способ восстановления выработанных карьеров для строительства сооружений

Формула изобретения

1. Способ восстановления выработанных карьеров для строительства сооружений, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьера, закладку выработанного пространства карьера послойно с уплотнением слоев вначале строительными отходами, а затем вскрышными породами с последующим уплотнением, отличающийся тем, что закладку выработанного пространства карьера производят до уровня отметки дна котлована под фундамент будущего сооружения, при этом на слой вскрышных пород укладывают выравнивающий слой из песка средней крупности с последующим уплотнением, а на выравнивающий слой укладывают торцами в стык друг другу железобетонные элементы таким образом, чтобы их суммарная длина превышала геометрические размеры фундамента будущего сооружения и полностью перекрывали его периметр, при этом железобетонные элементы укладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии друг от друга, после этого на уложенные железобетонные элементы отсыпают промежуточный слой щебня из твердых горных пород средней крупности до отметки заложения подошвы фундамента будущего сооружения, при этом толщина промежуточного слоя должна быть не меньше половины диаметра или высоты поперечного сечения уложенных железобетонных элементов, промежуточный слой выравнивают и уплотняют, и возводят фундамент под строительство сооружения.

2. Способ восстановления выработанных карьеров для строительства сооружений по п.1, отличающийся тем, что в качестве железобетонных элементов используют отбракованные по отклонениям геометрических размеров для прямого назначения: железнодорожные шпалы, балки, трубы, столбы длиной до 12 м, при этом полые трубы перед укладкой заполняют бетоном.

3. Способ восстановления выработанных карьеров для строительства сооружений по п.1, отличающийся тем, что после укладки выравнивающего слоя производят разбивку осей фундамента будущего сооружения и продольных осей железобетонных элементов относительно осей фундамента.

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.

Известен 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 и его выравнивание вскрышными породами с 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.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений [3] включающий раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьера, закладку выработанного пространства послойно строительными отходами, близкими по своему составу к природным минералам, с уплотнением каждого слоя, укладку дренирующего слоя и отсыпку слоя потенциального плодородного грунта. Недостатком данного способа высокая стоимость восстановительных работ из-за извлечения больших объемов плодородной почвы.

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 карьера, закладку выработанного пространства вначале строительными отходами, близкими по своему составу к природным минералам, а затем вскрышными породами, согласно изобретению закладку выработанного пространства карьера, производят до уровня отметки дна котлована под фундамент будущего сооружения, при этом на слой вскрышных пород укладывают выравнивающий слой из песка средней крупности с последующим уплотнением. После укладки выравнивающего слоя производят разбивку осей фундамента будущего сооружения и продольных осей железобетонных элементов относительно осей фундамента. На выравнивающий слой укладывают торцами в стык друг другу железобетонные элементы таким образом, чтобы их суммарная длина выходила за геометрические размеры фундамента будущего сооружения и полностью перекрывали его периметр, при этом железобетонные элементы укладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии друг от друга, после этого на уложенные железобетонные элементы отсыпают промежуточный слой щебня из твердых горных пород средней крупности до отметки заложения подошвы фундамента будущего сооружения, при этом толщина промежуточного слоя должна быть не меньше половины диаметра или высоты поперечного сечения уложенных железобетонных элементов, промежуточный слой выравнивают и уплотняют, затем возводят фундамент под строительство сооружения.

В качестве железобетонных элементов используют отбракованные по отклонениям геометрических размеров для прямого назначения: железнодорожные шпалы, балки, трубы, столбы длиной до 12 метров, при этом полые трубы перед укладкой заполняют бетоном.

Внедрение данного изобретения резко снижает стоимость восстановительных работ за счет использования выработанного карьера (нет необходимости рыть котлован), 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.

Предложенный способ поясняется чертежом, где на фиг.1 показана конструктивная схема реализации данного способа, на фиг.2 - сечение 1-1.

Способ осуществляют следующим образом. Вначале па площади нарушенного участка выполняют планировочные работы. Среднюю абсолютную отметку устанавливают с учетом технико-экономического обоснования. Потом производят предварительную засыпку карьера (1) строительными отходами послойно (2, 3, 4) с различной крупностью фракции. Каждый слой уплотняют методом укатки уплотняющими машинами и механизмами. Затем отсыпают карьер (1) слоем (5) вскрышных пород до отметки дна котлована (6) под фундамент будущего сооружения. Слой вскрышных пород (5) выравнивают и уплотняют. Производят планировку дна котлована и разбивку осей (А) под фундамент будущего сооружения. Далее на слой (5) из вскрышных пород укладывают выравнивающий слой (7), толщиной (с) из песка средней крупности с последующим его уплотнением. После укладки выравнивающего слоя производят разбивку продольных осей железобетонных элементов (8) относительно осей фундамента. На выравнивающий слой укладывают торцами в стык друг другу железобетонные элементы (8) таким образом, чтобы суммарная длина (L) каждого железобетонного элемента (8) выходила за геометрические размеры фундамента (9) будущего сооружения и полностью перекрывали его периметр. При этом железобетонные элементы (8) укладывают параллельно друг другу и на расчетном расстоянии (b) друг от друга. Монтаж железобетонных элементов(8) нужной длины (L) производят непосредственно на дне котлована. Затем производят омоноличивание стыков (12) железобетонных элементов (8) бетонной смесью. После набора прочности бетона на смонтированные по определенной конструктивной схеме железобетонные элементы(8) отсыпают промежуточный слой (10) из щебня твердых горных пород средней крупности, отвечающего требованиям прочности, водостойкости и морозостойкости, толщиной (h) до отметки заложения (11) подошвы фундамента (9) будущего сооружения. Толщина промежуточного слоя (h) должна быть не меньше половины диаметра или высоты поперечного сечения (d) железобетонных элементов (8). Промежуточный слой (10) выравнивают и уплотняют, затем в сформированном таким образом котловане (13) возводят фундамент под строительство сооружения. В качестве железобетонных элементов используют отбракованные по отклонениям геометрических размеров для прямого назначения: железнодорожные шпалы, балки, трубы, столбы длиной до 12 метров, при этом полые трубы перед укладкой заполняют бетонной смесью.

Источники информации

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

2. Патент России № 2109427, кл. А01В 79/02, 1988 год.

3. Патент России № 2274749, кл. Е21С 41/32, 2006 год.