СПОСОБ ДОБЫЧИ ИНЕРТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
EXTRACTION METHOD OF INERT MATERIALS

Изобретение относится к горному делу и может найти применение при добыче инертных материалов из намывных отложений русел нагорных рек.
Известен способ рекультивации карьеров (А.с. СССР №1330313), заключающийся в формировании путем отсыпки упорных стенок поперек карьера и продольных перемычек с заполнением пространства между ними отходами производства. К недостаткам данного способа можно отнести значительные затраты на рекультивацию, не гарантирующие полное восстановление экологии района ведения горных работ.
Общеизвестен способ добычи намывных отложений русел рек. Бессистемная добыча намывных отложений в руслах рек ведет к нарушению естественного положения дна реки и берегов. Хотя отработанные запасы со временем могут восстанавливаться, берега разрушаются, а размеры поймы реки при этом увеличиваются.
Известен способ разработки россыпных месторождений (Коннов В.И. Методология оценки экологического состояния малых рек и их защиты от влияния горного производства: Автореферат дис… докт. техн. наук. Москва, 2008 г.), выбранных в качестве прототипа, включающий подготовку участка предстоящей разработки (вырубка деревьев и кустарников, снятие верхнего слоя грунта, отвод русла реки от границ россыпей путем формирования водостоков, валов и дамб), добычу породы и складирование ее после промывки вдоль берегов реки с последующей посадкой деревьев и многолетних трав. Несмотря на то что отработанная вода возвращается в реку, нарушение границ береговой зоны при строительстве водоотводных сооружений (за счет фильтрации) нарушает водный баланс в реке. Поэтому к недостаткам данного способа можно отнести значительные затраты на рекультивацию, не гарантирующие полное восстановление экологии района ведения горных работ.
Задачей изобретения является расширение объемов добычи на ограниченных площадях без нарушения границ береговой зоны за счет регенерации и восстановления запасов.
Задача решается тем, что пойма реки по ширине делится на две части. На одной части осуществляется водосток. Причем берег реки от размыва защищается бермой. В противоположной части поймы реки осуществляется добыча намывных отложений. Без нарушения границ береговой зоны и берм безопасности в допаводковый период работы ведут в два этапа: на первом этапе, параллельно водоотводу, ведут добычу горной массы; на втором этапе, наклонной выработкой (траншеей) под углом, близким к 90°, сбивают водоотвод и выработанное пространство карьера с перекрытием водовода ниже по течению и в паводковый период осуществляют управляемый намыв наносов реки в выработанное пространство карьера.
Направление намыва регулируется углом наклона траншеи к выработанному пространству. Для обеспечения максимальной интенсивности намыва угол наклона траншеи к выработанному пространству должен быть близким к 90°. Количество наклонных выработок (траншей) определяется длиной выработанного пространства.
На фиг.1 представлен первый этап ведения горных работ в пойме реки в допаводковый период.
1 - берег реки
2 - берма безопасности
3 - защитная дамба
4 - выработанное пространство
5 - водоотвод (текущее русло реки).
На фиг.2 представлен второй этап ведения горных работ в пойме реки в допаводковый период.
1 - берег реки
2 - берма безопасности
3 - защитная дамба
4 - выработанное пространство
5 - водоотвод (текущее русло реки)
6 - наклонная выработка (траншея).
Примеры конкретного выполнения
Способ осуществляется следующим образом, пойма реки по ширине делится на две части (см. фиг.1 и фиг.2). На одной части осуществляется водосток - 5. Причем берег реки от размыва защищается бермой - 2. В противоположной части поймы реки осуществляется добыча намывных отложений. Работы ведут в допаводковый период в два этапа: на первом этапе параллельно водоотводу, без нарушения границ береговой зоны и бермы безопасности - 2, ведут добычу горной массы; на втором этапе наклонной выработкой (траншеей - 6) под углом, близким к 90°, сбивают водоотвод и выработанное пространство карьера с последующим перекрытием (ниже по течению) водоотвода дамбой - 3.
В паводковый период осуществляется заполнение выработанного пространства - 4 намывными отложениями. Направление намыва регулируется углом наклона траншеи к выработанному пространству. Для обеспечения максимальной интенсивности намыва угол наклона траншеи к выработанному пространству должен быть близким к 90°. Количество наклонных выработок (траншей) определяется длиной выработанного пространства.
В таблице представлена средняя характеристика транспортируемого материала рекой Баксан в зимний и паводковый периоды 1988-1990 гг. Учитывая то, что паводковый период продолжается около трех месяцев, ежегодные объемы перемещаемого рекой материала составляют более 1 млн тонн.
Общеизвестно, что горизонтальные изменения русла реки осуществляются за счет размыва одних берегов и намыва противоположных. Намываются выпуклые берега, оказывающие максимальное сопротивление движению реки. В предлагаемом техническом решении направление намыва регулируется углом наклона траншеи к выработанному пространству. Для обеспечения максимальной интенсивности намыва угол наклона траншеи к выработанному пространству должен быть близким к 90°.
Таблица
Характеристика транспортируемого материала рекой Баксан, 1990 г.
№№
Показатели
Ед. изм.
Период
Паводковый
Зимний
1
Расход воды
м<sup>3</sup>/ч
1253500
132000
2
Объем транспортируемой горной породы в т.ч.
м<sup>3</sup>/ч
235
18.5
По классам крупности
+200-500 мм
м<sup>3</sup>/ч
14.2
0.2
+100-200 мм
м<sup>3</sup>/ч
61.4
2.3
-100 мм
м<sup>3</sup>/ч
159.4
16
3
При ширине поймы реки 230 м (среднее течение реки Баксан): около 35-40 м будут занимать бермы безопасности, защищающие берега от размыва; 20-30 м дамба между рабочей зоной карьера и водоводом; 40-60 м - водовод; 100-125 м - рабочая зона карьера. При высоте уступа 10-12 м и длине рабочей зоны около 250 м обеспечивается годовая добыча около 300 тыс. м или 750 тыс. тонн горной массы. При этом будет использоваться только около 50% возможностей реки (например, р.Баксан) по намыву и восстановлению ресурсов в паводковый период. Цикличная работа карьера, предусматривающая этап добычных работ в допаводковый период, этап санитарной очистки выработанного пространства от мусора, проливов горючесмазочных материалов (в допаводковый период), заполнение выработанного пространства карьера путем управляемого намыва наносами реки (в паводковый период), при сохранении контуров и параметров решает задачу добычи инертных материалов без нарушения экологического равновесия в пойме реки.