Способ формирования отвала в виде артезианского водохранилища

Изобретение относится к открытым горным разработкам при рекультивации отвалов. Техническим результатом является создание отвала, представляющего собой артезианское водохранилище. Способ формирования отвала в виде артезианского водохранилища, включает отсыпку внутри отвала сначала слоя водоупорных пород, затем слоя водопроницаемых пород, а поверх этого слоя еще одного водоупорного слоя, формируя все эти слои в виде линз с выходами на дневную поверхность, через которые в водопроницаемый слой нагнетают воду. 1 ил.

 

1. Область применения изобретения.

Изобретение относится к открытым горным разработкам при рекультивации отвалов.

2. Аналоги изобретения.

После поиска и анализа доступных автору литературных источников близких предлагаемому изобретению аналогов не обнаружено.

3. Раскрытие изобретения.

Сущность изобретения заключается в формировании внутри отвала (под отвалом понимается вся отвальная гряда, сформированная после полной отработки карьера) двух или более водоупорных линз с выходом на дневную поверхность. Между водоупорными линзами формируется водопроницаемая линза, также с выходом на дневную поверхность. После формирования отвала водопроницаемую линзу различными способами насыщают водой.

Результатом осуществления изобретения является

1. Отсутствие необходимости проводить рекультивацию сформированного отвала, так как отвал является полноценным народохозяйственным объектом - функционирующим гидротехническим сооружением.

2. После заполнения водопроницаемой линзы водой образуется отвал, который представляет собой артезианское водохранилище. Дальше можно проходить артезианские скважины и получать накопленную воду для различных целей. Воду в отвале можно периодически пополнять.

4. Краткое описание чертежей.

Чертеж характеризует основную идею изобретения.

5. Осуществление изобретения.

1. Сначала необходимо вычислить максимальную мощность водоупорных линз.

2. Далее необходимо вычислить изменение мощности на каждой отсыпаемой заходке.

3. По необходимому напору артезианской воды и другим факторам необходимо выбрать толщину водопроницаемой линзы и вычислить ее изменение на каждой отсыпаемой заходке.

4. На каждой заходке в соответствии с вычисленными параметрами отсыпают водоупорные и водопроницаемые слои пород.

5. Поверхность отвала закрывается водоупорным слоем полностью, оставляя два выхода водопроницаемой линзы на дневную поверхность, либо не закрывают, тогда поверхностные воды будут скапливаться на поверхности верхней линзы, формируя безнапорное водохранилище.

6. После полной отработки карьера отвал-водохранилище сформирован. Далее любыми способами в отвал (через выходы водопроницаемой линзы на дневную поверхность) нагнетается вода вплоть до полного заполнения водохранилища.

7. Отвал-водохранилище представляет собой полноценный народохозяйственный объект - гидротехническое сооружение. После его формирования он сдается в эксплуатацию. Далее можно проходить артезианские скважины и колодцы и потреблять накопленную воду. Кроме того, воду в отвале можно периодически пополнять.

Повышение водоупорных и прочностных свойств пород.

В процессе разборки забоя водоупорные породы не останутся монолитными, так как необходимо их рыхление взрывом, и далее - ковшом экскаватора. Разрыхленные водоупоры имеют большой объем порового пространства и водоупорами уже не являются, поэтому необходимо восстановление их водоупорных свойств. Можно выделить следующие способы увеличения водоупорных и прочностных свойств пород:

1. Технологический способ.

1.1. Отсыпка пород с большой высоты - максимальной высоты разгрузки экскаватора.

1.2. Давление на породу весом горного оборудования (проходка экскаватора по водоупорному слою).

2. Технический способ.

2.1. Инкапсулирование породы в технические приспособления (металл, дерево, бетон, цемент, кирпич, брезент).

3. Инъекционный способ.

3.1. Внедрение в поры и пустоты пород цементирующих веществ (бетон, цемент, битум, жидкое стекло, синтетические смолы, глина).

4. Криогенный способ.

4.1. Охлаждение породы.

4.2. Заморозка воды в породе.

Способ формирования отвала в виде артезианского водохранилища, включающий отсыпку внутри отвала сначала слоя водоупорных пород, затем слоя водопроницаемых пород, а поверх этого слоя еще одного водоупорного слоя, формируя все эти слои в виде линз с выходами на дневную поверхность, через которые в водопроницаемый слой нагнетают воду.