способ восстановления выработанных карьеров для строительства кладбища-музея

Формула изобретения

Способ восстановления выработанных карьеров для строительства кладбища-музея, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование на нерабочих бортах карьера во временные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, закладку выработанного пространства до границы верхнего уровня грунтовых вод строительными отходами, близкими по своему составу к природным минералам с различной крупностью фракций, послойно с последующим уплотнением каждого слоя, укладку дренирующего слоя строительными отходами толщиной не менее 0,6 м и с крупностью фракций 150-200 мм, отличающийся тем, что после выработки карьера производят топографическую съемку всего карьера, по ее результатам делают планировку с выделением участков, представляющих геологический памятник природы, и участков, подлежащих последующей закладке, при этом закладку строительными отходами производят, сохраняя разрезы отложений, представляющих геологический памятник природы, свободными, с возможностью доступа к ним, наблюдения за ними и устройства из них музея Земли, затем оставшиеся участки карьера в соответствии с планировкой разбивают на зоны и производят их закладку, причем на дренирующий слой сваливают вскрышные породы, формируя при этом в одной из зон насыпной холм, после того как высота насыпного холма достигнет средней абсолютной отметки, на его вершине устраивают видовую площадку, а на склонах насыпного холма производят террасирование с помощью бульдозера, при этом вначале производят разбивку и пропашку борозд, обозначающих границы будущих террас, дорожек и подъездных путей, затем последовательно бульдозером формируют полотно каждой террасы с обратным поперечным уклоном до 2°, причем ширина полотна террасы должна составлять не менее 7 м, затем для каждой террасы, начиная с нижнего яруса террас, по всему периметру карьера устраивают подпорные стенки из плит или камня и связывают их цементным раствором, а также прокладывают дренажную систему, а на террасах устраивают места для погребения останков, при этом расстояние от уровня грунтовых вод до захоронения должно составлять не менее 2,5 м, а до уровня земли полотна террасы не менее 1 м; кроме того, в оставшихся зонах устраивают помещения под колумбарий и крематорий, при этом основания под фундамент для них устраивают в следующей последовательности: вначале выравнивают вскрышные породы, отсыпанные на дренирующий слой, а затем с планировочной отметки котлована забивают сваи на проектную глубину, при этом отметка верха свай должна быть ниже отметки дна котлована на величину, равную 0,5 диаметра поперечного сечения сваи, затем выполняют буферную подушку из песка средней крупности без уплотнения и поверх буферной подушки производят бетонную подготовку толщиной не менее 10 см и периметром, превышающим периметр подошвы фундамента на величину диаметра поперечного сечения сваи, кроме того, зоны отделяют друг от друга посредством искусственно созданных объемных форм из земли, а дорожки, подъездные пути выкладывают природным или искусственным камнем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технической рекультивации карьерных выемок, остающихся после добычи строительного камня и других приповерхностных полезных ископаемых.

Известный способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений (1), выбранный в качестве прототипа, включает раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, выработку карьерного поля, закладку выработанного пространства до границы верхнего уровня грунтовых вод строительными отходами, близкими по своему составу к природным минералам с различной крупностью фракций, послойно с последующим уплотнением каждого слоя, укладку дренирующего слоя и слоя плодородного грунта.

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 стоимость восстановительных работ. Для этого в способе восстановления выработанных карьеров, включающем раздельную выемку, перемещение и складирование на нерабочих бортах карьера во временные ленточные отвалы почвенного слоя и вскрышных пород, закладку выработанного пространства до границы верхнего уровня грунтовых вод строительными отходами, близкими по своему составу к природным минералам с различной крупностью фракций, послойно с последующим уплотнением каждого слоя, укладку дренирующего слоя строительными отходами, толщиной не менее 0,6 метра и с крупностью фракций 150-200 мм, согласно изобретению, после выработки карьера производят топографическую съемку всего карьера, по ее результатам делают планировку с выделением участков, представляющих геологические памятники природы, и участков, подлежащих последующей закладке, при этом закладку строительными отходами производят, сохраняя разрезы отложений, представляющих геологический памятник природы, свободными, с возможностью доступа к ним, наблюдения за ними и устройства из них музея Земли, затем оставшиеся участки карьера в соответствии с планировкой, разбивают на зоны и производят их закладку, причем на дренирующий слой сваливают вскрышные породы, формируя при этом в одной из зон насыпной холм, после того как высота насыпного холма достигнет средней абсолютной отметки, на его вершине устраивают видовую площадку, а на склонах насыпного холма производят террасирование с помощью бульдозера, при этом вначале производят разбивку участка и пропашку борозд, обозначающих границы будущих террас, дорожек и подъездных путей, затем последовательно бульдозером формируют полотно каждой террасы с обратным поперечным уклоном до двух градусов, причем ширина полотна террасы должна составлять не менее 7 метров, затем для каждой террасы, начиная с нижнего яруса террас, по всему периметру карьера устраивают подпорные стенки из плит или камня и связывают их цементным раствором, а также прокладывают дренажную систему, а на террасах устраивают места для погребения останков, при этом расстояние от уровня грунтовых вод до захоронения должно составлять не менее 2,5 метров, а до уровня земли полотна террасы не менее одного метра, кроме того, в оставшихся зонах устраивают помещения под колумбарий и крематорий, при этом основания под фундамент для них устраивают в следующей последовательности: вначале выравнивают вскрышные породы, отсыпанные на дренирующий слой, а затем с планировочной отметки котлована забивают сваи на проектную глубину, при этом отметка верха свай должна быть ниже отметки дна котлована на величину, равную 0,5 диаметра поперечного сечения сваи, затем выполняют буферную подушку из песка средней крупности без уплотнения и поверх буферной подушки производят бетонную подготовку толщиной не менее 10 см и периметром, превышающим периметр подошвы фундамента на величину диаметра поперечного сечения сваи, кроме того, зоны отделяют друг от друга посредством искусственно созданных объемных форм из земли, а дорожки, подъездные пути выкладывают природным или искусственным камнем.

Внедрение данного технического решения 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, а террасирование склонов карьера позволяет получать экономический эффект от восстановления нарушенных земель без ощутимых затрат. Учитывая то, что образующиеся строительные отходы вывозятся на полигоны захоронения бытовых и промышленных отходов, то внедрение данного изобретения позволит улучшить экологическую ситуацию и сократить существующий в Московском регионе дефицит земли.

На фиг.1 и 2 показана схема реализации данного способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале на площади нарушенного участка производят топографическую съемку и по ее результатам выполняют планировочные работы. Определяют разрезы отложений, представляющие геологический памятник природы. 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. Вначале производят ограждение зоны карьера, которая выделена под музей Земли. Затем оставшиеся участки карьера 1 в соответствии с планировкой, разбивают на зоны и приступают к их закладке. Вначале в карьере 1 укладывают послойно строительные отходы, близкие по своему составу к природным минералам с различной крупностью фракций. Закладку строительными отходами производят, сохраняя свободными разрезы отложений, представляющие геологический памятник природы, с возможностью доступа к ним, наблюдения за ними и устройства музея Земли. При этом каждый уложенный слой уплотняют методом укатки уплотняющими машинами и механизмами. Укладку слоев производят до верхней границы уровня грунтовых вод 2. Затем укладывают дренирующий слой 3 из строительного мусора толщиной не менее 0,6 метра и крупностью фракций 150-200 мм. Выравнивают его и уплотняют. Затем в одной из выделенных зон в карьере 1 формируют насыпной холм 4, для чего производят отсыпку в отвал вскрышных пород. Когда высота насыпного холма 4 достигнет средней абсолютной отметки, на его вершине формируют видовую площадку 5. Затем приступают к строительству террас 6. Для чего сначала производят разбивку и пропашку борозд, обозначающих границы будущих террас, дорожек и путей подъездных путей, а затем приступают к формированию полотен террас 6. Строительство террас 6 заданной ширины (с), не менее семи метров с поперечным уклоном до двух градусов производят с помощью универсального бульдозера. Для чего отвал бульдозера устанавливают в рабочее положение, выдвигая вперед правую (нагорную) сторону отвала. Для образования угла зарезания правый башмак толкателя бульдозера перевертывают сферической головкой вниз, закрепляя его в этом положении, вследствие чего нож отвала бульдозера получает угол наклона в вертикальном профиле. Затем бульдозерист, выбрав относительно пологое место для начала работы, выезжает на верхнюю границу полосы отвода земли под террасу, и, осуществляя возвратно-поступательные движения на небольшом отрезке пути вдоль намеченной террасы, срезает грунт до образования горизонтальной площадки. Срезанный грунт слабо отваливается от лопаты, поэтому небольшим разворотом бульдозера приходится перемещать его в левую сторону (вниз по уклону), подсыпая под левую гусеницу, и таким образом пополнять насыпную часть террасы 6. Закончив работу на данном отрезке (длиной 10-15 метров), бульдозер продвигается вперед на новый участок и так до конца террасы 6. Затем цикл повторяют со следующей террасой. Затем начиная с нижнего яруса террас, по всему периметру карьера устраивают подпорные стенки 7 для укрепления террас 6. Подпорные стенки 7 предотвращают размывание почвы. Для строительства подпорных стенок 7 используют плиты и камень и связывают их бетонным раствором. Для предупреждения застойного переувлажнения почвы прокладывают дренажную систему (на чертеже не обозначена).

На террасах 6 устраивают места для погребения умерших, при этом расстояние (а) от уровня грунтовых вод до захоронения 8 должно составлять не менее 2,5 метров, а расстояние (в) от захоронения до уровня земли полотна террасы не менее одного метра. В оставшихся свободных зонах карьера 1 устраивают помещения под колумбарий и крематорий. Вначале выравнивают насыпной холм 4 из вскрышных пород. А основания под фундамент будущих помещений устраивают в следующей технологической последовательности: с планировочной отметки дна котлована 9 забивают сваи 10 на проектную глубину. При этом отметка верха свай 10 должна быть ниже отметки дна котлована на 0,5d, где d-диаметр поперечного сечения сваи 10. Затем отсыпают буферную подушку 11 из песка средней крупности до проектной отметки дна котлована 9, но без ее последующего уплотнения. Поверх буферной подушки 11 выполняют бетонную подготовку 12, толщиной не менее 10 сантиметров и периметром, превышающим периметр подошвы фундамента 13 будущего помещения на величину d диаметра поперечного сечения сваи 10. По бетонной подготовке 12 выполняют гидроизоляцию, возводят фундамент 13, а затем и помещения. Зоны отделяют друг от друга посредством применения приемов геопластики с использованием искусственно созданных объемных форм из земли. Дорожки, подъездные пути выкладывают природным или искусственным камнем.

В выработанных карьерах цементного завода близ города Подольска Московской области вскрыты разрезы отложений московского яруса среднего отдела каменноугольной системы, являющейся стратотипом подольского горизонта. В целях сохранения исторической и научной ценности стратотипа подольского горизонта закладку строительными отходами производят, сохраняя разрезы отложений среднекаменноугольного возраста свободными, с возможностью доступа к ним, наблюдения за ними и устройства музея Земли. Учитывая то, что в Московской регионе существует дефицит земли, то внедрение данного изобретения становится особенно актуальным.

Источники информации

1. Патент России № 2274749, Кл. Е21С 41/32, 2005 г.