Способ рекультивации породного отвала
METHOD FOR RECLAMATION OF THE WASTE DUMP

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 использовано при добыче полезного ископаемого и рекультивации породных отвалов.
Уровень техники
Известен способ открытой добычи угля (патент RU  2186474, МПК A01B 75/02, Опубликовано: 10.08.2002, Бюл. № 22), включающий удаление верхнего почвенного слоя и сохранение его или перенос на территории, подлежащие восстановлению; взрыхление, погрузку и транспортирование вскрышных пород с образованием породных отвалов; отбойку, погрузку и транспортирование угля на склад; рекультивацию отвалов, причем выветренный уголь пластов, близко подходящих к дневной поверхности, добывают и складируют отдельно, породные отвалы выравнивают, на выровненную поверхность наносят слой почвы и выветренного угля, полученный слой рыхлят с присечкой вскрышных пород и укатывают.
Недостатком известного способа является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала, покрытого плодородным слоем почвы.
Известен наиболее близкий способ рекультивации породных отвалов (патент RU  2684235, МПК A01B 79/02, Опубликовано: 04.04.2019, Бюл. № 10), включающий укладку отходов в отвал, покрытие их слоем почвенного грунта и посев трав, отличающийся тем, что для снижения затрат на рекультивацию и создания потенциально плодородного слоя почвенный слой формируют путем внесения в голый грунт субстрата, приготовленного из смеси ила с городских очистных сооружений, ила со дна пруда-охладителя вод теплоэлектроцентрали глиноземного производства и вскрышной породы добычи песка в соотношении по массе 0,5:0,5:1, толщиной слоя субстрата 15-20 см.
Недостатком наиболее близкого способа является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала, покрытого плодородным слоем почвы.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является повышение экологической эффективности отсыпанного породного отвала, покрытого плодородным слоем почвы.
Настоящий технический результат достигается в способе рекультивации породного отвала, включающем укладку отходов в отвал, покрытие их плодородным слоем почвы и посев трав, причем укладку отходов в отвал выполняют Г-образной формы у карьерной выработки, покрывают отвал  наступающим фронтом от периферии плодородным слоем почвы из двух складов постоянного хранения плодородного слоя почвы: Г-образной формы на берме безопасности борта карьера, снятого в границах породного отвала и прямоугольной формы, снятого в границах карьера, формирование складов постоянного хранения выполняют в следующей последовательности: выделяют  полосы снятия плодородного слоя почвы (ПСП) бульдозером для концентрации её в буртах, с последующей отгрузкой экскаватором на конвейер для перемещения ПСП на место постоянного хранения и укладкой отвалообразователем в полосы на территорию склада ПСП до момента нанесения на породный отвал, на завершающем этапе горнотехнической рекультивации после окончания горных работ ПСП из складов отгружают экскаваторами ЭКГ-5А через самоходный бункер на конвейер и отсыпают его с использованием отвалообразователя, а затем бульдозером производят разравнивание нанесенного на поверхность отвала почвенного слоя.
Отличительными признаками являются:
укладку отходов в отвал выполняют Г-образной формы у карьерной выработки, покрывают отвал наступающим фронтом от периферии плодородным слоем почвы из двух складов постоянного хранения плодородного слоя почвы: Г-образной формы на берме безопасности борта карьера, снятого в границах породного отвала, и прямоугольной формы, снятого в границах карьера, такая геометрическая форма породного отвала и последовательность действий позволяет применять на основных процессах покрытия ПСП механизмы с электрическим приводом в виде конвейеров и отвалообразователя с высокой экологической эффективностью;
формирование складов постоянного хранения выполняют в следующей последовательности: выделяют  полосы снятия плодородного слоя почвы (ПСП) бульдозером для концентрации её в буртах, с последующей отгрузкой экскаватором на конвейер для перемещения ПСП на место постоянного хранения и укладкой отвалообразователем в полосы на территорию склада ПСП до момента нанесения на породный отвал, это дает экологическую эффективность за счет прямолинейных форм полос и складов ПСП позволяющих использовать в оптимальном режиме конвейерный транспорт на снятии и складировании плодородного слоя почвы, который имеет самое низкое воздействие на окружающую среду;
на завершающем этапе горнотехнической рекультивации после окончания горных работ ПСП из складов отгружают экскаваторами ЭКГ-5А через самоходный бункер на конвейер и отсыпают его с использованием отвалообразователя, а затем бульдозером производят разравнивание нанесенного на поверхность отвала почвенного слоя, такая последовательность процессов ведет к повышению экологической эффективности отсыпанного породного отвала, покрываемого плодородным слоем почвы.
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Краткое описание рисунка
На чертеже приведен схематичный вид породного отвала, покрываемого плодородным слоем почвы, включающий: 1, 3, 4, 6, 8 - выделенные  полосы снятия плодородного слоя почвы (ПСП) (на примере в контуре карьера, аналогично выполняют под породным отвалом); 2, 5, 7 – полосы с концентрируемым ПСП в буртах, с последующей отгрузкой экскаватором на конвейер для перемещения ПСП на место постоянного хранения; 9, 10, 11 – полосы порядка укладки ПСП на территорию склада для постоянного его хранения до момента нанесения на породный отвал; 12 – породный отвал; 13 – укладка ПСП отвалообразователем на поверхность породного отвала; 14 - склад постоянного хранения ПСП, снятого в границах породного отвала; 15 - сплошная линия, характеризующая направление конвейерных потоков для покрытия отвала плодородным слоем почвы; 16 - снятия ПСП бульдозером в бурты; 17 – контур земной поверхности выработанного пространства карьера; 18 - склад постоянного хранения ПСП, снятого в границах карьера; 19 – пунктирная линия характеризующая направление конвейерных потоков при удалении ПСП из границ карьера и его перемещения на склад постоянного хранения.
Осуществление изобретения
Породный отвал 12 выполняют Г-образной формы и формируют его у контура земной поверхности выработанного пространства карьера 17, это позволяет применять на основных процессах покрытия ПСП механизмы с электрическим приводом в виде экскаватора, конвейеров и отвалообразователя с высокой экологической эффективностью. Предварительно убирают и формируют склады ПСП в следующей последовательности. Выделяют в контуре карьера полосы снятия ПСП 1, 3, 4, 6, 8 и его концентрацию бульдозером в полосах 2, 5, 7 с последующей отгрузкой экскаватором ЭКГ-5А на конвейер 19 для перемещения ПСП на место постоянного хранения на складе 18. Аналогично выполняют в контуре породного отвала 12 полосы снятия, концентрации и отгрузку, перемещение, хранение ПСП на складе 14 на берме безопасности борта карьера, так как нагрузка от склада 14, имеющего высоту 3 м, в расчетах на устойчивость борта карьера не повлияет и будет находится в области ошибки в расчетах, составляющей 10% для горнотехнических задач.   На завершающем этапе горнотехнической рекультивации после окончания горных работ ПСП из складов 14 и 18 отгружают экскаваторами ЭКГ-5А через самоходный бункер на конвейер 19 , по которому отгруженный почвенный слой перемещают на породный отвал 12. Направления перемещения ПСП из складов постоянного хранения на отвал, наступающим фронтом от периферии его, показаны сплошными стрелками на чертеже. На отвале 12 ПСП отсыпают с использованием отвалообразователя и затем бульдозером производят разравнивание нанесенного на поверхность отвала почвенного слоя.
Таким образом формирование породного отвала у карьерной выработки, покрытого плодородным слоем почвы, с прямолинейными геометрическими формами, позволяет применять на основных процессах снятия, складирования и покрытия ПСП механизмы с электрическим приводом в виде экскаватора, конвейеров и отвалообразователя с высокой экологической эффективностью.
Источники информации
1. Патент RU  2186474, МПК A01B 75/02, Опубликовано: 10.08.2002, Бюл. № 22;
2. Патент RU  2509457, МПК A01B 75/02, Опубликовано: 20.03.2014, Бюл. № 8.