Способ рекультивации карьеров с использованием промышленных отходов

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для рекультивации отработанных карьеров при открытой разработке месторождений. Техническим результатом является снижение вредного воздействия на окружающую среду за счет исключения открытого хранения отходов: цементного производства - пыли электрофильтров, и производства лимонной кислоты - цитрогипса, и использование их в составе закладочного материала при рекультивации карьеров. Способ характеризуется тем, что осуществляют раздельную выемку почвенного слоя и вскрышных пород, их перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы, ведут отработку карьерного поля, укладку и выравнивание вскрышных пород, их уплотнение с целью формирования противофильтрационного экрана. Затем вносят закладочный материал, состоящий из смеси вскрышных пород и неорганических отходов - пыли электрофильтров цементного производства и цитрогипса производства лимонной кислоты в соотношении, мас.ч., вскрышные породы: пыль электрофильтров цементного производства: цитрогипс = 2:(1-1,5):(0,2-0,3). 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к охране окружающей среды, и может быть использовано при рекультивации нарушенных земель с использованием промышленных отходов после ведения открытых горных работ.

Известен способ рекультивации карьеров, включающий выемку, перемещение и складирование почвенного слоя в отдельные ленточные отвалы на дно в центре карьерного поля по мере его отработки, вскрышные породы складируются у границ карьерного поля на нерабочих бортах карьера в ленточные отвалы, затем по мере отработки карьерного поля вскрышные породы перемещают на выположенную поверхность бортов и дна карьера прямым ходом планировочного оборудования до j-го отвала почвенного слоя, после чего j-почвенный слой укладывают на вскрышные породы обратным ходом планировочного оборудования [А.с. 1062392 СССР, кл. Е21С 41/00].

Но данным техническим решением нельзя утилизировать неорганические отходы промышленного производства и тем самым снизить затраты на рекультивацию, уменьшить вредное воздействие на окружающую среду за счет исключения открытого хранения неорганических промышленных отходов.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ рекультивации карьеров с использованием в качестве отхода промышленного производства древесных частиц, вносимых в массу отвала [Патент РФ (11) 2004114215 (13) А]. При этом в качестве древесных частиц используется древесная щепа, получаемая из отходов древесины, которые являются побочным продуктом при горных разработках, и деревянные подпорки шахты, разрушенные при проведении взрывных работ.

Недостатком этого способа является невозможность утилизации неорганических отходов, к которым относятся отход цементного производства - пыли электрофильтров очистки отходящих газов обжиговых печей, и гипсосодержащий отход производства лимонной кислоты - цитрогипс, образующийся на стадии разложения цитрата кальция серной кислотой, которые в настоящее время не нашли практического применения и хранятся на специально выделенных территориях - шламохранилищах. Это вызывает негативное влияние на окружающую среду - вторичное пыление при воздействии атмосферного воздуха со скоростью воздушного потока более 4 м/с, выделение сероводорода при биологическом разложении компонентов цитрогипса в процессе длительного хранения, а также отчуждение земель сельскохозяйственного назначения для организации хранилищ неорганических отходов промышленного производства.

Целью предложенного способа является возможность рекультивации отработанных карьеров с использованием неорганических отходов промышленных производств, что не препятствует реализации последующего биологического этапа рекультивации - посадки древесно-кустарниковых культур при восстановлении нарушенных земель.

Поставленная цель достигается тем, что в заявляемом способе рекультивации карьеров, включающем раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, по мере отработки карьерного поля в качестве закладочного материала, используется смесь вскрышных пород и неорганических промышленных отходов - пыли электрофильтров цементного производства и цитрогипса в соотношении, мас.ч., вскрышные породы:пыль электрофильтров цементного производства:цитрогипс = 2:(1-1.5):(0,2-0,3).

Сопоставимый анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в массу отвала совместно с вскрышными породами в определенном соотношении вносятся неорганические отходы промышленного производства (пыль электрофильтров цементного производства и цитрогипс), при следующем соотношении компонентов (мас.ч.), вскрышные породы:пыль электрофильтров цементного производства:цитрогипс = 2:(1-1,5):(0,2-0,3), которые не подвергаются биохимическому окислению в процессе хранения, формируя закладочный материал карьерной выработки, с последующим его уплотнением, что значительно снижает скорость проникновения атмосферных осадков в глубь отвала, и связанные с этим процессом растворение компонентов пыли электрофильтров цементного производства и цитрогипса и последующее загрязнение грунтовых вод.

При таком способе рекультивации карьеров, с использованием отходов производства цементного завода, пыли электрофильтров, и отходов производства лимонной кислоты, цитрогипса, не происходит загрязнение окружающей природной среды. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию «новизна».

Известны технические решения по рекультивации карьеров с использованием органических отходов - древесных частиц, вносимых в массу отвала [Патент РФ (11) 2004114215 (13) А]. Однако при указанном решении не предполагается использование неорганических промышленных отходов - пыли электрофильтров цементного производства и цитрогипса. Что также позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Предлагаемый способ рекультивации карьеров с использованием промышленных отходов реализован следующим образом.

1. Выполаживание бортов карьера.

2. Выравнивание контура участка.

3. Перемещение вскрышных пород из отвалов временного хранения, укладка на дно карьерного поля и уплотнение с целью формирования противофильтрационного экрана, высота которого составляет не менее 2 м в уплотненном состоянии.

4. Перемещение вскрышных пород из отвалов временного хранения и перемешивание с неорганическими промышленными отходами (пылью электрофильтров цементного производства и цитрогипсом) в соотношении, мас.ч., вскрышные породы:пыль электрофильтров цементного производства:цитрогипс = 2:(1-1,5):(0,2-0,3) с целью формирования закладочного материала, его укладка с последующим уплотнением (Рис.1).

5. Перемещение и укладка вскрышных пород из отвалов временного хранения с целью формирования защитного экрана поверхности (финального перекрытия) высотой до 1,5 м.

6. Нанесение почвенно-растительного грунта, снятого в процессе эксплуатации карьера и хранящегося в складах временного хранения, по всей площади рекультивации слоем 0,3-0,5 м.

7. Посадка древесно-кустарниковых пород.

Пыль электрофильтров, образующаяся при очистке отходящих газов обжиговых печей цементного производства, содержащая, мас.ч. %: CaO - 38,5-46,5; MgO - 0,5-6,0; Al2O3 - 0,8-6,2; Fe2O3 - 2,6-7,2; SiO2 - 2,0-13,0; K2O - 5,5-15,2; Na2O - 0,25-0,9; SO3 - 2,3-5,8; хлориды - 2,6-3,2; ппп - 4,8-22,1, смешивается с цитрогипсом, образующимся при производстве лимонной кислоты на стадии разложения цитрата кальция серной кислотой, содержащим, мас.ч. %: CaO - 30,5-31,7; SO3 - 44,8-45,7; MgO - 0,02-0,04; Al2O3 - 0,8-0,12; Fe2O3 - 0,02-0,04; CO2 - 0,05; гидратная вода - 21,23; с вскрышными породами сырьевого карьера, находящимися в отвале временного хранения, в соотношении - вскрышные породы:пыль электрофильтров цементного производства:цитрогипс = 2:(1-1,5):(0,2-0,3). Полученный закладочный материал анализируется на степень вымывания компонентов используемых отходов и влияние на развитие высших растений, что оценивается по объему и уровню рН получаемого фильтрата и массе зеленой части выращенных культур. Полученные результаты представлены в таблице.

Технический результат от использования данного изобретения заключается в снижении вредного воздействия на окружающую среду за счет исключения открытого хранения отходов: цементного производства - пыли электрофильтров, и производства лимонной кислоты - цитрогипса, и использования их в составе закладочного материала при рекультивации карьеров, что позволяет восстановить нарушенные земли и реализовать биологический этап рекультивации - посадку древесно-кустарниковых культур.

Указанный результат достигается тем, что при смешении компонентов закладочного материала в соотношении, мас.ч., вскрышные породы:пыль электрофильтров цементного производства:цитрогипс = 2:(1-1,5):(0,2-0,3), не происходит вымывание токсичных элементов, содержащихся в пыли электрофильтров и цитрогипсе, что предотвращает загрязнение окружающей среды, а также не угнетает рост и развитие древесно-кустарниковых культур на данном рекультивируемом участке.

Изменение соотношения компонентов закладочного материала (мас.ч.) в сторону увеличения содержания пыли электрофильтров цементного производства - вскрышные породы:пыль электрофильтров цементного производства:цитрогипс = 2:(3-6):(0,2-0,3), нецелесообразно, т.к. в этом случае происходит загрязнение грунтовых вод вымывающимися токсичными элементами пыли электрофильтров и угнетение роста и развития высших растений.

При изучении литературных источников аналогичного решения рекультивации отработанных карьеров при открытой разработке месторождений с применением промышленных отходов - пыли электрофильтров цементного производства, образующейся при очистке отходящих газов обжиговых печей, и цитрогипса производства лимонной кислоты, образующегося на стадии разложения цитрата кальция серной кислотой, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Использование предлагаемого способа рекультивации отработанных карьеров с использованием неорганических промышленных отходов (пыли электрофильтров цементного производства и цитрогипса) по сравнению с существующими способами следующие:

1. Применение неорганических промышленных отходов в составе закладочного материала, используемого для заполнения (засыпки) карьерной выемки, не препятствует реализации биологического этапа рекультивации - посадки древесно-кустарниковых культур при восстановлении нарушенных земель.

2. Снижение вредного воздействия на окружающую среду за счет исключения открытого хранения неорганических промышленных отходов - пыли электрофильтров цементного производства и цитрогипса.

Способ рекультивации отработанных карьеров при открытой разработке месторождений, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, отработку карьерного поля, укладку и выравнивание вскрышных пород, их уплотнение с целью формирования противофильтрационного экрана и внесение закладочного материала, устройство верхнего изолирующего покрытия (финального перекрытия) карьера из вскрышных пород и укладывание почвенного слоя, отличающийся тем, что закладочный материал представляет собой смесь вскрышных пород и неорганических промышленных отходов - пыли электрофильтров цементного производства и цитрогипса в соотношении, мас.ч., вскрышные породы:пыль электрофильтров цементного производства:цитрогипс = 2:(1-1,5):(0,2-0,3).



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к горному делу и может использоваться для рекультивации техногенно нарушенных земель. .

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для извлечения ценных компонентов из действующих обводненных хвостохранилищ обогатительных фабрик. .

Изобретение относится к обводнению выработанных торфяников при восстановлении торфяных болот. .

Изобретение относится к области рекультивации, в частности к восстановлению нарушенных земель, расположенных на избыточно увлажненных территориях. .

Изобретение относится к разработке полезных ископаемых открытым способом и может быть использовано при рекультивации затопленных агрессивной водой карьеров с целью снижения их негативного воздействия на окружающую среду и дальнейшего восстановления нарушенных земель.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть применено при консервации (ликвидации) накопителей жидких промышленных отходов, таких как хвостохранилища, шламонакопители и золошлакоотвалы.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при консервации карьеров, расположенных ниже уровня грунтовых вод. .

Изобретение относится к технической рекультивации карьерных выемок, остающихся после добычи строительного камня и других приповерхностных полезных ископаемых. .

Изобретение относится к технической рекультивации карьерных выемок, остающихся после добычи строительного камня и других приповерхностных полезных ископаемых. .

Изобретение относится к способам биологической рекультивации отвалов нарушенных земель при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. .

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для технической рекультивации нарушенных земель

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для технической рекультивации карьеров

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для технической рекультивации выработанных карьеров. Техническим результатом является снижение трудозатрат и стоимости восстановительных работ, рациональное использование земельных площадей. Способ включает закладку выработанного пространства до границы верхнего уровня грунтовых вод строительными отходами, укладку дренирующего слоя строительными отходами, формирование по центру карьера холма посредством свалки вскрышных пород с последующим террасированием склонов холма и устройством на террасах мест для погребения останков, при этом на террасах устраивают подземные склеповые сооружения, предназначенные для нескольких захоронений, причем каждое склеповое сооружение выполнено с гидроизоляцией, водоотводом, дренажной и вентиляционной системами, при этом вентиляционная система дополнительно снабжена отдельным воздуховодом, установленным с углом наклона не более 35 градусов и выполненным в виде полого вертикального канала, заполненного стеблями камыша, расположенного в грунте в непосредственной близости от склепового сооружения с возможностью присоединения к нему каждого последующего захоронения в склеповом сооружении. 1 ил.
Изобретение относится к горному делу и может использоваться для биологической рекультивации горных отвалов открытых разработок полезных ископаемых. Техническим результатом является сокращение сроков полного проективного покрытия растительностью техногенно нарушенных земель. Способ характеризуется тем, что посев трав и древесно-кустарниковых пород производят во впадинах невыровненной поверхности горных отвалов. Одновременно с этим, сеят селитрянку сибирскую (Nitraria sibirika) в борозды, нарезанные на вершинах технологических гребней отвалов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для рекультивации техногенных сооружений и закрепления пылящих поверхностей. Техническим результатом является создание почвообразующего слоя за счет нанесения цеолитовых туфов на поверхность хвостохранилища, позволяющего исключить внесение удобрений, усилить развитие корневой системы трав, тем самым повысить эффективность биологической рекультивации хвостохранилища. Способ включает обработку заскладированных хвостов связующим составом, посев многолетних трав и уплотнение поверхностного слоя. При этом предварительно, для формирования почвообразующего слоя, производят обработку поверхности хвостохранилища цеолитовой гидросмесью при соотношении «цеолит-вода» 1:2 и рыхление поверхностного слоя. А обработку почвы связующим составом, посев многолетних трав и уплотнение поверхностного слоя осуществляют одновременно, при этом в качестве связующего состава применяют водорастворимые полимеры. 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к технической рекультивации карьерных выемок, остающихся после добычи строительного камня и других приповерхностных полезных ископаемых. Техническим результатом является снижение трудозатрат восстановительных работ, а также защита почвы от ветровой и водной эрозии. Способ включает раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьерного поля, закладку выработанного пространства до границы верхнего уровня грунтовых вод строительными отходами. После этого проводят проектно-планировочные работы по строительству дорог, проходов, гидротехнических и мелиоративных сооружений. Затем приступают к закладке выработанного пространства в два этапа. Вначале производят первичную засыпку выработанного пространства карьера смесью, состоящей из смешанных в равных пропорциях вскрышных пород и измельченных строительных отходов с крупностью фракций последних не более 100 мм. Засыпку производят до полного заполнения выработанного пространства карьера, затем по спланированной бульдозером поверхности сверху наносят слой грунтосмеси с семенами многолетних трав лугово-сорной группы и не менее чем через один год проводят окончательную планировку. Затем производят вспашку спланированной поверхности с последующим выравниванием и отсыпку всей поверхности выработанного пространства слоем песка толщиной не менее 100 мм с последующим легким выравниванием. После чего подводят дороги, выполняют гидротехнические и мелиоративные сооружения, а всю площадь спланированной поверхности выработанного пространства делят на участки, на каждом из которых производят захоронения определенных лет и на стандартную глубину захоронения.
Изобретение относится к горному делу, в частности к освоению угольного месторождения открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использовано при добыче угля и рекультивации породных отвалов. Техническим результатом является повышение эффективности открытой добычи угля. Способ включает удаление верхнего почвенного слоя и сохранение его или перенос на территории, подлежащие восстановлению, взрыхление, погрузку и транспортирование вскрышных пород с образованием породных отвалов, отбойку, погрузку и транспортирование угля на склад, рекультивацию отвалов. При этом выветренный уголь пластов, близко подходящих к дневной поверхности, добывают и складируют отдельно, породные отвалы выравнивают, на выровненную поверхность наносят слой почвы и выветренного угля, полученный слой рыхлят с присечкой вскрышных пород и укатывают.

Изобретение относится к способам рекультивации земель в долинах рек, нарушенных дражными разработками. Техническим результатом является возвращение глинистого материала в поровое пространство грубообломочных дражных отложений, что приведет к насыщению отложений мелкоземом и к улучшению водно-теплового режима и повышению плодородия. Способ характеризуется тем, что в долине реки сооружают дамбы обвалования для создания полей фильтрации и предотвращения растекания сточных вод с участка рекультивации. При этом сточную воду из дражного водоема со значительным содержанием взвешенных глинистых частиц подают по шлангам на спланированную поверхность участка рекультивации, причем место подачи пульпы периодически изменяют по площади рекультивируемого участка. 2 ил.
Изобретение относится к технической рекультивации карьерных выемок, остающихся после добычи строительного камня и других приповерхностных полезных ископаемых. Техническим результатом является снижение объемов извлечения почвы для создания плодородного слоя и улучшение экологической ситуации. Способ включает раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьерного поля, закладку выработанного пространства до границы верхнего уровня грунтовых вод строительными отходами, близкими по своему составу к природным минералам с различной крупностью фракций, послойно с последующим уплотнением каждого слоя, укладку дренирующего слоя строительными отходами толщиной не более 0,6 метра и с крупностью фракций 150-200 мм. При этом вначале проводят проектно-планировочные работы по строительству дорог, проходов, гидротехнических и мелиоративных сооружений, затем поверх дренирующего слоя производят первичную засыпку выработанного пространства карьера смесью, состоящей из смешанных в равных пропорциях вскрышных пород и измельченных строительных отходов с крупностью фракций последних не более 100 мм. Засыпку производят до полного заполнения выработанного пространства карьера, затем по спланированной бульдозером поверхности сверху наносят слой грунтосмеси с семенами многолетних трав лугово-сорной группы и не менее чем через один год проводят окончательную планировку, затем вспашку спланированной поверхности с последующим выравниванием, после чего подводят дороги и выполняют гидротехнические и мелиоративные сооружения, деление восстановленной площади на участки для захоронения останков.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Материал для рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и карьеров содержит природный грунт и промышленные отходы. В качестве промышленных отходов он содержит конечный шлак, образующийся при производстве феррованадия алюминосиликотермическим способом, при массовом отношении природного грунта к промышленным отходам, равном 1:1. Изобретение обеспечивает расширение арсенала технических средств. 2 ил.,1 табл.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для рекультивации отработанных карьеров при открытой разработке месторождений

Наверх