Способ водно-технической рекультивации отработанных нагорных карьеров

 

Изобретение относится к разработке полезных ископаемых открытым способом и может быть использовано при рекультивации нагорных карьеров. Способ заключается в послойной засыпке зоны карьера с образованием гидроаккумулирующей полости, дальнейшем планировании поверхности отсыпки, покрытием поверхности плодородным слоем и ее дальнейшим залужением. Гидроаккумулирующую полость располагают в нижнем слое засыпки, равной мощности водоносного пласта, и соединяют с водосборным колодцем для подъема воды. Верхний слой отсыпают из противофильтрационных пород. Посредством планировки поверхности отсыпки обеспечивают сток поверхностных вод из зоны карьера. 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли промышленности.

Известен способ рекультивации глубоких карьеров (авт. св. N 1330313, E 21 C, 41/02 от 15.08.87), включающий отсыпку вскрышных пород слоями вдоль одного из бортов отработанного карьера в направлении противоположного борта карьера с предварительным формированием упорной стенки и заполнением карьера подвижным карьерным транспортом.

Недостаток способа заключается в необходимости полной засыпки емкости карьера и высокой стоимости рекультивации карьера, не учитываются гидрогеологические условия месторождения.

Известен способ восстановления поверхности площадей отработанных карьеров и зон обрушения (А.с. N 945434, E 21 C, 41/02 от 23.07.82 г.) при разработка месторождений полезных ископаемых, включающий частичную засыпку карьера или зоны обрушения с последующей рекультивацией засыпанной зоны, при этом засыпанную поверхность карьеров и зон обрушения выполняют в виде террас, понижающихся от периферии к центру с покрытием горизонтальных площадок террас потенциально плодородным слоем и соединением их между собой автодорогами.

Недостаток способа заключается в необходимости отсыпки значительного объема пород, несколько меньшего по сравнению со способом, приведенным выше, невозможности применения его в зоне гумидного климата из-за необходимости проведения дополнительных мероприятий по отводу воды из незасыпаемой емкости карьера, невозможности применения при высокой водообильности в бортах карьера.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ рекультивации нарушенных земель (авт. св. N 1209869, E 21 C 41/02 от 07.02.86 г.), включающий планирование площади отвала, засыпку котлованов с водой и последующее нанесение плодородного слоя, до начала планировки в котлованах устанавливают гидроаккумулирующие емкости, выполненные перфорированными и сниженные гидрантами, выведенными на дневную поверхность.

Недостаток способа заключается в отсутствии мероприятий по предупреждению загрязнения подземных вод веществами из открытых водных источников, в ограниченном сроке эксплуатации гидроаккумулирующих емкостей, в формировании неблагоприятных геокриологических процессов в рекультивируемых породах.

Цель изобретения - восстановление режима и сохранение качества подземных вод для водопотребления.

Указанная цель достигается тем, что в способе водно-технической рекультивации отработанных нагорных карьеров, включающем частичную послойную засыпку зоны карьера, создание гидроаккумулирующей полости, планирование поверхности отсыпки, покрытие плодородным слоем и залужение, гидроаккумулирующую полость выполняют в виде каменно-щебеночной призмы-дрены с обсыпкой ее гравием средней крупности и засыпкой крупнозернистым песком, располагают ее в нижнем слое, равном мощности водоносного пласта, и соединяют с водосборным колодцем для подъема воды, верхний слой отсыпают из противофильтрационных пород, а планирование поверхности отсыпки осуществляют для обеспечения стока поверхностных вод из зоны карьера.

На фиг. 1 показан рекультивированный карьер; на фиг. 2 - разрез по линии A-A.

Способ включает частичную послойную засыпку зоны карьеры 1, нижний слой 2 на днище карьера 3, мощность водоносного пласта 4, борт карьера 5, каменно-щебеночную призму-дрену 5, обсыпку гравием средней крупности 7, засыпку крупнозернистым песком 8, гидроаккумулирующую плотность 2, 6, 7, трассу призмы-дрены 9, направление тока воды в водоносном пласту 10, водосборный колодец 11, верхний слой из противофильтрационных пород с поверхностью отсыпки 12, уклон стока поверхностных вод 13, слой плодородных пород 14, поверхность залужения 15, депрессионная кривая 16.

Порядок выполнения способа водно-технической рекультивации отработанных нагорных карьеров включает частичную послойную засыпку зоны карьера 1. Нижний слой 2 отсыпается на днище карьера 3 высотой, равной мощности водоносного пласта 4 в борту карьера 5, гидроаккумулирующую полость выполняют в составе каменно-щебеночной призмы-дрены 6 высотой 0,32 - 0,4 от мощности водоносного пласта 4, которую обсыпают гравием средней крупности 7 и засыпают крупнозернистым песком 8. Обсыпка призмы-дрены выполняется в виде обратного фильтра, а трасса 9 ее прокладывается в крест направления передвижения воды в водоносном пласту 10, при этом сохраняется уклон дрены 0,01 - 0,05 в сторону водосборного колодца 11, из которого вода поднимается на дневную поверхность. Верхний слой 12 отсыпается из глинистых пород и служит в качестве противофильтрационного экрана. Поверхность слоя планируется, ей придается уклон 3-4^o для стока поверхностных вод 13, и она покрывается слоем постоянной мощности плодородных пород 14. Затем производятся работы по залужению дневной поверхности 15. Восстанавливается уровень депрессионной кривой 16.

Расчетный экономический эффект от применения заявляемого способа составляет до 1200 руб (в целях до 1.01.92) на 1000 м³ объема профильной засыпки отработанного карьера по разностным видам затрат. В расчете не учтен эффект от использования в народном хозяйстве восстановленных ресурсов подземных вод и положительный экологический эффект.

Формула изобретения

Способ водно-технической рекультивации отработанных нагорных карьеров, включающий частичную послойную засыпку зоны карьера, создание гидроаккумулирующей полости, планирование поверхности отсыпки, покрытие плодородным слоем и залужение, отличающийся тем, что гидроаккумулирующую полость выполняют в виде каменно-щебеночной призмы-дрены с обсыпкой ее гравием средней крупности и засыпкой крупнозернистым песком, располагают ее в нижнем слое, равном мощности водоносного пласта, и соединяют с водосборным колодцем для подъема воды, верхний слой отсыпают из противофильтрационных пород, а планирование поверхности отсыпки осуществляют для обеспечения стока поверхностных вод из зоны карьера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2