СПОСОБ МЕХАНОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ
METHOD OF MECHANICAL AND HYDRAULIC RECULTIVATION OF LANDS

Изобретение относится к горной промышленности, может быть использовано при открытой разработке месторождений и других отраслях, где необходимы большие объемы восстановления нарушенных земель.
Известен способ восстановления нарушенных земель при открытой разработке месторождений полезных ископаемых (RU 2444628, МПК Е21С 41/32, опубл. 10.03.2012), который включает раздельную выемку, перемещение и складирование в отдельные отвалы почвы, причем почвенные группы укладывают периодично до высоты отвала 2,5 м при выполаживании бортов отвала 25-35°. Причем нижняя часть группы толщиной 15-20 см - малоплодородная вскрышная порода, средняя часть группы толщиной 10-12 см укладывается естественным рыхлителем с размером фракций не более 10 мм и верхняя часть группы заполняется органическим удобрением.
Недостатком способа является использования погрузочной техники и автомобильного транспорта, низкая производительность.
Известен способ рекультивации неглубоких карьеров, расположенных в аллювиальных отложениях (RU 2433268, МПК Е21С 41/32, опубл. 10.11.2011), в том числе при добыче стройматериалов и разработке россыпей. Техническим результатом является ускорение процесса восстановления нарушенных земель за счет повышения устойчивости выположенных бортов карьера к эрозионным процессам, а также за счет создания в выработанном пространстве водоемов с благоприятными для восстановления их биологической продуктивности параметрами. Для этого выполаживание бортов карьера осуществляется снизу вверх путем их подсыпки с использованием более крепких пород, взятых со дна карьера. Подсыпка может осуществляться до разных вертикальных отметок на борту карьера в зависимости от горнотехнических условий залегания месторождения.
Недостаток способа - для посыпки требуется большое количество техники.
Известен способ формирования и подготовки внешних отвалов и карьерных выемок для биологической рекультивации (RU 2359127, МПК Е21С 41/32, опубл. 20.06.2009), который включает валовую или селективную отсыпку вскрышных пород, устройство экранирующих слоев, грубую и чистовую планировку поверхности отвалов, выполаживание или террасирование откосов, покрытие техногенной поверхности плодородным слоем, предпосевную обработку, противоэрозийную организацию территории. При этом формирование отвала на полную высоту производят одновременной отсыпкой на южной части карьера, начиная с западной и заканчивая восточной с 20-100-метровыми широкими безуклонными отбортованными террасами с ливневыми водосбросами со стороны карьера, как его продолжение и в 3-6 раз уже, с уклоном к телу отвала, с противоположной стороны отвала. Причем нулевую террасу располагают на дневной поверхности борта карьера, на которую складируют снимаемый гумусовый слой почвы с расчетной территории отвала, с одновременным орошением укладываемой породы растворами глинистых, пирогенных конгломератов и других вскрышных пород в дренажных и сбросных водах обогатительных фабрик. При этом корнеобитаемый слой отвалов и террас формируют водным раствором снятого грунта, биологически активных вскрышных пород, биодинамических препаратов и других компонентов.
Недостатком способа является трудоемкость работ по возведению террас.
Известен способ рекультивации откосов при открытой разработке месторождений (RU 2088760, МПК Е21С 41/32, опубл. 27.08.1997), в котором на верхней площадке откоса вдоль его бровки формируют ряд блоков посредством дамб с последующим заполнением их гидросмесью потенциально-плодородных пород, начиная от блока наиболее удаленного от магистрального трубопровода. Высота слоя гидросмеси в каждом блоке зависит от параметров блока, физико-механических свойств породы и гидросмеси, а также от параметров призмы возможного обрушения рекультивируемого откоса.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ гидравлической укладки пород в отвалы или нарушенные земли (Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. М.: Недра, 1979. - 549 с.), включающий выемку и подготовку песчаных и супесчаных пород с использованием экскаваторов, земснарядов или драг, пульпоформирование и транспортировку гидросмеси в отвал, гидравлическую укладку с использованием эстакадного и без эстакадного способа намыва пород.
Недостатком существующего способа является сложность и трудозатратность системы намыва.
Целью предлагаемого способа является снижение экологического ущерба при открытой технологии добычи полезных ископаемых, совмещение работ по рекультивации нарушенных земель с горными работами и сокращение сроков рекультивации.
Поставленная цель достигается тем, что применяется способ механогидравлической рекультивации земель, включающий подготовку карт для приема пульпы, отстойника для приема воды, подготовку горной массы из внешних и/или внутренних отвалов, пульпоформирование, транспортировку пульпы в карты, намывку пород в картах, очистку воды, подачу воды на пульпоформирование и выполаживание бортов открытой горной выемки, при этом в зависимости от глубины и объемов горной массы в отвалах рекультивацию нарушенных земель проводят однослойную или многослойную, подготовку карт ведут на дне открытой горной выработки отсыпкой фильтрующих дамб, на которых монтируют водосбросы, защищенные от плавающих предметов, при этом дамбы возводят каскадом с уклоном 5-6 градусов в сторону отстойника; отстойник для воды располагают в глубокой части открытой горной выработки, в который направляют ливневые, талые и дренажные воды; подготовку горной массы проводят последовательными операциями: выемкой горной массы из отвала, отделением негабаритов и их разбивкой, дроблением горной массы до размеров, пригодных для гидравлического транспортирования; пульпоформирование проводят путем смешивания подготовленной горной массы с водой в отношении твердого к жидкому по массе 1:3-1:5, при этом воду используют в замкнутом цикле; пульпу закачивают по распределенным пульпосбросам в карты последовательно от верхней к нижней; намывку горных пород в картах ведут до заданной отметки и в последнюю очередь заполняют карту отстойника; очистку воды проводят фильтрацией через тело дамбы и переливом воды через водосбросы при переполнении карт; подачу воды на пульпоформирование производят из отстойника по отдельному трубопроводу; выполаживание бортов открытой горной выработки ведут с учетом защиты их от водной эрозии и направления рекультивации нарушенных земель.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана технологическая схема механогидравлической рекультивации открытой горной выработки. На чертеже приняты следующие условные обозначения: 1 - карты; 2 - дно открытой горной выработки; 3 - открытая горная выработка; 4 - фильтрующая дамба; 5 - карта отстойника; 6 - отвал; 7 - отделение, разбивка негабаритов и погрузка горной массы; 8 - дробление горной массы; 9 - пульпоформирование в смесителе; 10 - распределенный пульпосброс; 11 - подача воды по трубопроводу; 12 - погрузочная машина.
В зависимости от глубины и объемов горной массы в отвалах рекультивацию нарушенных земель проводят однослойную и многослойную.
Подготовку карт 1 проводят на дне 2 открытой горной выработки 3 отсыпкой фильтрующих дамб 4, на которых монтируют водосбросы, защищенные от плавающих предметов, при этом дамбы возводят каскадом с уклоном α=5-6° в сторону карты отстойника 5. Карту отстойника 5 для воды располагают в глубокой части открытой горной выработки 3, в которую направляют ливневые, талые и дренажные воды. Подготовку горной массы проводят последовательными операциями: выемкой горной массы из отвала 6, отделением негабаритов, их разбивкой и погрузкой горной массы 7, дроблением горной массы 8 до размеров, пригодных для гидравлического транспортирования (размеры кусков указываются в техническом паспорте выбранного шламового насоса или углесоса). Пульпоформирование в смесителе 9 проводят путем смешивания подготовленной горной массы с водой в отношении твердого к жидкому по массе 1:3-1:5, при этом воду используют в замкнутом цикле. Пульпу закачивают по распределенным пульпосбросам 10 в карты 1 последовательно от верхней к нижней. Намывку горных пород в картах 2 ведут до заданной отметки и в последнюю очередь заполняют карту отстойника 5. Очистку воды проводят фильтрацией через тело дамб 4 и переливом воды через водосбросы при переполнении карт. Подачу воды по трубопроводу 11 на пульпоформирование в смесителе 9 производят из карты отстойника 5 по отдельному трубопроводу. Выполаживание бортов открытой горной выработки ведут с учетом защиты их от водной эрозии и направления рекультивации нарушенных земель.
Предлагаемый способ позволяет снизить экологический ущерб при технологии открытой добычи полезных ископаемых, совместить рекультивацию с горными работами и сократить сроки рекультивации.