Способ совмещения вскрышных работ с работами горнотехнического этапа рекультивации отвалов
METHOD FOR COMBINING OVERBURDEN OPERATIONS WITH THE WORKS OF THE MINING STAGE OF DUMP RECLAMATION

Область техники
Предлагаемый способ относится к горному делу, в частности к освоению месторождений открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использован при рекультивации отвалов вскрышных пород.
Уровень техники
Известен способ снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ (ГОСТ 17.5.3.06-85 Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ. Охрана природы. Земли: Сб. ГОСТов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002), включающий требование массовой доли гумуса в нижней границе плодородного слоя почвы в лесостепной и степной зонах не менее двух процентов.
Недостатком известного способа является сложность рекультивационных работ по нанесению рекультивационного слоя на площадки отвалов вскрышных пород.
Известен наиболее близкий объект способ совмещения вскрышных работ с работами горнотехнического этапа рекультивации отвалов (Технология рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири / И.В. Зеньков и др. - Красноярск: СФУ, 2015. - С. 104-110), включающий создание бульдозером бурта плодородного слоя почвы (ПСП) высотой 2-3 м на кровле верхнего вскрышного уступа вдоль заходки экскаватора прямая лопата, раздельное извлечение экскаватором ПСП, с разубоженными вскрышными породами под буртом в объеме прямоугольной призмы и погрузкой в поданный железнодорожный состав в выделенные под ПСП думпкары, отгрузку экскаватором рядовых вскрышных пород заходки в оставшиеся думпкары в составе.
Недостатком наиболее близкого объекта является низкое качество рекультивационной смеси в виде плодородного слоя почвы с разубоженными породами верхнего вскрышного уступа.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является повышение качества рекультивационной смеси, включающей плодородный слоя почвы с разубоженными породами верхнего вскрышного уступа, в виде массовой доли гумуса.
Настоящий технический результат достигается в способе совмещения вскрышных работ с работами горнотехнического этапа рекультивации отвалов, включающем создание бульдозером бурта плодородного слоя почвы (ПСП) высотой 2-3 м на кровле верхнего вскрышного уступа вдоль заходки экскаватора прямая лопата, раздельное извлечение экскаватором ПСП, с разубоженными вскрышными породами под буртом и погрузкой в поданный железнодорожный состав в выделенные под ПСП думпкары, отгрузку экскаватором рядовых вскрышных пород заходки в оставшиеся думпкары в составе, причем карьерный экскаватор отрабатывает забой в следующей технологической последовательности: первоначально выполняет выемку бурта ПСП с разубоженными вскрышными породами под буртом в объеме прямоугольной призмы, путем выдвижения рукояти ковша на полную глубину и при необходимости с подъездом к забою, в объеме заданной величины отгрузки ПСП, следующим этапом экскаватор выполняет выемку рядовой вскрыши вдоль заходки, расположенной в сторону железнодорожного думпкара, на глубину выемки бурта ПСП, затем экскаватор выполняет выемку рядовой вскрыши в заходке, расположенной в сторону борта карьера и отгружает рядовую вскрышу в думпкары поданного состава в пропорциональном объеме её в заходке.
Отличительными признаками являются:
карьерный экскаватор отрабатывает забой в следующей технологической последовательности: первоначально выполняет выемку бурта ПСП с разубоженными вскрышными породами под буртом в объеме прямоугольной призмы, путем выдвижения рукояти ковша на полную глубину и при необходимости с подъездом к забою, в объеме заданной величины отгрузки ПСП, следующим этапом экскаватор выполняет выемку рядовой вскрыши вдоль заходки, расположенной в сторону железнодорожного думпкара, на глубину выемки бурта ПСП, затем экскаватор выполняет выемку рядовой вскрыши в заходке, расположенной в сторону борта карьера и отгружает рядовую вскрышу в думпкары поданного состава в пропорциональном объеме её в заходке, такая последовательность действий позволяет исключить потери ПСП и снизить объемы разубоживания вскрышными породами в условиях движения ковша экскаватора в выемке прямоугольной призмы; в условиях оставления массива прямоугольной призмы (прототип) и последующей его выемки без потерь ПСП, обязательно повлечёт оставление целиков, особенно внизу у массива прямоугольной призмы, из-за конструктивных особенностей работы ковша экскаватора и в итоге снижение массовой доли гумуса.
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Краткое описание чертежа
На чертеже представлена схема раздельного извлечения ПСП с элементами разубоживания вскрышными породами, при отработки забоя верхнего вскрышного уступа карьерным экскаватором, включающая: 1 - верхний вскрышной уступ; 2 - высоту верхнего вскрышного уступа; 3 - ширину заходки экскаватора; 4 - поперечное сечение треугольной призмы NDK бурта ПСП; 5 - поперечное сечение призмы FENM вскрышных пород, части заходки экскаватора, вынимаемой раздельно третьим этапом; 6 - поперечное сечение прямоугольной призмы EADN вскрышных пород, части заходки экскаватора, вынимаемой первым этапом совместно с призмой NDK; 7 - поперечное сечение призмы ABCD вскрышных пород, части заходки экскаватора вынимаемой, раздельно вторым этапом; 8 - ось хода карьерного экскаватора; 9 - ось железнодорожного пути; 10 - подошва верхнего вскрышного уступа.
Осуществление изобретения
В структуре комплексной механизации экспериментального участка совмещения вскрышных работ с работами горнотехнического этапа рекультивации отвалов в виде раздельного извлечения экскаватором бурта ПСП, с разубоженными вскрышными породами под буртом и погрузкой рекультивационной смеси в железнодорожные думпкары предусмотрено использование: карьерного экскаватора ЭКГ-12,5 в количестве одной единицы, одного бульдозера Т-170, двенадцати железнодорожных думпкаров 2ВС-105, одного тепловоза ТЭМ-7. Средняя высота 2 уступа 1 составляет 12 м. Ширина заходки 3 экскаватора 18 м. Предварительно снимают плодородный слой почвы с опережением горных работ на 3-5 лет и складируют в бурты 4 высотой 2-3 м. Располагают бурты 4 по средней линии заходки экскаватора. Карьерный экскаватор продвигаясь вдоль оси 8 отрабатывает забой в следующей технологической последовательности: первоначально выполняет выемку бурта ПСП 4 с разубоженными вскрышными породами под буртом в объеме прямоугольной призмы 6, выдвижением рукояти ковша на полную глубину и при необходимости с подъездом к забою, в объеме заданного количества погрузки ПСП в думпкары расположенные на железнодорожном пути с осью 9 на подошве уступа 10. Следующим этапом экскаватор выполняет выемку рядовой вскрыши в призме 7 заходки, расположенной в сторону железнодорожного думпкара, на глубину выемки бурта ПСП 4. Затем экскаватор выполняет выемку рядовой вскрыши в призме 5 заходки, расположенной в сторону борта карьера и отгружает рядовую вскрышу в думпкары поданного состава в пропорциональном объеме её в заходке экскаватора.
Плодородный слой почвы, включающий черноземс содержание гумуса до 10% и потенциально плодородные породы, которые включают глины, пески, супеси, суглинки и т.д. с содержанием гумуса в диапазоне 1,2-2,5% [2]. Содержание гумуса в подготовленной рекультивационной смеси прототипа составила 2,89%, содержание гумуса в подготовленной рекультивационной смеси экспериментального участка заявляемого объекта составила 2,97%.
Повышение качества рекультивационной смеси, включающей плодородный слоя почвы с разубоженными породами верхнего вскрышного уступа, в виде массовой доли гумуса, составила 3,1%.
Источники информации
1. ГОСТ 17.5.3.06-85 Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ. Охрана природы. Земли: Сб. ГОСТов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002.
2. Технология рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири / И.В. Зеньков и др. - Красноярск: СФУ, 2015. -с. 104-110.