Способ рекультивации деформированием земной поверхности береговой зоны водных объектов

 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к рекультивации земной поверхности прибрежной зоны водных объектов. Способ включает оставление предохранительных целиков под водными объектами, образование водозащитных дамб и рекультивации. Рекультивацию земной поверхности прибрежной зоны водных объектов производят деформированием земной поверхности, опуская водный объект ниже положительной отметки береговой зоны путем отработки лавы в предохранительном целике непосредственно под водным объектом. При этом оставляют по краям лавы барьерные целики, ширину лавы Д выбирают в зависимости от мощности вынимаемого пласта m необходимую и достаточную, чтобы в толще пород после отработки лавы и оседания породы в зоне сжатия не образовывались водопроводящие трещины, соединяющие водоем с горными выработками, над барьерными целиками образовывались водозащитные валы-дамбы на поверхности земли, а сам водный объект опустился ниже положительных отметок прибрежной зоны поверхности земли, при этом параметр Д определяют по математической формуле. В случае, когда мощность вынимаемого пласта m>H/20, водный поток объекта временно направляют по искусственным временным руслам. Изобретение позволяет проводить эффективную рекультивацию прибрежной зоны и снизить потери полезных ископаемых в целиках. 2 ил.

Изобретение относится к области горного дела и в частности к рекультивации земной поверхности прибрежной зоны водных объектов, берега которых укреплены дамбами или плотинами, а зеркало воды расположено выше поверхности прибрежной зоны, опускание которой произошло вследствие проведения под ней подземных горных работ.

Известен способ борьбы с затоплением шахт и площадей прибрежной зоны водных объектов, заключающийся в определении зоны опасного влияния вблизи водного объекта с точки зрения прорыва воды по водопроводящим трещинам, намечают комплекс мер по безопасному ведению горных работ и оценивают возможность затопления отдельных участков поверхности вследствие их опускания (оседания) над горными выработками и осуществляют их защиту от затопления [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ охраны сооружений и природных водных объектов от вредного влияния подземных горных работ, например, под реками, протекающими над шахтными полями, заключающийся в оставлении предохранительных целиков и сооружении защитных дамб [2].

Недостатком этих способов является то, что реки нередко оказываются выше остальной местности, осевшей под влиянием горных работ, и естественный сток воды в реку (водоем) прекращается, а сама местность заболачивается. Для предотвращения затопления прибрежной местности необходимо строить дамбы и поддерживать их длительное время в рабочем состоянии. Кроме того, в самих целиках остается полезное ископаемое, которое уходит в безвозвратные потери.

Целью изобретения является рекультивация прибрежных площадей и снижение потерь полезных ископаемых в целиках.

Указанная цель достигается тем, что из оставленного под водным объектом предохранительного целика производится выемка полезного ископаемого шириной не менее ширины зеркала воды водоема, оставляя по бокам барьерные целики, таким образом рекультивацию земной поверхности прибрежной зоны водных объектов производят деформированием земной поверхности, опуская водный объект ниже положительных отметок береговой зоны путем отработки лавы в предохранительном целике непосредственно под водным объектом, при этом оставляют по краям барьерные целики, ширину лавы Д выбирают в зависимости от мощности вынимаемого пласта m необходимую и достаточную, чтобы в толще пород после отработки лавы и оседания породы в зоне сжатия не образовывались водопроводящие трещины, соединяющие водоем с горными выработками, над барьерными целиками образовывались водозащитные валы-дамбы на поверхности земли, а сам водный объект опустился ниже положительных отметок прибрежной зоны поверхности земли, в случае, когда мощности вынимаемого пласта m > Н/20, водный поток объекта временно направляют по искусственным временным руслам.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано положение поверхности прибрежной зоны при оставлении предохранительного целика, а на фиг.2 показано положение поверхности земли прибрежной зоны после отработки части предохранительного целика и оставления барьерных целиков.

На чертежах показаны: 1 - поверхность земли до отработки, 2 - поверхность земли после отработки, 3 - положение водоема (водный объект), 4 - ранее выработанное пространство (горная выработка), 5 - предохранительный целик, 6 - зона безопасного влияния водного объекта (зона сжатия земной поверхности), 7 - отработанный целик (лава), 8 - барьерные целики, 9 - прибрежная поверхность земли после отработки целика, 10 - водозащитные дамбы (валы-дамбы).

Способ реализуется следующим образом.

В оставленном под водным объектом 3 предохранительном целике 5 производят выемку полезного ископаемого шириной не менее ширины зеркала воды водоема 3, оставляя по бокам барьерные целики 8. В результате проведенных горных работ происходит деформация земной поверхности, т.е. земная поверхность над отработанными участками опустится таким образом, что положительные отметки береговой зоны окажутся выше уреза воды, а над барьерными целиками 8 образуются водозащитные дамбы (валы-дамбы) 10.

Оставляя по краям лавы 7 барьерные целики 8, ширину лавы Д выбирают в зависимости от мощности вынимаемого пласта m необходимую и достаточную, чтобы в толще пород после отработки лавы 7 и оседания породы в зоне сжатия не образовывались водопроводящие трещины, соединяющие водоем с горными выработками, а над барьерными целиками 8 на поверхности земли образовывались водозащитные валы-дамбы 10, а сам водный объект 3 опустился ниже положительных отметок прибрежной зоны поверхности земли, в случае, когда мощности вынимаемого пласта m > Н/20, водный поток объекта временно направляют по искусственным временным руслам.

Параметры Д определяют по формуле Д=d+2HctgΔ, где Д - ширина лавы, d - ширина водного объекта; Н - глубина горных работ, (м); Δ - угол, определяющий положение зоны сжатия на земной поверхности; m - мощность вынимаемого пласта.

При отработке в предохранительном целике 5 лавы 7 шириной Д угол Δ, определяющий положение зоны сжатия на земной поверхности, должен быть таким, чтобы водный объект попадал именно в зону сжатия и в толще пород не образовывалось сквозных водопроводящих трещин, соединяющих водоем с горными выработками. Между отрабатываемой лавой 7 и старыми горными выработками 4 оставляются барьерные целики 8. При таком порядке отработки запасов водный объект 3 опускается, т.е. через некоторое время происходит оседание горных пород (фиг. 2) на величину, при которой сохраняется естественная поверхность прибрежной зоны с наклоном в сторону водоема, а над барьерными целиками 8 появятся валы, образующие водозащитные дамбы 10 (валы-дамбы).

В случае, когда вынимаемая мощность пласта m>Н/20, следует направлять поток водного объекта по искусственным временным руслам (например, лоткам или трубам).

Таким образом, деформируя земную поверхность отработкой предохранительных целиков 5 с оставлением барьерных целиков 8, опускают урез водного объекта ниже положительных отметок прибрежной зоны, таким образом производя рекультивацию ландшафта, заключающуюся в выравнивании положительных форм рельефа, при этом отпадает необходимость в завозе грунта и залужении поверхности земли, т. к. плодородный слой земли не нарушен и как правило покрыт травяной растительностью, т.е. деформированием земной поверхности прибрежной зоны происходит естественная рекультивация прибрежных площадей, а отработкой части предохранительных целиков снижаются потери полезных ископаемых.

Источники информации 1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях С.-Петербург, ВНИМИ, 1998, с.62-63.

2. Там же, стр.64.

Формула изобретения

Способ охраны земной поверхности прибрежной зоны водных объектов, заключающийся в оставлении предохранительных целиков под водными объектами, образовании водозащитных дамб и рекультивации, отличающийся тем, что рекультивацию земной поверхности прибрежной зоны водных объектов производят деформированием земной поверхности, опуская водный объект ниже положительной отметки береговой зоны путем отработки лавы в предохранительном целике непосредственно под водным объектом, при этом оставляют по краям лавы барьерные целики, ширину лавы Д выбирают в зависимости от мощности вынимаемого пласта m необходимую и достаточную, чтобы в толще пород после отработки лавы и оседания породы в зоне сжатия не образовывались водопроводящие трещины, соединяющие водоем с горными выработками, над барьерными целиками образовывались водозащитные валы-дамбы на поверхности земли, а сам водный объект опустился ниже положительных отметок прибрежной зоны поверхности земли, при этом параметр Д определяют по формуле Д = d + 2HctgΔ,
где Д - ширина лавы;
d - ширина водного объекта;
H - глубина горных работ;
Δ - угол, определяющий положение зоны сжатия на земной поверхности;
m - мощность вынимаемого пласта,
в случае, когда мощности вынимаемого пласта m > H/20, водный поток объекта временно направляют по искусственным временным руслам.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2