способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений

Формула изобретения

1. Способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьерного поля, закладку, выработанного пространства, его выравнивание и укладывание почвенного слоя, отличающийся тем, что закладку выработанного пространства до границы верхнего уровня грунтовых вод производят строительными отходами, близкими по своему составу к природным минералам с различной крупностью фракций, послойно с толщиной слоя не более 40-60 см, при этом каждый слой поочередно уплотняют укаткой уплотняющими машинами или механизмами, затем укладывают дренирующий слой толщиной не менее 0,6 м и с крупностью фракций 150-200 мм с уплотнением с помощью виброплит, а по верху дренирующего слоя отсыпают слой из потенциально плодородного грунта толщиной не менее 0,3 м, далее наносят слой соломы вместе с минеральными удобрениями и семенами многолетних трав, выравнивают его с последующим опрыскиванием почвы дисперсиями, содержащими вместе с водорастворимыми полимерными веществами природные и синтетические водорастворимые фосфаты, причем доля водорастворимых фосфатов в дисперсиях составляет в расчете на готовую дисперсию 1-4 вес.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве строительных отходов используют битый обожженный кирпич, бетон, железобетон, керамическую плитку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дренирующий слой отсыпают строительными отходами.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дренирующий слой отсыпают песчано-гравийным грунтом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей и перерабатывающей промышленности и может быть использовано для восстановления нарушенных земель после ведения открытых разработок месторождений. Известен способ восстановления нарушенных земель [1] при открытой разработке месторождений, включающий выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, закладку выработанного пространства послойно сухой породой с проходкой в кровле закладочных выработок с последующей дозакладкой твердеющей смесью. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость, дороговизна и низкая технологичность проведения работ.

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 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.

Предлагаемое изобретение обеспечивает снижение трудозатрат и стоимости восстановительных работ, а также защищает почву от ветровой и водной эрозии. Для этого способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений включает раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьерного поля, закладку, выработанного пространства, его выравнивание и укладывание почвенного слоя. Причем закладку выработанного пространства до границы верхнего уровня грунтовых вод производят строительными отходами, близкими по своему составу к природным минералам с различной крупностью фракций, послойно с толщиной слоя не более 40-60 см. При этом каждый слой поочередно уплотняют укаткой уплотняющими машинами или механизмами, затем укладывают дренирующий слой толщиной не менее 0,6 м и с крупностью фракций 150-200 мм с уплотнением с помощью виброплит, а по верху дренирующего слоя отсыпают слой из потенциально плодородного грунта толщиной не менее 0,3 м, далее наносят слой соломы вместе с минеральными удобрениями и семенами многолетних трав, выравнивают его с последующим опрыскиванием почвы дисперсиями, содержащими вместе с водорастворимыми полимерными веществами природные и синтетические водорастворимые фосфаты. Причем доля водорастворимых фосфатов в дисперсиях составляет в расчете на готовую дисперсию 1-4 вес.%. Дисперсии обладают способностью всасываться в почву и способствуют образованию связанных, прочно удерживающихся и устойчивых к дождям и изменениям погоды корок. Последнее способствует возникновению очень хорошего защитного эффекта против эрозии под действием дождя и ветра, так как при указанном расходе дисперсии в почве не возникает микропористости и не наблюдается препятствия для развития растений, а также хорошо удерживается остаточная влага. Внедрение данного технического решения резко снижает стоимость восстановительных работ за счет использования строительных отходов, 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 образующие строительные отходы вывозятся на полигоны захоронения бытовых и промышленных отходов, то внедрение данного изобретения позволит улучшить экологическую ситуацию. Опрыскивание почвы дисперсиями позволяет в короткий срок и с небольшими затратами решить проблему покрытия нарушенных земель травяной растительностью, а значит, повысить устойчивость почвы к водной и ветровой эрозиям.

На чертеже показана схема реализации данного способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале на площади нарушенного участка выполняют планировочные работы. Среднюю абсолютную отметку (уровень земли) устанавливают с учетом технико-экономического обоснования. Планировку территории выполняют с приданием планируемой поверхности незначительного уклона в сторону общего понижения земной поверхности. Затем приступают к закладке выработанных карьеров 1, укладывая послойно 2, 3, 4, 5 строительные отходы с различной крупностью фракции. При этом каждый уложенный слой уплотняют методом укатки уплотняющими машинами и механизмами и он должен быть не более 40-60 см. Укладку слоев производят до верхней границы уровня грунтовых вод 6. После чего укладывают дренирующий слой 7 из песчано-гравийного грунта с крупностью фракций 150- 200 мм и толщиной слоя не менее 0,6 метра с последующим уплотнением с помощью виброплит. По верху дренирующего слоя отсыпают слой 3 из потенциально плодородного грунта толщиной не менее 0,3 метра в зависимости от дальнейшего использования восстанавливаемой территории. Для озеленения данной территории по верху слоя 8 наносят слой 9 из резки пшеничной соломы, который наносят вместе с минеральными удобрениями и семенами многолетних злаковых растений. После чего слой соломы опрыскивают водной дисперсией, содержащей 30% синтетического вещества и 2% смеси разных равных частей триполифосфата натрия и гексаметафосфата натрия. Диспергированное синтетическое вещество, например, представляет собой сополимерный продукт, полученный из 40% винилацетата, 40% диоктилмалеината, 20% этилгексилакрилата. В результате этого происходит такое эффектное и прочное склеивание слоя, что в течение продолжительного времени можно производить озеленение. В качестве строительных отходов можно использовать обоженный кирпич, бетон, железобетон, бой керамической плитки. Дренирующий слой также можно укладывать из строительных отходов, предварительно измельчив его до крупности боя в пределах 150-200 мм. При использовании строительных отходов необходимо исключить попадание в них органических отходов, чтобы исключить гноение и выделение газов.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1062392, кл. Е 21 С 41/00, 1983 г.

2. Патент России №2109427, кл. А 01 В 19/02, 1998 г.