способ восстановления выработанных карьеров

Формула изобретения

Способ восстановления выработанных карьеров, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьерного поля, закладку выработанного пространства строительными отходами послойно с укаткой каждого слоя и последующим выравниваем вскрышными породами и укладкой почвенного слоя грунта, отличающийся тем, что засыпку карьеров строительными отходами производят до половины высоты карьера, но не ниже уровня грунтовых вод, укатывают, а затем отсыпают вскрышными породами до полного заполнения выработанного пространства карьеров с последующим выравниванием, кроме того, по поверхности заполненный карьеров, для устранения просадки грунтов, раскатывают скважины до расчетной глубины и порционно забивают их строительными отходами с уплотнением каждой порции, затем по всей поверхности, обработанных таким образом карьеров послойно укладывают: слой вскрышных пород, слой строительных отходов и слой из армоконструкций, выполненных из геосинтетического материала в виде рукавов, заполненных строительными отходами, предварительно измельченными до крупности фракций не более 150 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей и перерабатывающей промышленности и может быть использовано для восстановления нарушенных земель в сельском хозяйстве, строительно-энергетической отрасли промышленности.

Известен способ восстановления нарушенных почв [1] при открытой разработке месторождений, включающий выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, отработку карьерного поля, перемещение и укладку вскрышных пород и почвенного слоя. Однако восстановление нарушенных земель при этом способе происходит за очень длительный период, а почвенный слой подвержен ветровой и водной эрозиям.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений [2], включающий раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, отработку карьерного поля, закладку выработанного пространства строительными отходами, близкими по своему составу к природным материалам, послойно с укаткой каждого слоя с дальнейшим выравниванием вскрышными породами и последующим укладыванием почвенного слоя. Недостатком известного способа является извлечение больших объемов почвы для создания плодородного слоя, что в свою очередь ведет к образованию больших площадей нарушенных земель, росту трудозатрат и значительному увеличению стоимости восстановительных работ.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает снижение трудозатрат и стоимости восстановительных работ.

Это достигается тем, что в способе восстановления выработанных карьеров для строительства сооружений, включающем раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьерного поля, закладку выработанного пространства строительными отходами послойно с укаткой каждого слоя и последующим выравниваем вскрышными породами и укладкой почвенного слоя грунта, согласно изобретению засыпку карьеров строительным мусором производят до уровня половины высоты карьера, укатывают, а затем отсыпают вскрышными породами до полного заполнения выработанного пространства карьеров с последующим выравниванием, кроме того, по поверхности заполненных карьеров для устранения просадки грунтов раскатывают скважины до расчетной глубины и порционно забивают их строительными отходами с уплотнением каждой порции. Затем по всей поверхности обработанных таким образом карьеров послойно укладывают: слой вскрышных пород, слой строительных отходов и слой из армоконструкций, выполненных из геосинтетического материала в виде рукавов, заполненных строительными отходами, предварительно измельченными до крупности фракций не более 150 мм. В качестве строительных отходов используют битый, обожженный кирпич, бетон, железобетон, керамическую плитку. Таким образом, получают систему «основание - фундамент» для дальнейшего строительства на ней любого сооружения. Использование буронабивных свай в совокупности с послойной укладкой слоев из вскрышных пород, строительных отходов и армоконструкций, выполненных из геосинтетического материала в виде рукавов, заполненных измельченными строительными отходами определенной крупности фракций снижает трудоемкость работ и их себестоимость по дальнейшему восстановлению и использованию площадей земли, нарушенных открытыми разработками месторождений.

Внедрение данного изобретения снижает стоимость восстановительных работ за счет использования строительных отходов, постоянно образующихся в результате реконструкции, сломе и ремонте зданий и сооружений, а также отпадает необходимость извлечения больших объемов почвы для создания плодородного слоя. Учитывая то, что постоянно образующиеся строительные отходы вывозятся на полигоны для захоронения бытовых и промышленных отходов, то внедрение данного изобретения позволит улучшить экологическую ситуацию.

На чертеже показана схема реализации данного способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале па площади нарушенного участка выполняют планировочные работы. Среднюю абсолютную отметку устанавливают с учетом технико-экономического обоснования. Планировку территории выполняют с приданием планируемой поверхности незначительного уклона в сторону общего понижения земной поверхности. Потом производят предварительную засыпку карьера (1) строительными отходами послойно (2, 3, 4) с различной крупностью фракции до половины его высоты (h), но не ниже уровня грунтовых вод. Каждый слой уплотняют методом укатки уплотняющими машинами и механизмами. Затем отсыпают карьер (1) до полного его заполнения вскрышными породами (5) и выравнивают площадь. Затем по поверхности заполненных карьеров для устранения просадки грунтов раскатчиком раскатывают скважины (6) до расчетной глубины и порционно забивают их строительными отходами (7) с уплотнением каждой порции с помощью раскатчика путем передачи на него осевого усилия в 10 атм. Уплотнение порций производят до момента наступления «отказа» - условного предельного равновесия, возникающего при отпоре со стороны грунта на раскатчик, равном 10 атм. Устранение просадочных свойств вскрышных пород с помощью набивных раскатанных скважин происходит за счет:

- вытеснения грунта в околоскваженное пространство и формирование уплотненной зоны (8);

- наложения уплотненных зон околоскважинного пространства соседних свай;

- создания обоймы из набивных раскатанных скважин, снижающих возможность бокового расширения преобразованного массива вскрышных пород.

Затем по всей поверхности площадей обработанных таким образом карьеров послойно укладывают чередующимися слоями: слой вскрышных пород (9), слой строительных отходов (10) и слой из армоконструкций (11), выполненных из геосинтетического материала в виде рукавов определенного диаметра и длины, заполненных строительными отходами, предварительно измельченными до крупности фракций не более 150 мм.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1062392, кл. Е21С 41/00, 1983 г.

2. Патент России №2274749, кл. Е21С 41/32, БИ №11, 2006 г.