Способ рекультивации породного отвала

Авторы патента:

E21C41/32 - восстановление земель, нарушенных открытыми разработками (машины или способы обработки или вскапывания почвы для сельскохозяйственных целей A01B 77/00,A01B 79/00; машины для засыпки E02F 5/22)

A01B79/00 - Способы обработки почвы (если для осуществления этих способов необходимо использовать специальные машины, то такие способы следует классифицировать по рубрикам, к которым отнесены соответствующие машины)

Владельцы патента RU 2763561:

Галайко Владимир Васильевич (RU)
Зеньков Игорь Владимирович (RU)

Предлагаемый способ относится к горному делу, в частности к освоению месторождений открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использовано при добыче полезного ископаемого и рекультивации породных отвалов. Способ рекультивации породного отвала, включающий укладку отходов в отвал, покрытие их плодородным слоем почвы и посев трав, причем укладку отходов в отвал выполняют Г-образной формы у карьерной выработки, покрывают отвал наступающим фронтом от периферии плодородным слоем почвы из двух складов постоянного хранения плодородного слоя почвы: Г-образной формы на берме безопасности борта карьера, снятого в границах породного отвала, и прямоугольной формы, снятого в границах карьера. Формирование складов постоянного хранения выполняют в следующей последовательности: выделяют полосы снятия плодородного слоя почвы (ПСП) бульдозером для концентрации её в буртах, с последующей отгрузкой экскаватором на конвейер для перемещения ПСП на место постоянного хранения и укладкой отвалообразователем в полосы на территорию склада ПСП до момента нанесения на породный отвал. На завершающем этапе горнотехнической рекультивации после окончания горных работ ПСП из складов отгружают экскаваторами ЭКГ-5А через самоходный бункер на конвейер и отсыпают его с использованием отвалообразователя, а затем бульдозером производят разравнивание нанесенного на поверхность отвала почвенного слоя. Техническим результатом является повышение экологической эффективности отсыпанного породного отвала, покрытого плодородным слоем почвы. 1 ил.

Область техники

Уровень техники

Известен способ открытой добычи угля (патент RU 2186474, МПК A01B 75/02, Опубликовано: 10.08.2002, Бюл. № 22), включающий 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, причем 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.

Недостатком известного способа является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала, покрытого плодородным слоем почвы.

Известен наиболее близкий способ рекультивации породных отвалов (патент RU 2684235, МПК A01B 79/02, Опубликовано: 04.04.2019, Бюл. № 10), включающий укладку отходов в отвал, покрытие их слоем почвенного грунта и посев трав, отличающийся тем, что для снижения затрат на рекультивацию и создания потенциально плодородного слоя почвенный слой формируют путем внесения в голый грунт субстрата, приготовленного из смеси ила с городских очистных сооружений, ила со дна пруда-охладителя вод теплоэлектроцентрали глиноземного производства и вскрышной породы добычи песка в соотношении по массе 0,5:0,5:1, толщиной слоя субстрата 15-20 см.

Недостатком наиболее близкого способа является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала, покрытого плодородным слоем почвы.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является повышение экологической эффективности отсыпанного породного отвала, покрытого плодородным слоем почвы.

Настоящий технический результат достигается в способе рекультивации породного отвала, включающем укладку отходов в отвал, покрытие их плодородным слоем почвы и посев трав, причем укладку отходов в отвал выполняют Г-образной формы у карьерной выработки, покрывают отвал наступающим фронтом от периферии плодородным слоем почвы из двух складов постоянного хранения плодородного слоя почвы: Г-образной формы на берме безопасности борта карьера, снятого в границах породного отвала и прямоугольной формы, снятого в границах карьера, формирование складов постоянного хранения выполняют в следующей последовательности: выделяют полосы снятия плодородного слоя почвы (ПСП) бульдозером для концентрации её в буртах, с последующей отгрузкой экскаватором на конвейер для перемещения ПСП на место постоянного хранения и укладкой отвалообразователем в полосы на территорию склада ПСП до момента нанесения на породный отвал, на завершающем этапе горнотехнической рекультивации после окончания горных работ ПСП из складов отгружают экскаваторами ЭКГ-5А через самоходный бункер на конвейер и отсыпают его с использованием отвалообразователя, а затем бульдозером производят разравнивание нанесенного на поверхность отвала почвенного слоя.

Отличительными признаками являются:

укладку отходов в отвал выполняют Г-образной формы у карьерной выработки, покрывают отвал наступающим фронтом от периферии плодородным слоем почвы из двух складов постоянного хранения плодородного слоя почвы: Г-образной формы на берме безопасности борта карьера, снятого в границах породного отвала, и прямоугольной формы, снятого в границах карьера, такая геометрическая форма породного отвала и последовательность действий позволяет применять на основных процессах покрытия ПСП механизмы с электрическим приводом в виде конвейеров и отвалообразователя с высокой экологической эффективностью;

формирование складов постоянного хранения выполняют в следующей последовательности: выделяют полосы снятия плодородного слоя почвы (ПСП) бульдозером для концентрации её в буртах, с последующей отгрузкой экскаватором на конвейер для перемещения ПСП на место постоянного хранения и укладкой отвалообразователем в полосы на территорию склада ПСП до момента нанесения на породный отвал, это дает экологическую эффективность за счет прямолинейных форм полос и складов ПСП позволяющих использовать в оптимальном режиме конвейерный транспорт на снятии и складировании плодородного слоя почвы, который имеет самое низкое воздействие на окружающую среду;

на завершающем этапе горнотехнической рекультивации после окончания горных работ ПСП из складов отгружают экскаваторами ЭКГ-5А через самоходный бункер на конвейер и отсыпают его с использованием отвалообразователя, а затем бульдозером производят разравнивание нанесенного на поверхность отвала почвенного слоя, такая последовательность процессов ведет к повышению экологической эффективности отсыпанного породного отвала, покрываемого плодородным слоем почвы.

Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».

Краткое описание рисунка

На чертеже приведен схематичный вид породного отвала, покрываемого плодородным слоем почвы, включающий: 1, 3, 4, 6, 8 - выделенные полосы снятия плодородного слоя почвы (ПСП) (на примере в контуре карьера, аналогично выполняют под породным отвалом); 2, 5, 7 – полосы с концентрируемым ПСП в буртах, с последующей отгрузкой экскаватором на конвейер для перемещения ПСП на место постоянного хранения; 9, 10, 11 – полосы порядка укладки ПСП на территорию склада для постоянного его хранения до момента нанесения на породный отвал; 12 – породный отвал; 13 – укладка ПСП отвалообразователем на поверхность породного отвала; 14 - склад постоянного хранения ПСП, снятого в границах породного отвала; 15 - сплошная линия, характеризующая направление конвейерных потоков для покрытия отвала плодородным слоем почвы; 16 - снятия ПСП бульдозером в бурты; 17 – контур земной поверхности выработанного пространства карьера; 18 - склад постоянного хранения ПСП, снятого в границах карьера; 19 – пунктирная линия характеризующая направление конвейерных потоков при удалении ПСП из границ карьера и его перемещения на склад постоянного хранения.

Осуществление изобретения

Породный отвал 12 выполняют Г-образной формы и формируют его у контура земной поверхности выработанного пространства карьера 17, это позволяет применять на основных процессах покрытия ПСП механизмы с электрическим приводом в виде экскаватора, конвейеров и отвалообразователя с высокой экологической эффективностью. Предварительно убирают и формируют склады ПСП в следующей последовательности. Выделяют в контуре карьера полосы снятия ПСП 1, 3, 4, 6, 8 и его концентрацию бульдозером в полосах 2, 5, 7 с последующей отгрузкой экскаватором ЭКГ-5А на конвейер 19 для перемещения ПСП на место постоянного хранения на складе 18. Аналогично выполняют в контуре породного отвала 12 полосы снятия, концентрации и отгрузку, перемещение, хранение ПСП на складе 14 на берме безопасности борта карьера, так как нагрузка от склада 14, имеющего высоту 3 м, в расчетах на устойчивость борта карьера не повлияет и будет находится в области ошибки в расчетах, составляющей 10% для горнотехнических задач. На завершающем этапе горнотехнической рекультивации после окончания горных работ ПСП из складов 14 и 18 отгружают экскаваторами ЭКГ-5А через самоходный бункер на конвейер 19 , по которому отгруженный почвенный слой перемещают на породный отвал 12. Направления перемещения ПСП из складов постоянного хранения на отвал, наступающим фронтом от периферии его, показаны сплошными стрелками на чертеже. На отвале 12 ПСП отсыпают с использованием отвалообразователя и затем бульдозером производят разравнивание нанесенного на поверхность отвала почвенного слоя.

Таким образом формирование породного отвала у карьерной выработки, покрытого плодородным слоем почвы, с прямолинейными геометрическими формами, позволяет применять на основных процессах снятия, складирования и покрытия ПСП механизмы с электрическим приводом в виде экскаватора, конвейеров и отвалообразователя с высокой экологической эффективностью.

Источники информации

1. Патент RU 2186474, МПК A01B 75/02, Опубликовано: 10.08.2002, Бюл. № 22;

2. Патент RU 2509457, МПК A01B 75/02, Опубликовано: 20.03.2014, Бюл. № 8.

Способ рекультивации породного отвала, включающий укладку отходов в отвал, покрытие их плодородным слоем почвы и посев трав, отличающийся тем, что укладку отходов в отвал выполняют Г-образной формы у карьерной выработки, покрывают отвал наступающим фронтом от периферии плодородным слоем почвы из двух складов постоянного хранения плодородного слоя почвы: Г-образной формы на берме безопасности борта карьера, снятого в границах породного отвала, и прямоугольной формы, снятого в границах карьера, формирование складов постоянного хранения выполняют в следующей последовательности: выделяют полосы снятия плодородного слоя почвы (ПСП) бульдозером для концентрации её в буртах, с последующей отгрузкой экскаватором на конвейер для перемещения ПСП на место постоянного хранения и укладкой отвалообразователем в полосы на территорию склада ПСП до момента нанесения на породный отвал, на завершающем этапе горнотехнической рекультивации после окончания горных работ ПСП из складов отгружают экскаваторами ЭКГ-5А через самоходный бункер на конвейер и отсыпают его с использованием отвалообразователя, а затем бульдозером производят разравнивание нанесенного на поверхность отвала почвенного слоя.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при рекультивации бортов карьеров. Для этого при террасировании борта карьера в процессе рекультивации в качестве техногенной смеси используют осыпи, образованные у подножия откосов уступов, породы из которых укладывают на внешней стороне межуступных площадок, а вдоль внутренней стороны площадки создают траншею для сбора осыпающихся с откоса пород.

Технология получения рекультиванта универсального // 2753423

Изобретение относится к строительному и горному делу, а также к сфере обращения с отходами и может использоваться на техническом этапе рекультивации нарушенных земель, в том числе карьерных выемок. Техническим результатом является эффективное использование отходов 4-5 класса «опасности для окружающей среды» для получения рекультиванта (универсального) с одновременным снижением воздействия на окружающую среду.

Способ ускоренной механогидравлической рекультивации выработанного пространства открытых горных выработок // 2737300

Изобретение относится к области восстановления земель, нарушенных открытыми разработками. Для осуществления способа ускоренной механогидравлической рекультивации выработанного пространства открытых горных выработок выполняют отсыпку или намывку дамбы для гидроотвала вскрышных пород.

Способ создания устойчивых лесных экосистем на отвалах, образованных при разработке угольных месторождений открытым способом // 2731345

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при биологической рекультивации отвалов угольной промышленности, направлено на восстановление лесных экосистем на отвалах, образованных при разработке угольных месторождений открытым способом. Техническим результатом является создание на отвалах природоподобных лесных фитоценозов с высоким жизненным состоянием древостоев, ранним и обильным семеношением, развитым травянистым покровом с преобладанием в проективном покрытии видов, имеющих положительную и приспособительную реакции к воздействию фитогенных полей сосны обыкновенной, равномерным размещением благонадежного подроста, выраженной вертикальной ярусностью и горизонтальной дифференциацией.

Способ утилизации пород отвалов // 2730233

Изобретение относится к области рекультивации и утилизации пород отвалов и может быть использовано в горной промышленности и сельском хозяйстве при получении конструктозема. Технический результат заключается в обеспечении возможности оструктуривания и насыщения безжизненной породы органическим веществом и полезными микроэлементами.

Способ совмещения работ по добыче полезных ископаемых и восстановлению земель при разработке крутопадающих месторождений // 2719894

Изобретение одновременно относится к горным работам и к техническому этапу рекультивации земель, нарушенных в результате добычи запасов сближенных крутопадающих месторождений. Техническим результатом является снижение сроков восстановления земель и их площадей, изымаемых для размещения отходов горно-перерабатывающей отрасли, за счет совмещения работ по добыче и выполнению технического этапа рекультивации.

Способ использования геотермального тепла и тепла отвалов вскрышных пород глубоких карьеров угледобычи // 2716534

Изобретение относится к открытым разработкам угледобывающей промышленности и энергетики. Техническим результатом изобретения является получение геотермальной и тепловой энергии отвалов на отработанных глубоких карьерах добычи угля.

Способ рекультивации нарушенных земель // 2715768

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к открытым горным работам, и может найти применение при рекультивации карьерных выемок после проведения открытых горных работ. Техническим результатом является обеспечение более быстрого восстановления нарушенных земель.

Способ формирования отвалов антропогенных отходов под облесение // 2714712

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к фитомелиорации отвалов отходов, включающей их подготовку под облесение. В отличие от способа-прототипа, в котором спиралевидные террасы с перемычками для посадки в них растений устраиваются после сформирования конусовидного отвала, то в предлагаемом способе террасы создают в процессе отсыпки отвалов в форме дорожного полотна с кюветом, примыкающим к верхней части отвала, а затем в кюветах устраивают перемычки из плодородного грунта, при этом высота перемычек не превышает уровня дорожного полотна.

Способ формирования корнеобитаемого слоя поверхности отвалов, образованных отрытой разработкой полезных ископаемых // 2709713

Изобретение относится к восстановлению нарушенных земель при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Для формирования корнеобитаемого слоя поверхности отвалов применяют субстрат толщиной слоя 50 см, состоящий из вскрышной породы карьера добычи песка из поймы реки и ила с очистных сооружений не менее 5 лет хранения, взятых в весовом соотношении 1:0,1.

Способ обработки почвы // 2762405

Способ обработки почвы почвообрабатывающим орудием относится к области сельского хозяйства и может быть использован при подготовке почвы под полосовой посев культур, возделываемых с поливом по бороздам. Способ обработки почвы осуществляется почвообрабатывающим орудием, рабочие органы которого устанавливают таким образом, что при обработке почвы образуют по ширине зоны посева четыре равные части.