Don-stroitel.ru

Все о ремонте
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выполаживание откосов отвалов при рекультивации

6.4. Рекультивация карьерных выемок и отвалов

Карьерные выемки и отвалы образуются при добыче строительных материалов и полезных ископаемых открытым способом. Вскрышные породы, выносимые на поверхность земли и складируемые в виде насыпи, называются внешними отвалами. Вскрышные породы, отсыпаемые внутри карьера, называются внутренними отвалами. Глубина карьерных выемок определяется мощностью, расположением и глубиной залегания пласта. Высота отвалов регламентируется проектом разработки месторождения и проектом рекультивации нарушенных земель.

Добыча полезных ископаемых проводится в течение длительного времени, поэтому рекультивация горных выработок и отвалов включается в технологическую схему разработки месторождения и осуществляется постоянно, по мере сработки пласта. Основными работами, проводимыми при создании рекультивационной поверхности отвалов, являются планировка и землевание. Землевание выполняют снятым почвенным слоем или потенциально плодородными породами. Землевание поверхности откосов скальных отвалов осуществляют с помощью грунтомета, способного выбрасывать фрезерованный грунт на расстояние до 35 м.

Для создания на рекультивационной поверхности отвала растительного покрова используют гидропосев многолетних трав, рабочая смесь которого может включать воду, почву, опилки, семена, небольшие дозы минеральных удобрений, пленкообразующие материалы и т.д.

Озеленение поверхности отвалов с помощью многолетних трав и древесно-кустарниковой растительности, подобранной для конкретных условий, ослабляет эрозионные процессы, повышает устойчивость откосов и ускоряет образование многоярусных сообществ биоты.

По пригодности для проведения биологической рекультивации без предварительного землевания вскрышные породы объединены в следующие группы:

— непригодные по химическому составу породы, содержащие сульфиды и токсичные соли свыше 2%, имеющие рН менее 3.5;

— непригодные по физическим свойствам – трудно выветриваемые, скальные и полускальные породы;

— мало пригодные породы по химическому составу, имеющие рН = 3.5…5.5 и сумму легко растворимых солей в пределах 1…2%;

— мало пригодные по физическому и химическому составу — быстро выветривающиеся сланцы, сильно уплотненные, сцементированные породы;

— пригодные потенциально плодородные породы – подпочвенные горизонты зональных почв.

При добыче полезных ископаемых в зонах избыточного переувлажнения формирование рекультивационной поверхности проводится одновременно с созданием благоприятных гидрологических и гидрогеологических условий внутренних отвалов. Планировка поверхности отвалов выполняется с уклонами, необходимыми для организации поверхностного стока, а при наличии близких грунтовых вод — для строительства открытой осушительной сети. Конструкции осушительной сети принимаются в зависимости от направления использования нарушенных земель.

Рекультивация гидроотвалов начинается на 6…8 год после окончания их намыва. За этот период они стабилизируются, подсыхают и частично покрываются растительностью. Гидроотвалы, построенные в балочных понижениях, представляют собой переувлажненные территории, водный режим которых складывается при участии вод отвала, притока поверхностных и грунтовых вод с водосбора. Регулирование водного режима таких территорий осуществляется с помощью водных (гидротехнических) мероприятий.

Рекультивация гидроотвала включает культуртехнические работы и создание растительного покрова в зависимости от принятого направления использования. Землевание и планировка обычно на таких отвалах не проводится, так как они сложены из потенциально плодородных пород и имеют выровненную поверхность. Поверхности гидроотвалов вскрышных пород, построенных в дамбах обвалования, планируются с уклонами, устойчивыми против эрозии.

Гидроотвалы, образованные из отходов обогащения руд на обогатительных фабриках, называются хвостохранилищами. По химическому составу отходы обогащения имеют существенное различие, которое определяется набором химических элементов в горных породах и способом обогащения (гравитация, флотация, магнитная сепарация и т.д.). Отвалы отходов зарастают очень медленно из-за сильной эрозии, высокой токсичности и недостатка влаги. Поэтому хвостохранилища преимущественно используются в санитарно-эстетических целях и лишь при наличия резерва почвенного слоя — в лесохозяйственных и сельскохозяйственных целях. Основными работами технической рекультивации являются планировка, экранирование, землевание, противоэрозионные мероприятия, регулирование водного режима, очистка дренажных вод. Биологическая рекультивация включает стимулирование дикорастущей растительности, посев многолетних трав и посадку древесно-кустарниковой растительности.

Объектами, подобными хвостохранилищам, являются золоотвалы, образующиеся в результате гидроскладирования отходов от сжигания каменного угля в тепловых электростанциях. Эти отходы также сложны по химическому составу и не всегда имеют благоприятный водный режим для естественного зарастания. Рекультивация золоотвалов выполняется по схемам аналогичным рекультивации хвостохранилищ, но непременно с учетом химического состава золы, местных природно-климатических условий и возможности ее последующего использования для производства строительных изделий, материалов, удобрений и т.д.

Для отвалов, содержащих токсичные соли, можно рекомендовать схему рекультивации, разработанную лабораторией охраны природы Оренбургского сельскохозяйственного института. По этой схеме на породы отвала наносят нейтрализующий слой извести дозой 10 т/га, затем создают глинистый экран толщиной 15 см, дренирующий песчаный слой толщиной 30 см. Далее наносят 60-ти см слой супесчаных или суглинистых грунтов в качестве почвообразующей породы и затем почвенный слой толщиной 20…30 см – для посева сельскохозяйственных культур или 50 см – для древесных растений.

Читайте так же:
Как утеплить водяную скважину на зиму

Использование отвалов в строительных целях определяется сроком их отсыпки (намыва). На глинистых грунтах строительство начинается через 10…5 лет, на песчаных грунтах – через 2…5 лет, на отвалах обогатительных фабрик – через 2…10 лет. При отсыпке отвалов без технологического уплотнения строительные работы могут начинаться через 5 лет.

В отличие от отвалов вскрышных пород рекультивация карьерных выемок проводится не только в лесохозяйственных и сельскохозяйственных целях, но и в водохозяйственных, рыбохозяйственных и рекреационных целях. Это, в первую очередь, карьеры строительных материалов или другие отработанные месторождения, не имеющие в бортах токсичных пород.

Карьерные выемки после выработки ископаемых пород могут быть сухими, переувлажненными и затопленными водой. Поэтому обводненность карьера обязательно учитывается при выборе направления рекультивации.

Сельскохозяйственное использование карьера возможно, если площадь дна карьера более 2 га; имеется резерв почвы (содержание гумуса более 2%) для землевания; дно карьера сложено из потенциально плодородных пород; грунтовые воды нетоксичны и не засолены; существует естественная дренированность, обеспечивающая глубину грунтовых более 0.8 м, или условия для создания осушительной сети, кроме того карьер должен быть недалеко от населенного пункта.
Лесохозяйственное использование карьера (противоэрозионного и водорегулирующего назначения) возможно при условиях: наличия резерва почвы (содержание гумуса более 1%) для землевания; дно карьера сложено из потенциально плодородных пород; грунтовые воды нетоксичны и не засолены; находятся на глубине более 0.6 м или можно провести осушение; карьер расположен далеко от населенного пункта.

Для рекреационного использования карьера (водоем для спортивного рыболовства и купания) нужны следующие условия: вода в карьере отвечает рыбохозяйственным и санитарно-гигиеническим нормам; площадь водоема более 15 га (исходя из условий, что наименьшая площадь для купания – 5 га, для рыболовства – 10 га); есть возможность создания глубины воды для купания более 2 м, а для рыборазведения и рыболовства – 0.5…2 м; удовлетворены требования воспроизводства рыбы (площадь водоема с глубиной 0.15…0.5м должна составлять 20%, а с глубиной 0.5…2.0м – 80%); удаленность карьера от населенного пункта не влияет на данное направление использования.

Селективное формирование площади отвала

Рассмотрим оптимальные схемы горнотехнической рекультивации селективно сформированного отвала, площадь которого предназначена для последующей биологической рекультивации.

Возможны различные варианты технологических схем горнотехнической ре-культивации с использованием колесного транспорта и внешним отвалообразованием.

В отвал уложены нетоксичные вскрышные породы. Поверхность отвала не требует дополнительных технических мероприятий. Привезенная потенциально плодородная почва в виде отдельных конусов разгружается по всей спланированной площади отвала, предназначенной для рекультивации. Расстояние между конусами зависит от мощности создаваемого слоя.

Потенциально плодородные грунты укладываются мощностью не менее 1 м. С увеличением мощности укладываемого слоя расстояние между конусами сокращается. На спланированную поверхность укладывают плодородный слой мощностью не менее 0,3 м. Подготовленная площадь, как правило, используется в сельском хозяйстве.

В случае, когда вскрышные породы сложены скальными крепки-ми породами, на поверхность отвала целесообразно укладывать рыхлые, пригодные для произрастания растений грунты мощностью не менее 1 м.

На спланированную поверхность укладывают потенциально плодородный слой мощностью не менее 1 м; подготовленную площадь целесообразно использовать под зеленую зону (посадка кустарников и деревьев). При отсутствии потенциально плодородных грунтов, для биологической рекультивации можно использовать бес-плодные грунты, но с внесением в них достаточного количества минеральных удобрений.

Такие участки рекомендуют использовать для посева трав и для посадки кустарников. Спланированная поверхность отвала должна быть ровной, с небольшим уклоном, составляющим 1– 2°, для стока избыточных атмосферных осадков. Во избежание забо-лачивания не допускается создание «котлованных» форм поверхности, на которых образуются бессточные пространства.

Рельеф спланированной поверхности должен обеспечивать нормальную эксплуатацию машин при выполнении различных работ. В период проведения горнотехнической рекультивации к каждому участку должна быть устроена подъездная дорога.

Читайте так же:
Что такое откос плитки

Проведение биологической рекультивации на токсичных вскрышных породах возможно только при условии создания экранирующего (защитного) слоя, прерывающего ток солей из нижних горизонтов в верхние. Мощность экранирующего слоя зависит от типа породы и должна быть не менее 0,4 м. Экранирующий слой создается из щебня и нетоксичных глин, при необходимости сохранения атмосферных осадков – из смеси щебня и нетоксичных глин.

С целью рекультивации поверхности откосов отвалов, а также укрепления их от размыва, оползней, ветровой и водной эрозии и предотвращения в будущем локальных деформаций предусматриваются террасирование и выполаживание откосов отвалов. Объем планировочных работ при выполаживании зависит от угла естественного откоса, высоты, периметра и числа ярусов.

Объем работ по выполаживанию:

Выполаживание откосов по периметру отвала возможно осуще-ствлять двумя способами: сверху вниз и снизу вверх.

Выполаживание откосов сверху вниз производится путем пере-мещения пород с верхней бровки яруса на нижнюю. При этом способе выполаживания необходимо увеличение земельной площади для размещения объемов пород. Согласно расчетам приращение площади отвала при выполаживании первого яруса может достигнуть 10% зе-мельного отвода, выделенного под отвал, что необходимо учитывать при отсыпке последней заходки первого яруса при подходе к гранич-ному контуру отвальной площади.

Рисунок 4.5 — Технологическая схема выполаживания откоса до 18° и создание террас

Если выполаживание откосов сверху вниз невозможно (из-за отсутствия свободных площадей), используют выполаживание снизу вверх. При этом способе выполаживания порода перемещается с нижней бровки откоса вверх на поверхность отвала. Объем работ увеличивается в 4 раза по сравнению со способом сверху вниз.

При складировании пород в многоярусные отвалы необходимо создание террас. Для предотвращения эрозии при планировке террас им придается поперечный уклон 1,5–2° в сторону вышележащей тер-расы.

На эксплуатируемых отвалах выполаживание и террасирование следует проводить в процессе основных работ.

Технологическая схема выполаживания угла откоса с 41 до 18° методом сверху вниз приведена на рис. 4.5. Удельный объем планировочных работ при выполаживании 1 км периметра яруса составляет 95 тыс. м 3 .

По мере отсыпки каждого из последующих ярусов – второго, третьего и т. д. между отвальными ярусами оставляется берма (терраса) шириной не менее 10 м. Поверхность откосов и террас покрывают плодородными грунтами и планируют.

Рисунок 4.8 — Технологическая схема террасирования и выполаживания «старого» отработанного отвала

В случае производственной необходимости возможно создавать на откосах высоких отвалов террасы (рис. 4.8). При такой технологи-ческой схеме отсутствует выполаживание откосов, что значительно снижает объем земляных работ, и не требуется «свободной площади» для размещения объемов пустых пород. Однако необходимо создавать благоприятные условия для растений и по конечному контуру отвала отсыпать призму из плодородных грунтов.

При этой схеме порядок работ по рекультивации следующий. По мере отсыпки отвальных ярусов до намечаемых границ нарезается терраса высотой 10 м. Объем извлекаемого грунта на 1 км периметра яруса составляет 100 тыс. м 3 . Извлекаемая порода укладывается экскаватором на поверх-ность яруса.

При террасировании и выполаживании «старых» отработанных отвалов в большинстве случаев объемы планировочных работ будут значительные. Поэтому необходимо обоснование проведения указан-ных работ на каждом конкретном отвале

Горнотехническая рекультивация

снятие плодородного слоя почвыГОРНОТЕХНИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ (а. mining-engineering recultivation; н. bergtechnische Rekultivierung; ф. remise en culture miniere et technique; и. diversiones mineras) — комплекс горнотехнических работ по восстановлению природного ландшафта, изменённого в результате открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Благодаря горнотехнической рекультивации в CCCP ежегодно возвращается для народно-хозяйственного использования около 20 тысяч га земель.

Горнотехническая рекультивация — первый этап комплекса работ по рекультивации земель (второй этап — биологическая рекультивация). Задача горнотехнической рекультивации — подготовка нарушенных земель к проведению мероприятий по восстановлению плодородия, производству сельскохозяйственных и лесохозяйственных работ, а также работ по освоению водоёмов. Виды работ при горнотехнической рекультивации, согласно дальнейшему использованию восстанавливаемых земель, соответствуют общим направлениям рекультивации: сельскохозяйственному (создание на нарушенных землях сельскохозяйственных угодий); лесохозяйственному (лесонасаждения эксплуатационные, озеленительные, почвозащитные, водоохранные и т.п.); водохозяйственному (водоёмы различного назначения); рекреационному (культурнооздоровительные мероприятия); природоохранному (посадка насаждений с целью озеленения и консервации отвалов, хвостохранилищ и горных выработок); строительному (застройка жилыми и промышленными зданиями и сооружениями).

Читайте так же:
Вес плитки с цементом

Основные объекты горнотехнической рекультивации; отвалы вскрышных пород и выработанные пространства карьеров. Горнотехническая рекультивация включает: снятие и складирование плодородного слоя почвы; селективную разработку и укладку в отвал пород вскрыши с различными агрохимическими свойствами; устройство дренажной сети для предотвращения заболачивания восстанавливаемой территории; строительство въездов и дорог на отвалах; полную или частичную планировку поверхности отвалов; выполаживание, террасирование и стабилизацию откосов отвалов; мелиоративные мероприятия (известкование, гипсование); создание ложа и берегов водоёмов; покрытие поверхности плодородным слоем почвы. При подготовке отвалов в процессе горнотехнической рекультивации к сельскохозяйственному освоению их поверхности (предпочтительнее квадратной формы) придают односторонний уклон 3-5° (для стока воды), а участкам — продольный уклон не более 10°, поперечный — не более 4°. При подготовке под зерновые культуры и многолетние травы в условиях Урала и Сибири мощность корнеобитаемого слоя почвы предусматривается не менее 0,8 м, почвенного — не менее 0,3-0,5 м; для посадки кустарников и садов на отвалах мощность корнеобитаемого слоя 1-1,5 м; для лесов хозяйственного назначения 2,5-3 м. Подстилающий слой, служащий для защиты корнеобитаемого слоя от проникновения фитотоксичных элементов из отвальных пород, может формироваться из песков. Мощность его не меньше высоты капиллярного подъёма воды в отвальной массе. Откосы отвалов для различного хозяйственного использования выполаживают. Им придают сплошную или террасную форму. При сплошной форме откоса угол выполаживания выбирается из условий обеспечения роста растений, предотвращения эрозии почвы и возможности механизации сельскохозяйственных работ. В зависимости от свойств пород вскрыши, целей использования и формы откосов угол выполаживания 10-28°. Наибольшая высота террасы 5 м (при поперечном уклоне террасы до 1,5-2°).

Реклама

драглайнТехнология работ при горнотехнической рекультивации определяется главным образом принятой системой разработки месторождения, физико-географическими условиями его расположения, ценностью отчуждаемых земель и направлением их дальнейшего использования; от механизации схемы отсыпки, формирования отвалов и их рельефа зависят объёмы работ по горнотехнической рекультивации.

При бестранспортной системе разработки горнотехническая рекультивация отвалов связана с большими объёмами работ по первоначальной планировке поверхности. Вызываются они сложностью рельефа, имеющего форму параллельных гребней, расстояние между которыми до 20-30 м, или рядов конусов с перепадом высотных отметок до 10-12 м. Обычно такие отвалы предназначены для лесохозяйственного, рекреационного и т.п. освоения. Если вскрышная толща слагается из потенциально плодородных и токсичных (или скальных) пород, то прибегают к их селективной укладке в отвал с тем, чтобы на поверхность отвала размещать только плодородную часть вскрышных пород. В целях снижения затрат на горнотехническую рекультивацию стремятся к выполнению максимально возможного объёма работы в ходе отвалообразования. На месторождениях с мощностью плодородной части вскрыши 8-10 м применяется схема ведения работ, предусматривающая установку драглайнов на предотвале и на вскрышном уступе. В заходке первоначально разрабатывается верхняя (плодородная) часть вскрышной толщи, укладываемая вскрышным драглайном в предотвал. Последний служит площадкой для отвального экскаватора, который с одного места стояния разрабатывает нижнюю (токсичную или индифферентную) часть заходки, укладывая породы в основание отвальной заходки верхнего яруса отвала. Перед передвижкой на новое место (по фронту) отвальный драглайн производит переэкскавацию плодородной части вскрыши в верхнюю часть отвального гребня. На месторождениях с мощностью потенциально плодородных пород менее 8 м применяют схему, по которой при укладке потенциально плодородных пород в межгребневое пространство драглайн смещается на расстояние до половины ширины заходки.

При усложнённой транспортно-отвальной системе, применяемой на месторождениях с мощным слоем плодородных пород во вскрышной толще, производится селективная разработка с укладкой потенциально плодородной части вскрыши драглайном. Роторный экскаватор разрабатывает верхнюю плодородную часть вскрыши, которую с помощью консольного отвалообразователя размещают во втором ярусе. Отсюда производится её переэкскавация драглайном на поверхность верхнего яруса. Последующее распределение по отвалу плодородных пород из образуемых штабелей может осуществляться драглайном, бульдозером, погрузчиком. Если разработка пород на верхнем вскрышном уступе ведётся роторным экскаватором и он попеременно вынимает плодородную и неплодородную части вскрыши, то применение консольного отвалообразователя позволяет производить раздельную укладку этих пород на верхнем ярусе отвала.

распределение плодородных пород по отвалуПри транспортной системе разработки объёмы работ по первоначальной планировке поверхности отсыпанных отвалов значительно меньше, чем при бестранспортной. Для первоначальной планировки используют бульдозеры, грейдеры. При этой системе разработки в верхний ярус или в верхнюю часть яруса отвала также укладываются плодородные породы. Горнотехническая рекультивация откосов внешних отвалов, конечных бортов карьеров заключается в их выполаживании и террасировании. Выполаживание откосов может быть совмещено со строительством насыпи. При этом драглайн, установленный на нижнем ярусе, во время прямого хода укладывает впереди себя основную часть поступающих пород и возводит из них двухъярусную насыпь, а породы с благоприятными для биологической рекультивации свойствами укладывает в откосную часть верхнего яруса. При обратном ходе драглайн перемещает часть породы из откосной зоны верхнего яруса в откосную зону нижнего яруса, формируя на поверхности откосов слой плодородной вскрыши и обеспечивая заданный угол заложения откосов. Драглайны с радиусом разгрузки 60-100 м при работе по данной схеме в состоянии сформировать углы заложения откосов 10-25°. По достижении отвалами границ отведённой площади откосы выполаживаются драглайнами, бульдозерами, погрузчиками и мехлопатами.

Читайте так же:
Какой утеплитель лучше пенопласт или минеральная вата

Высота террас зависит от средств механизации отвалообразования и достигает значения, равного высоте верхнего отвального подступа. Технологическая схема позволяет в ходе отвалообразования сформировать слой плодородных пород на всей поверхности откоса.

При нарушении горными работами и отвалами земель, содержащих почвенный слой, обязательна его селективная разработка и сохранение. Для этой цели на карьерах чаще всего применяют бульдозеры, скреперы, погрузчики, грейдер-элеваторы и др. в сочетании с автомобильным, конвейерным и железнодорожным транспортом. В CCCP (например, на карьерах KMA) и за рубежом находят применение гидродоставка и укладка плодородных пород в рекультивируемые отвалы. Структура и основные агротехнические свойства плодородных пород после гидроукладки сохраняются полностью, к тому же после обезвоживания пород на отвале создаётся благоприятный для сельскохозяйственного освоения рельеф.

автотранспортные средстваНа горнотехническую рекультивацию приходится 80-90% общих затрат, предназначенных для рекультивации ландшафта. Основную долю расходов по горнотехнической рекультивации земель для сельскохозяйственного использования составляют затраты на селективную выемку и укладку почвенного слоя. При совмещении горнотехнической рекультивации с основными технологическими процессами (вскрышные и отвальные работы) затраты снижаются более чем в 2 раза. Расходы на рекультивацию земель относятся на себестоимость добытого полезного ископаемого.

Разработка технологии выполаживания техногенных откосов средствами гидромеханизации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.03, кандидат технических наук Кононенко, Алексей Евгеньевич

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кононенко, Алексей Евгеньевич

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Анализ объемов работ но выполаживашпо откосов и нанесению на их поверхность потенциально-плодородных пород.

1.2. Анализ и оценка существующего опыта рекультивации откосов

1.3. Пути совершенствования технологии рекультивации откосов и целесообразность применения средств гидромеханизации.

1.4. Основные задачи и методы исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСА

2.1. Анализ параметров, определяющих устойчивостиОткоса.

2.2. Исследование влияния величины внешней нагрузки уступа на его устойчивость. Ь

2,3. Исследование влияния степени обводнения уступа на его устойчивость . ЗУ

3. РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПОЛА-ЖИВАНИЯ ОТКОСОВ СРЕДСТВАМИ ГИДРОМЕХАНИЗМ

3.1. Технология обрушения откосов с использованием средств гидромеханизации с целью нх выполажив ания при рекультивации

3.2. Определение времени обрушения откоса.

3.3. Определение параметров откоса уступа после его выполаживания путем обрушения.

4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО РЕКУЛЬТИВАЦИИ ОТКОСОВ ПУТЕМ ИХ УПРАВЛЯЕМОГО ОБРУШЕНИЯ.

4.1. Методика расчета основных параметров технологии управляемого обрушения откосов.

4.2. Пример расчета параметров технологии управляемого обруше-нш откосов при рекультивации железнодорожного отвала «Бродок» Лебединского ГОКа.

4.3. Оценка экономической эффективности выполаживания откосов отвала «Бродок» с использованием технологии управляемого обрушения.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Открытая разработка месторождений полезных ископаемых», 05.15.03 шифр ВАК

Геоморфологическое обоснование параметров техногенного рельефа при рекультивации нарушенных горными работами земель 2003 год, кандидат технических наук Кононенко, Юрий Витальевич
Исследование параметров технологии внутреннего гидроотвалообразования на насыпном основании 2006 год, кандидат технических наук Радченко, Сергей Александрович
Обеспечение устойчивости карьерных откосов в глинистых породах 1984 год, кандидат технических наук Лягина, Ольга Ивановна
Формирование техногенного рельефа нарушенных территорий средствами гидромеханизации 1999 год, кандидат технических наук Русский, Алексей Валентинович
Разработка и обоснование эффективных технологий освоения глубоких россыпных месторождений 2003 год, доктор технических наук Дудинский, Федор Владимирович

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии выполаживания техногенных откосов средствами гидромеханизации»

Актуальность работы. В настоящее время открытым способом добывается около 75% общего объема твердого минерального сырья. Разработка месторождений открытым способом влечет за собой нарушения больших площадей земной поверхности. Характер этих нарушений зависит от принятой системы разработки месторождения, выбор которой определяется, главным образом, условиями залегания полезного ископаемого.

Читайте так же:
Огнеупорный утеплитель для печи

В России общая площадь земель, нарушенных при разработке угольных и рудных месторождений, в настоящее время составляет более 220 тыс.га и возрастает год от года.

Основная доля земель, нарушенных в ходе ведения открытых горных работ, преходится на остаточные горные выработки и внешние отвалы. С целью снижения вредного воздействия занимаемых ими территорий на окружающую среду, обеспечения возможности их использования для нужд народного хозяйства на горнодобывающих предприятиях в обязательном порядке проводится рекультивация, предусматривающая выполнение двух этапов: горнотехнического и биологического. Необходимыми процессами горнотехнической рекультивации площадей остаточных горных выработок и внешних отвалов являются выполаживание откосов и покрытие их поверхности слоем тготеньщально-плодородных пород.

В настоящее время горнотехническая рекультивация откосов уступов остаточных горных выработок и отвалов производится, как правило, путем их выполэживзния с последующим нанесением на их поверхность потенциально-плодородных пород при использовании различных видов оборудования (бульдозеров, экскаваторов, скреперов и др.). Недостатками этой технологии являются высокая трудоемкость и стоимость режужтив анионных работ. Таким образом, разработка технологии выполаживания техногенных откосов средствами гидромеханизации, позволяющей снизить трудоемкость, а следовательно, и стоимость работ по их горнотехнической рекультиващи, является актуальной научной задачей.

Целью работы является разработка и обоснование параметров управляемого обрушения откосов средствами шдромеханизации при их рекультивации.

Идея работы состоит в том, что выхолаживание техногенных откосов при одновременном нанесении на их поверхность потенциально-плодородных пород может быть осуществлено за счет сил гравитации под воздействием факторов внешней нагрузки и обводнения.

Основные научные наложения, разработанные лично соискателем, н новизна:

1. Эффективное гравитационное выполаскивание откосов уступов с целью их рекультивации может быть осуществлено только при одновременном воздействии на уступ факторов внешней нагрузки и обводнения.

2. Время формирования критической нагрузки за счет водонасыщения породного массива уступа и намыва гидросмеси на его верхнюю площадку, результатом воздействия которых является обрушение откоса, вычисляется с использованием разработанной методики, что определяет возможность управления процессом обрушения во времени.

3. Установленные зависимости изменения угла откоса уступа после обрушения от степени его обводнения позволяют рассчитать параметры вы-шшоженного откоса, что обеспечивает управление процессом обрушения в пространстве.

Обоенова нность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечиваются корректным применением классических методов механико-математическош моделирования, представительным объемом вариантов расчета по неоднократно опробованным методам с использованием ПЭВМ, а также сходимостью результатов, полученных по разработанной методике и в лабораторном эксперименте.

Значение работы. Научное значение заключается в разработке методики расчета параметров обрушения техногенных откосов с целью их вышшаживзния при рекультивации, которая позволяет управлять процессом обрушения в пространстве и во времени на основе установленных зависимостей для расчета времени обрушения и угла выположенного откоса.

Практическое значение работы заключается в разработке технологии выполаживания откосов с использованием средств гидромеханизации, обеспечивающей выполнение основного объема работ по горнотехнической рекультивации за счет сил гравитации.

Реализация выводов ж рекомендаций работы. Рекомендации по вышмаживанию откосов путем их управляемого обрушения, основанные на исследованиях настоящей диссертационной работы и связанные с тематикой хоздоговорных НИР ТО-1-518, ТО-484, приняты к реализации АО «Лебединский ГОК» при строительстве рекреационной зоны в районе железнодорожного отвала «Бродок», а также АО «Разрез Назаровский» при рекультивации остаточных горных выработок.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 1997, 1998) и конференции «Проблемы теории и практики в инженерных исследованиях» (Москва, РУдН, 1997).

Публикация. По результатам выполненных в диссертации исследований опубликовано 4 статьи, получен 1 патент.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 58 рисунков, 17 таблиц, список литературных источников из 87 наименований.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию