarea formării acumulărilor de apă pe haldă și de antrenare a materialului haldat.

Urmărirea stării tehnice a haldei și a executării lucrărilor de haldare de către o persoană din cadrul compartimentului tehnic, care să efectueze observațiile periodice și să completeze registrul de supraveghere a haldei.

Monotorizarea deformațiilor terenului de bază și ale haldei, conform sistemului de monitorizare propus.

Asigurarea geometriei finale a taluzurilor definitive pentru lucrările de împădurire și înierbare, fiind cunoscut faptul că acestea constituie un factor de stabilitate și de consolidare a haldelor de steril prin efectul de armare a terenului și prin efectul de împiedicare a formării crăpăturilor de către vegetație. Se elimină astfel căile de acces rapid a apelor din precipitații în corpul haldei și transformarea acestora în posibile euprafețe de alunecare.

Respectarea prescripțiilor tehnice privind proiectarea, realizarea și conservarea haldei și efectuare de măsurători topografice și de studii de stabilitate care sa evidențieze modoficările intervenite în geometria haldelor și în starea tehnică a acestora.

5.2. Măsuri pentru protecția mediului înconjurător

Haldele de steril influențează în mod negativ mediul înconjurător în ceea ce privește calitatea apelor de suprafață și subterane, calitatea aerului, a vegetației și a aspectului general al zonei și a confortului.

Pentru protecția factorilor de mediu din zonele afectate trebuie să fie luate o serie de măsuri printre care se menționează:

Măsuri prin care să se împiedice poluarea apelor subterane și de suprafață nocive.

Nu se pune această problemă pentru halda Valea Arsului întrucât apele de influențe sunt în cantități reduse și nu conțin substanțe nocive.

Măsuri prin care să evite antrenarea materialului haldat de către apele curgătoare. Unele antrenări de material se mai produc de-a lungul pârâului Valea Arsului și de către apele de șiroire de pe taluzuri. Anularea ravenelor și asigurarea unor pante ale platformelor de haldare ar asigura o bună gospodărire a apelor de suprafață.

Măsuri pentru evitarea antrenării particulelor de praf de către vânturile predominante. Nu se pune problema pentru halda de la Valea Arsului întrucât materialul depus are o granulometrie mare, iar aceasta este marginită de două dealuri: Țarina Chiciorii și Dealul Arsului care o protejază contra vânturilor. Surse de praf se creează prin existența particulelor fine rezultate din dezagregarea și alterarea rocilor de pe taluzuri și în acest sens se impune plantarea de arbuști și înierbarea taluzurilor definitive.

5.3. Măsuri de reabilitare ecologică a haldei

Măsuri de reeabilitare ecologică a haldei

Ținând seama de factorii naturali ce caracterizează zona de amplasare a haldei Valea Arsului, dar și de problemele de stabilitate a acesteia, pentru reabilitarea ecologică se propune varianta de recuperare naturalistică.

În cadrul acestei forme de recuperare cadența naturală a terenului și peisajul degradat de activitatea extractivă. Este o formă de recuperare adecvată suprafețelor din zonele montane și se practică în cazul haldelor amplasate pe versanți împăduriți sau de-a lungul cursurilor de apă.

Recuperarea naturalistică cuprinde toate operațiile de reînverzire, restaurare sau crearea de oglinzi de apă în mod natural, care prevăd în esență lucrări de ameliorare și nivelare a terenului și plantarea vegetației, cu o absență totală a interferenței ulterioare cu activități antopice.

În acest scop, se poate apela la tehnicile ingineriei naturalistice, care utilizează semințe pentru însămânțarea suprafețelor plane, sau rădăcini și butași în combinație cu materiale inerte sau cu materiale artificiale biodegradabile (țesături de fibre naturale cum sunt cele de cocos, fân, paie sau lână) sau materiale care nu sunt biodegradabile (rețele zincate, geogrile, georețelele, geotextile) pentru combaterea eroziunii și asigurarea stabilității taluzurilor. Se recomandă utilizarea mai multor categorii de specii vegetale, după cum urmează:

Specii autohtone, caracteristice mediului în care se vor folosi (mesteacăn, fag, eventual pin silvestru și/sau pin negru);

Specii compatibile cu ecosistemul, care nu dăunează altor specii prezente în mod natural în zonă (cătină)

Specii pionier, care au capacitatea de colonizare și rezistență pe terenuri sterile;

Specii cu proprietăți biotehnice specifice (rezistență la tracțiune a rădăcinilor, rezistență la îngheț);

Caracteristicile biotehnice ale plantelor utilizate trebuie să răspundă următoarelor cerințe:

Capacitate de acoperire rapidă a terenului și protecție împotriva eroziunii;

Capacitatea rădăcinilor de a ameliora parametri geotehnici ai solului (coeziune, unghi de frecare interioară, rezistență la forfecare);

Capacitatea de a reducere a vitezei de scurgere superficială și a forței de antrenare a apei;

Capacitatea de reglare a bilanțului hidrologic al solului (de exemplu, a evapotranspirației).

Aplicarea tehnicilor de inginerie naturalistică conduc la operațiunea unor terenuri cu vegetație apropiată de caracteristicile vegetației locale, utilizând în acest scop materialele disponibile în zonă și un minim de echipamente grele. Acestea reprezină o metodă simplă și ieftină pentru rezolvarea problemelor locale de mediu și pot fi asociate cu tehnicile ingineriei tradiționale, cum sunt structurile de anrocamente sau de beton.

CAP VI

Înfințarea unei plantații de cătină cu scopul reabilitării haldei de steril Valea Arsului- Vulcan

6.1 Introducere

Ținând seama de factorii naturali ce caracterizează zona de amplasare a haldei Valea Arsului, dar și de problemele de stabilitate a acesteia, pentru reabilitarea ecologică se propune varianta de recuperare naturalistică.

În urma vizitării haldei de steril am constatat că specia compatibilă cu ecosistemul, care nu dăunează altor specii prezente în mod natural în zonă este cătina, deoarece în prezent pe halda de steril Valea Arsului Vulcan s-au gasit deja un număr restrans de arbuști de cătina.

Foto.13. Arbuștii de cătina deja existenți pe halda de steril Valea Arsului Vulcan (foto.facută de autor)

6.2 Caracterizarea catinei

Denumire stiintifica: Hippophae rhamnoides L. 
Fam. Elaeagnaceae
Parti folosite: fructe, frunze, ramuri, scoarta, radacini 
Alte denumiri: catina cenusie, catina galbena, catina de rau, gard viu, etc.

Catina alba este un arbust tufos, tepos, inalt de maxim 5- 6 m, cu ramuri spinoase, frunze cu nuante spre alb-cenusiu, cazatoare si cu inflorescente mici, galbui, care apar in martie-aprilie, inaintea frunzelor. Catina are radacini ce se intind pe metri lungime, dar superficiale (20- 30 cm adancime) cu nodozitati azotoase (asimileaza azotul).

 http://www.reteteculinare.ro/ghid_alimente/C/catina_alba/

Tulpina este ramificata, acoperita cu o scoarta brun-inchisa, care in timp se transforma in ritidom brazdat. Ramurile laterale sunt prevazute cu spini numerosi, puternici si cu muguri mici, semiglobulosi, parosi, aramii. Lujerii anuali sunt solzosi de o culoare cenusiu-argintie. 

Frunzele catinei sunt intregi, liniar-lanceolate, scurt petiolate, cu o lungime de 1-6 cm si cu o nervura mediana evidenta. Ele sunt dispuse alternativ. Fata lor superioara este de culoare verde-cenusiu, iar cea inferioara, albicios-argintie. Atat frunzele cat si ramurile tinere sunt acoperite cu perisori solzosi si stelati.

Florile sunt unisexuat-dioice, galbene-ruginii; cele mascule sunt grupate in inflorescente globuloase, iar cele femele in raceme. Plantele barbatesti sunt mai viguroase decat cele femele, au ramuri anuale mai mici, mai groase si de culoare inchisa, precum si muguri mai mari. Florile barbatesti sunt grupate in conuri scurte de culoare bruna si se afla pe ramurile anuale. Florile femele sunt grupate cate 10-12 intr-un racem foarte scurt. 

Plantele barbatesti infloresc mai devreme, in timp ce plantele femele infloresc odata cu infrunzirea. Polenizarea se face cu ajutorul vantului si al insectelor. La sfarsitul perioadei de inflorire, florile femele polenizate evolueaza spre fructe. 

Fructele (Fructus Hippophae) sunt drupe "false" dispuse in ciorchini de 6-8 mm. Fructul are forma ovoida, carnoasa, ce contine cate un sambure tare. Culoarea predominanta este galbena cu treceri spre portocaliu. Mai rar apar si fructe de culoare rosie. Fiind in numar foarte mare, foarte scurt pedunculate si asezate unul langa altul, fructele imbraca ramurile ca un manson.( http://www.reteteculinare.ro/ghid_alimente/C/catina_alba/ )

Incep sa se coaca la sfarsitul verii; recoltarea catinei se poate face de la sfarsitul lui august pana la sfarsitul lui octombrie, chiar daca fructele se mentin pe ramuri si peste iarna. Culese dupa inghet, ele au o aroma mai puternica si putin mai accesibila, dar continutul in vitamina C este mult diminuat. 

Catina are gust acru, astringent; la maturitate completa pierde multa aciditate, are o aroma particulara mai puternica, iar mirosul ei se aseamana cu cel al ananasului. Pulpa fructelor este de culoare galbena sau portocalie, foarte suculenta si lasa pete unsuroase.  (http://www.reteteculinare.ro/ghid_alimente/C/catina_alba/)

Foto.14. Cătina în momentul înrodirii

Sursa:(http://ro.wikipedia.org/wiki/C%C4%83tin%C4%83_alb%C4%83#/media/File:Hippophae_rhamnoides-01_(xndr).JPG)

6.3 Plantarea

Pe un hectar din halda de steril Valea Arsului Vulcan vom planta 1250 arbuști. Cătina se plantează pe sexe, rezultând facptul că la 4-7 plante feminine vom avea nevoie de o plantă masculină. Plantele masculine au o lungime mai mare decât cele feminine, sunt mai groase și au o culoare mai închisă iar muguri lor sunt mai mari decât la cele feminine.

6.3.1 Etapele plantării

Perioada de plantare este toamna sau primăvara devreme. Înainte de a fii plantate, plantele de cătină trebuie sa treacă prin procesul așa-numit mocirlire. Acesta constă în înmuierea rădăcinii plantei în următoarea compoziție: se amestecă balegă de vacă, argilă, apă si pământ galben, rezultând o compoziție omogenă. Gropile au o adâncime de 60 cm și o lățime tot de 60 cm, pentru a se putea dezvolta bine, pe fundul gropii se pot pune aprox 20 kg de bălegar putred și mai acoperim cu pământ fertil până ajungem la 15cm de suprafață. Pământul din groapă trebuie tasat cu piciorul. ( http://plantatiedecatina.blogspot.ro/2012/10/instructiuni-de-plantare-catina.html )

După plantarea puieților, se adaugă apă făcându-se loc în jurul tulpinii, și turnam apa, iar pe tot parcursul anului trebuie sa avem grijă la îndepărtarea buruienilor. Pe parcursul primului an este de preferat sa se ude de 4 ori dacă timpul este secetos. În cursul lunii august, când planta se dezvoltă, necesită neapărat udată, în cazul în care am plantat în primăvară.

În primii ani (1,2,3) de viață este important sa săpăm pe lângă plante și sa avem grijă sa nu existe buruieni, nu necesită tăiere sau curățarea crengilor în acest timp.

În toamnă, fiecare plantă se leagă cu folie de nailon pentru a fii protejată de rozătoare. În primăvară, după topirea zăpezii, se dezleagă folia de pe fiecare plantă și eventual se taie, dar doar crengile uscate, iar în locul tăierii ungem neapărat cu mocirlă.

6.4

Din anul 3,4 sau 5 când apare prima recoltă, tăiem surplusul de crengi care au boabe de cătină, de scheletul coroanei nu ne atingem iar fructele de pe acesta rămân nerecoltate până cand temperaturile nu scad până la -18 grade Celsius, atunci luăm o prelată o așezăm sub arbut și începem să scuturăm fructele.

O plantă de cătină, produce timp de 20-30 ani și nu necesită îngrijiri speciale. Dintr-un ha de cătina rezultată, după anul 4 aproximativ 5 kg fructe/plantă. (http://plantatiedecatina.blogspot.ro/2012/10/instructiuni-de-plantare-catina.html )

http://plantatiedecatina.blogspot.ro/2012/10/instructiuni-de-plantare-catina.html