Способ рекультивации нерабочих бортов карьеров
Изобретение относится к горному делу, в частности к освоению месторождений открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использовано при добыче полезного ископаемого и рекультивации нерабочих бортов карьера. Способ включает террасирование бортов с оформлением межуступных площадок с обратным уклоном в сторону борта карьера и нанесение на них техногенной смеси и четвертичных отложений. При формировании рекультивационного слоя на межуступной площадке вниз укладывают техногенную смесь. Верхним слоем четвертичные отложения. При этом рекультивационные работы выполняют в последовательности: бульдозером подают четвертичные породы первого уступа к его откосу в направлении выработанного пространства карьера, далее экскаватор устанавливают на сформированный навал рекультивационного слоя и выполняют перемещение навала на очередную от поверхности межуступную площадку при одновременном формировании рекультивационного слоя на этой межуступной площадке. При излишних объемах техногенной смеси её также переэкскавируют на очередную межуступную площадку, выполняя перемешивание с четвертичными отложениями, чередуя разгружаемыми ковшами экскаватора. Техническим результатом является упрощение рекультивационных работ за счет исключения объемов по выполаживанию откосов и уменьшения земляных работ по нанесению четвертичных отложений верхнего уступа на межуступные площадки. 1 ил.
Область техники
Предлагаемый способ относится к горному делу, в частности к освоению месторождений открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использован при добыче полезного ископаемого и рекультивации нерабочих бортов карьера.
Уровень техники
Известен способ рекультивации бортов карьеров (Технология рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири/ И.В. Зеньков и др. – Красноярск: СФУ, 2015, с. 160-163 [1]), включающий нанесение на межуступные площадки, сформированные с обратным уклоном 9-11º шириной 4-5 м, и откосы уступов с углом наклона 18-20º, техногенной смеси с использованием рыхлых пород вскрыши, путем террасирования бортов с оформлением межуступных площадок с обратным уклоном в сторону массива горных пород и нанесение на них техногенной смеси.
Недостатком известного способа является сложность рекультивационных работ по выполаживанию откосов и уменьшения объемов земляных работ по нанесению четвертичных отложений на межуступные площадки.
Известно наиболее близкое решение способ рекультивации нерабочих бортов карьеров (патент RU 2754753 С1, 07.09.2021, Бюл. № 25, МПК E21C 41/32), включающий террасирование бортов с оформлением межуступных площадок с обратным уклоном в сторону борта карьера и нанесение на них техногенной смеси, причем техногенную смесь формируют из осыпи, образованной у подножия откосов уступов, и укладывают ее на внешней стороне межуступных площадок, а вдоль внутренней стороны площадки создают траншею для сбора осыпающихся с откоса пород, ширину насыпи техногенной смеси устанавливают как частное от деления площади сечения осыпи на межуступной площадке на рациональную мощность насыпи 0,35-0,5 м, формирование насыпей из техногенной смеси на межуступные площадки начинают с верхнего уступа нерабочего борта и завершают дном карьера, недостаточное количество техногенной смеси на нижних уступах компенсируют перевалкой рыхлых отложений с верхнего уступа.
Недостатком наиболее близкого решения является сложность рекультивационных работ по выполаживанию откосов и уменьшения объемов земляных работ по нанесению четвертичных отложений на межуступные площадки.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является упрощение рекультивационных работ за счет исключения объемов по выполаживанию откосов и уменьшения земляных работ по нанесению четвертичных отложений верхнего уступа на межуступные площадки.
Настоящий технический результат достигается в способе рекультивации нерабочих бортов карьера, включающем террасирование бортов с оформлением межуступных площадок с обратным уклоном в сторону борта карьера и нанесение на них техногенной смеси и четвертичных отложений, причем при формировании рекультивационного слоя на межуступной площадке, в низ укладывают техногенную смесь, а верхним слоем четвертичные отложения, при этом рекультивационные работы выполняют в последовательности: бульдозером подают четвертичные породы первого уступа к его откосу в направлении выработанного пространства карьера, далее экскаватор устанавливают на сформированный навал рекультивационного слоя, и выполняют перемещение навала на очередную от поверхности межуступную площадку при одновременном формировании рекультивационного слоя на этой межуступной площадке, при излишних объемах техногенной смеси её также переэкскавируют на очередную межуступную площадку выполняя перемешивание с четвертичными отложениями чередуя разгружаемыми ковшами экскаватора.
Отличительными признаками являются:
при формировании рекультивационного слоя на межуступной площадке, в низ укладывают техногенную смесь, а верхним слоем четвертичные отложения, это дает упрощение рекультивационных работ за счет уменьшения земляных работ по нанесению четвертичных отложений верхнего уступа на межуступные площадки, с достаточно высоким качеством рекультивационного слоя включающего элементы плодородного слоя почвы (ПСП) и потенциально плодородные породы (ППП);
рекультивационные работы выполняют в последовательности: бульдозером подают четвертичные породы первого уступа к его откосу в направлении выработанного пространства карьера, далее экскаватор устанавливают на сформированный навал рекультивационного слоя, и выполняют перемещение навала на очередную от поверхности межуступную площадку при одновременном формировании рекультивационного слоя на этой межуступной площадке, что упрощает рекультивационные работы за счет исключения объемов по выполаживанию откосов для формирования рекультивационного слоя;
при излишних объемах техногенной смеси её также переэкскавируют на очередную межуступную площадку выполняя перемешивание с четвертичными отложениями чередуя разгружаемыми ковшами экскаватора, это усредняет составные элементы рекультивационного слоя качественными элементами плодородного слоя почвы, включающими чернозем с мощностью до 0,7 м и содержание гумуса до 10 % и ППП, который включает глины, пески, супеси, суглинки и т.д. с содержанием гумуса в диапазоне 1,2- 2,5%; на усредненном основании рекультивационного слоя растительность прекрасно растёт.
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Краткое описание чертежа
На чертеже представлен фрагмент террасирования при рекультивации нерабочего борта карьера, включающий: 1 – межуступную площадку с формируемым рекультивационным слоем; 2 - межуступную площадку уступа с четвертичными отложениями; 3 - межуступную площадку с перемешиваемом рекультивационным материалом; 4 - уклон в сторону борта карьера межуступной площадки; 5 - откос уступа; 6 - устойчивый угол наклона откоса уступа; 7 – высоту уступа; 8 - насыпь из техногенной смеси в виде осыпи с откоса уступа; 9 – насыпь четвертичных отложений; 10 - экскаватор модели обратная лопата; 11- траншея для сбора осыпающихся пород с откоса уступа; 12 – нижняя часть рекультивационного слоя из техногенной смеси; 13 - верхняя часть рекультивационного слоя из четвертичных отложений; 14 – насыпь с перемешанным рекультивационным материалом.
Осуществление изобретения
В структуру комплексной механизации экспериментального участка предусмотрено использование одного бульдозера Т-170 и одного гидравлического экскаватора модели «обратная лопата» с ковшом емкостью 1,5-2,0 м3, как основного выемочного механизма. Высота уступа 7 нерабочего борта карьера экспериментального участка составила 4 м, что соответствует глубине черпания наиболее часто применяемой модели гидравлического экскаватора на горных работах в щебеночных карьерах. Подготовку рекультивационного слоя к его нанесению начинают с того, что бульдозер начинает подавать, четвертичные породы первого уступа к его откосу 5 с углом 6, в направлении выработанного пространства карьера, формируя насыпь четвертичных отложений 9. Объем выемки и перемещения на межуступную площадку 1 с высотной отметкой - 8м. будет равен сумме всех объемов, наносимых на каждую нижележащую межуступную площадку нерабочего борта за вычетом насыпи из техногенной смеси 8 всех уступов подлежащих рекультивации. Мощность наносимого продуктивного рекультивационного слоя принята равной 0,5 м. [1]. Ширину межуступной площадки 1 приняли равной 6 м, что предусмотрено конструктивными параметрами экскаватора, основного технологического оборудования. Далее экскаватор 10 устанавливают на сформированный бульдозером навал рекультивационного слоя в виде насыпи четвертичных отложений 9, после этого начинают перемещение навала на следующую от поверхности межуступную площадку 3. При формировании рекультивационного слоя на межуступной площадке 1, в низ укладывают техногенную смесь 12, а верхним слоем четвертичные отложения 13, создавая рекультивационный слой с качественным гумусным составом в верхней части. При излишних объемах техногенной смеси 8 её также переэкскавируют на очередную межуступную площадку 3 выполняя перемешивание с четвертичными отложениями 9 чередуя разгружаемыми ковшами экскаватора и формируя насыпь с перемешанным рекультивационным материалом 14. Работу экскаватора 10 на следующей межуступной площадке 3 повторяют аналогично приведенной межуступной площадке 1. Технологические возможности экскаватора 10 позволяют отказаться от бульдозера для разравнивания поверхности на межуступной площадке 1.
Таким образом, предлагаемая технология упрощает рекультивационные работы за счет исключения объемов по выполаживанию откосов и уменьшения земляных работ по нанесению четвертичных отложений верхнего уступа на межуступные площадки путем формирования рекультивационного слоя из двух прослоек: техногенной смеси и четвертичных отложений, включающих ПСП с черноземом и ППП с глинами, песками, супесями, суглинки, являющихся основой для обильной растительности.
Способ рекультивации нерабочих бортов карьера, включающий террасирование бортов с оформлением межуступных площадок с обратным уклоном в сторону борта карьера и нанесение на них техногенной смеси и четвертичных отложений, отличающийся тем, что при формировании рекультивационного слоя на межуступной площадке вниз укладывают техногенную смесь, а верхним слоем четвертичные отложения, при этом рекультивационные работы выполняют в последовательности: бульдозером подают четвертичные отложения первого уступа к его откосу в направлении выработанного пространства карьера, далее экскаватор устанавливают на сформированный навал рекультивационного слоя и выполняют перемещение навала на очередную от поверхности межуступную площадку при одновременном формировании рекультивационного слоя на этой межуступной площадке, при излишних объемах техногенной смеси её также переэкскавируют на очередную межуступную площадку, выполняя перемешивание с четвертичными отложениями, чередуя разгружаемыми ковшами экскаватора.
