Способ выбора мест размещения углепородных отвалов


 


Владельцы патента RU 2600948:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности, может быть использовано при выборе мест для расположения углепородных отвалов и предназначено для предотвращения самовозгорания складируемой горной массы. Техническим результатом изобретения является предотвращение самовозгорания складируемой горной массы за счет исключения возможности поступления воздуха в отвал через проницаемые зоны в его основании. При подготовке площадки для размещения отвалов создают водонепроницаемый слой до проектных границ отвала, изолирующий слой из инертных материалов по периметру отвала, выделяют границы геодинамически активных блоков, определяют ширину b зоны их влияния и площадки для размещения углепородных отвалов располагают за пределами этих зон. 1 пр., 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для предотвращения самовозгорания складируемой горной породы, может быть использовано при выборе мест для расположения углепородных отвалов.

Самовозгорание углепородных отвалов является одной из актуальных экологических проблем в горнопромышленных районах. В соответствии с теоретическими разработками (Веселовский B.C., Виноградова Л.П., Орлеанская Г.Л., Терпогосова Е.А. Методическое руководство по прогнозу и профилактике самовозгорания угля. М.: АН СССР, 1971) самовозгорание угля обусловливается химической активностью угля, притоком к нему воздуха и накоплением тепла, образующегося в результате окисления. Необходимым фактором здесь является приток воздуха, в связи с чем изобретение направлено на профилактику поступления воздуха в тело отвала.

Известен способ выбора места для расположения отвала, учитывающий направление господствующего ветра. Место для размещения отвала выбирают с учетом розы ветров данного района, что снижает воздействие отвала на селитебные зоны населенных пунктов (Протасова Н.Н. Обоснование факторов, влияющих на выбор местонахождения отвалов. 7 Международная научно-практическая конференция «Инновации в технологиях и образовании», Велико Тырново, 28-29 мая, 2014: Сборник статей. Ч. 1. Белово; Велико Тырново. 2014, с. 60-65).

Недостатком данного способа является то, что при таком выборе места расположения отвала сохраняются условия поступления воздуха к его поверхности и внутренним частям через проницаемые зоны в его основании за счет давления, создаваемого напором воздуха.

Также известен способ выбора места расположения углепородного отвала, который основан на минимизации расстояния транспортирования породы от угольного предприятия до породного отвала (Агапов А.Е., Навитний A.M., Терещенко Т.Л., Игошин В.М., Каплунов Ю.В., Малышев А.А., Батраков Н.В., Агапитова О.В. Технико-технологические решения по формированию пожаробезопасных параметров и тушению горящих отвалов (террикоников): В 2 кн. Справочное пособие. Москва-Шахты: изд-во ЮРО АГН РФ. - 2008).

Недостатком данного способа также является то, что при таком выборе места расположения отвала сохраняются условия поступления воздуха к его поверхности и внутренним частям через проницаемые зоны в его основании за счет давления, создаваемого напором воздуха.

В рассмотренных выше способах не учитываются особенности геологического, тектонического и геоморфологического строения района.

Наиболее близким по технической сущности является такой способ, когда отвалы размещают на землях, непригодных для сельскохозяйственного производства и других целей. В первую очередь для размещения отвалов выбирают отработанные карьеры, балки, овраги и т.п. (Агапов А.Е., Навитний A.M., Терещенко Т.Л., Игошин В.М., Каплунов Ю.В., Малышев А.А., Батраков Н.В., Агапитова О.В. Технико-технологические решения по формированию пожаробезопасных параметров и тушению горящих отвалов (террикоников): В 2 кн. Справочное пособие. Москва-Шахты: изд-во ЮРО АГН РФ. - 2008). Предварительно на площадках, планируемых для размещения углепородных отвалов, создают изолирующий слой из инертных материалов по периметру отвала на высоту каждого вновь формируемого яруса для предотвращения возникновения отдельных очагов горения на глубине и перемещения их от поверхности отвала в сторону его откоса. Одновременно по внешнему контуру ярусов формируют насыпи из инертных материалов, затем производят отсыпку и складирование породы выравнивающего слоя площадки с последующим уплотнением отвальной массы кулачковыми катками. После этого на откосах укладывают складированный ранее слой грунта и весной производят посадку саженцев. Таким образом, вся боковая поверхность отвала оказывается озелененной, что препятствует ветровой эрозии и поступлению воздуха в отвал.

Недостатком данного способа является то, что размещение отвалов в балках и оврагах может существенно повысить вероятность поступления воздуха в тело отвала через трещины и разломы в земной коре, поскольку балки и овраги являются индикаторами современных активных разломов земной коры (геодинамически опасных зон) (Геодинамика недр. Методические указания / Под ред. Петухова И.М., Батугиной И.М. - Л.: ВНИМИ, 1990. 138 с.). Кроме того, в геодинамически опасной зоне может происходить деформация изолирующего слоя в основании отвала, что способствует установлению аэродинамическая связи между телом отвала и проницаемой зоной в его основании. Изобретение направлено на устранение возможности возникновения аэродинамической связи между размещенными в отвале породами и проницаемыми зонами в его основании путем размещения отвала за пределами геодинамически опасной зоны.

Техническим результатом изобретения является предотвращение самовозгорания складируемой горной массы за счет исключения возможности поступления воздуха в отвал через проницаемые зоны в его основании.

Технический результат достигается следующим образом. В предполагаемом районе размещения углепородного отвала производят выделение геодинамически активных блоков и их границ, определяют ширину зон влияния границ геодинамически активных блоков (ширину геодинамически опасных зон) и выбирают место для размещения отвала за пределами зон влияния границ геодинамически активных блоков (геодинамически опасных зон). Подготовка площадки для размещения отвала производится путем создания водонепроницаемого слоя до его проектных границ и формирования изолирующего слоя из инертных материалов по его периметру. После отсыпки отвала производится озеленение его откосов.

Способ поясняется на чертеже. Цифрами обозначены следующие составные элементы: 1 - углепородный отвал; 2 - земная поверхность; 3 - массив горных пород; 4 - зона влияния границ геодинамически активных блоков (геодинамически опасная зона); 5 - изолирующий слой; 6 - зона разрушения изолирующего слоя в основании; 7 - зона разрушения изолирующего слоя на бортах; 8 - наносы; 9 - движение воздуха. Способ реализуется следующим образом.

С помощью метода геодинамического районирования на основе использования топокарт, аэро- и космоснимков разных масштабов, геологических, геофизических, геоморфологических и других материалов производят выделение границ геодинамически активных блоков (4), оценивают ширину их влияния (b), осуществляют идентификацию этих зон на местности, сопоставляют их с планируемым местом размещения углепородных отвалов (1) на земной поверхности (2). Участок для размещения углепородных отвалов располагают за пределами зон влияния границ геодинамически активных блоков.

Реализация предлагаемого способа возможна на основании того, что земная кора состоит из иерархически упорядоченных геодинамически активных блоков разного ранга, которые находятся в постоянном взаимодействии друг с другом (И.М. Батугина, И.М. Петухов. Геодинамическое районирование месторождений при проектировании и эксплуатации рудников. М.: Недра, 1998. 166 с.). Границы между блоками получили название «геодинамически опасные зоны» и представляют собой линейные участки тектонической деструкции породного массива. Проницаемость пород на границах блоков может быть намного выше, чем проницаемость пород внутри блоков, что способствует массопереносу газов в массиве именно по этим зонам. Кроме того, взаимодействие блоков и их относительные смещения по границам препятствуют залечиванию трещин в массиве горных пород и вызывают деформации поверхностных сооружений, например зданий и трубопроводов (Петухов И.М., Батугина И.М. Геодинамика недр. М.: Недра коммюникейшенз, 1999. 214 с.).

Поэтому при размещении углепородного отвала над геодинамически опасной зоной создаются условия для разрушения с течением времени изолирующего слоя в основании отвала (6) и на его бортах (7) и поступления воздуха в тело отвала через проницаемую зону за счет тяги, возникающей за счет ветрового напора и перепада давления по высоте отвала.

Пример. Горящие углепородные отвалы имеются в Восточном Донбассе, Кузбассе и других горнопромышленных районах России (Экологический мониторинг при ликвидации шахт и разрезов / Под общей редакцией Красавина А.П. - Пермь, ОАО «МНИИЭКО ТЭК», 2010. - 315 с.). Многие из них расположены в балках, оврагах и других понижениях рельефа. Углепородные отвалы имеют размеры 0,5-5 км. Результаты геодинамического районирования показывают, что в Кузбассе шахтные поля разделены на геодинамически активные блоки размерами от 2 до 10 км с шириной зон влияния их границ 200-400 м (Батугин А.С., Головко И.В., Семенов В.А., Мусина В.Р. Определение ширины зон влияния границ блоков по данным проявления техногенной сейсмичности в горнопромышленном районе Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2015. №7. С. 211-214). Границы блоков прослежены через балки, овраги и другие индикаторы рельефа (Геодинамика недр. Методические указания / Под ред. Петухова И.М., Батугиной И.М. - Л., ВНИМИ, 1990. 138 с.). Ширина b зон влияния геодинамически активных границ блоков (ширина геодинамически опасной зоны) определяется путем регистрации и анализа пространственного размещения сейсмических событий или путем измерения амплитуды взаимного вертикального смещения блоков и дальнейшего расчета по формуле b=10H, где H - амплитуда относительно смещения блоков. Поскольку ширина геодинамически опасной зоны намного меньше размеров углепородных отвалов, а размеры отвалов меньше размеров отдельных блоков, существует возможность располагать отвалы за пределами геодинамически опасных зон.

Способ выбора мест размещения углепородных отвалов, включающий подготовку площадки путем создания водонепроницаемого слоя до проектных границ отвала, изолирующего слоя из инертных материалов по периметру отвала и озеленение откосов отвала, отличающийся тем, что производят выделение границ геодинамически активных блоков земной коры, определяют ширину зоны их влияния и площадки для размещения отвалов располагают за пределами этих зон.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для исследования подземных структур. Раскрыт способ оценивания распределений температур по геологической среде на основании трехмерной модели теплопроводности для геологического пласта.

Изобретение относится к области геолого-геофизических исследований и может быть использовано для обнаружения углеводородного сырья в нетрадиционных коллекторах баженовской свиты осадочного чехла, а также для оценки площади запасов нефти и газа, содержащихся в нетрадиционных коллекторах.

Изобретение относится к поисково-разведочным системам с использованием комбинированных геофизических методов и может быть использовано для поисково-разведочных работ на нефть и газ в сложнопостроенных районах с развитой солянокупольной тектоникой и картированием кровли соли и подсолевых отложений.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска месторождений углеводородов на акватории моря. Способ включает в себя выполнение дистанционных сейсмических исследований места исследований для идентификации целевого места.

Изобретение относится к области обработки и интерпретации данных геоструктур. Предложен способ оценивания возможности коллекторной системы, содержащий этапы, на которых измеряют критический риск и критическую возможность целевой переменной для коллекторной системы с использованием компьютерной системы.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для измерения предвестников землетрясений. Сущность: система содержит множество первичных датчиков-фотометров (1) контроля оптической плотности атмосферы, функционирующих в режиме отслеживания превышения сигнала установленного порогового уровня.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для моделирования петрографических фаций. Предложено распространение петрографических фаций с использованием аналитического моделирования.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе добычи углеводородов. В изобретении раскрывается способ анализа подземной породы.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для изучения гравитационного поля в Мировом океане в целях навигационно-гидрографического обеспечения сил флота и народного хозяйства.

Изобретение относится к области геофизики и может найти применение при разработке нефтяных залежей. Способ включает проведение геолого-геофизических и промысловых исследований скважин, комплексный анализ их результатов, выделение литотипов по данным ГИС, оценку разделения литотипов в полях скоростей продольных, поперечных волн и плотности, проведение синхронной инверсии частичных угловых сумм сейсморазведочных работ 3Д, в результате чего получают трехмерные кубы скоростей продольной, поперечной волн и плотности.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности. Техническим результатом является сокращение рабочего цикла на время поворота ковша к месту его разгрузки, что ведет к увеличению производительности.

Изобретение относится к комплексу для разработки открытым способом глубоких карьеров, в частности кимберлитовых трубок. Технический результат - безвзрывная выемка руды из глубоких карьеров и её транспортировка на уровень дневного грунта без использования автотранспорта.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на калийных предприятиях при совместном размещении солеотходов и шламов обогатительных фабрик на солеотвале.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для открытой разработки месторождений любой мощности. Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении производительности, технологической эффективности и экологической безопасности с получением кондиционных фракций горной массы посредством непрерывного выемочно-классификационного процесса без использования воды.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано преимущественно для дифференцированной загрузки горной массы в автосамосвалы при разработке сложноструктурных месторождений в процессе непрерывной работы выемочного агрегата, например карьерных комбайнов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на калийных предприятиях при совместном размещении солеотходов и шламов обогатительных фабрик на солеотвале.

Изобретение относится к области горной промышленности, к способам взрывного разрушения взрывания разнопрочных массивов. Способ включает бурение основных рассредоточенных и дополнительных укороченных скважин с кумулятивным эффектом, определение в процессе бурения контура в плане, отметок почвы и кровли крепких включений, размещение в основных и дополнительных укороченных скважинах зарядов взрывчатых веществ (ВВ), выполнение забойки и взрывание.

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к разработке горных пород с применением механического рыхления, например, угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности селективной разработки группы угольных пластов за счет одновременного валового взрывного рыхлении покрывающих и подстилающих угольные пласты скальных пород вскрыши с сохранением структуры и положения угольных пластов в пространстве.

Изобретение относится к области горного дела и строительства и может быть использовано при креплении горных склонов или бортов карьера, подверженных воздействию грунтовых вод.

Изобретение относится к открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является снижение объемов дополнительного разноса бортов карьеров за счет уменьшения размеров перегрузочных пунктов, производящих перегрузку горной массы сборочного автотранспорта небольшой грузоподъемности в магистральный большегрузный автотранспорт.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений твердых полезных ископаемых с помощью добычного комплекса и конвейерного карьерного транспорта. Технический результат заключается в повышении производительности процесса выемки, дробления и погрузки горной массы за счет обеспечения повышенной синхронизации, безопасности, надежности ведения работ и снижения капитальных затрат. Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающий выемку взорванной горной массы карьерным гидравлическим экскаватором, разгрузку горной массы из ковша в постоянную точку с обеспечением автоматизации части рабочего цикла копания, автоматизацию процессов посредством системы управления и согласования взаимодействия работы механизмов и оборудования по преобразованию цикличного характера копания в непрерывный поток погружаемой горной массы. Разгрузка горной массы из ковша осуществляется в приемный бункер, оборудованный классификатором для отделения крупнокусковой горной массы от мелко- и среднекусковой горной массы. Крупнокусковая горная масса подается в дробилку, измельчается и поступает последовательно на питатель и отвальный конвейер. 3 ил.
Наверх