Отвал породный погашенный с экологической направленностью
ECO-FRIENDLY ROCK DUMP

Область техники
Предлагаемое устройство относится к горному делу, в частности к освоению месторождений открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использовано при сооружении породных погашенных отвалов.
Уровень техники
Известно устройство отвал породный погашенный (патент RU 2763561, МПК Е21С 41/32, Опубликовано: 30.12.2021 Бюл. №1), включающий нижнее основание отвала по ландшафту местности, тело отвала, верхнее основание тела отвала, выполненное с горнотехнической и биологической рекультивацией.
Недостатком известного устройства является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала.
Известен способ формирования бульдозерного отвала (патент RU 2059074 МПК Е 21С 41/00, 27.04.1996), включающий формирование отвала путем упреждающего заполнения нижнего основания яруса, формирования первичных, замкнутых по периметру, ярусных насыпей, каждая из которых делит площадь своего яруса на две равные части с единым центром и создает центрированные и периферийно направленные фронты заполнения пространства яруса породой. Здесь известно выполнение верхнего основания тела отвала в форме чаши в процессе формирования отвала.
Недостатком известного формирования отвала является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала.
Известен способ рекультивации негорящих шахтных террикоников (патент SU 1761013, МПК А01В 79/02, Опубликовано: 07.06.1992 Бюл. №34), включающий террасирование, укладку на площадках террас потенциально плодородного и плодородного слоев, посадку на них деревьев, причем на южном участке площадки каждой террасы используют теплолюбивые плодовые деревья, а на остальных морозоустойчивые, и посев на откосах террас многолетних трав. Здесь известно выполнение по всей площади верхнего основания тела отвала разбивки на закольцованные полосы с чередованием полосами многолетних трав на терриконе.
Недостатком известного формирования отвала является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала, в виде рационального использования влаги исключающего оврагообразования.
Известен способ рекультивации промышленных карьеров (патент SU 882442, МПК А01В 79/02, Опубликовано: 23.11.1981 Бюл. №43), включающий разметку площадки, частичную планировку поверхности уступов с приданием ей обратного уклона, поделку продольных дренируемых валов, создание на поверхности уступов растительного субстрата, посадку плодово-ягодных культур и внесение удобрений. Здесь известно выполнение канавок по закольцованным линиям на полосах выработанного пространства карьера для биологической рекультивации.
Недостатком известного формирования отвала является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала, за счет созданного микроклимата на верхнем основании тела отвала перед каждой канавкой.
о
Известно наиболее близкое устройство отвал породный круглой формы с экологичной направленностью (Технология рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири/ И.В. Зеньков и др. – Красноярск: СФУ, 2015. – 309 с., с. 93), включающий нижнее основание тела отвала по ландшафту местности, внешние откосы ярусов породного отвала, сформированные с рекультивацией по периметру под ярусами 5-7 м и с углами откосов в диапазоне 18-22, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрываемые плодородным слоем, верхнее основание тела отвала выполненное с горнотехнической и биологической рекультивацией.
Недостатком наиболее близкого устройства является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного отвала.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является повышение экологической эффективности отсыпанного породного отвала.
Настоящий технический результат достигается в устройстве отвал породный круглой формы с экологичной направленностью, включающем нижнее основание тела отвала по ландшафту местности, внешние откосы ярусов породного отвала, сформированные с рекультивацией по периметру подъярусами 5-7 м и с углами откосов в диапазоне 18-22⁰, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрываемые плодородным слоем, верхнее основание тела отвала выполненное с горнотехнической и биологической рекультивацией, причем верхнее основание тела отвала выполнено в форме мульды, нижняя точка которой расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала, верхнее основание разбито на закольцованные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону нижней точки мульды полосами луговых площадок, вокруг нижней точки мульды оставлена площадка под искусственный водоем, канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполнены по закольцованным линиям мульды, отвалы канавки уложены плугом в сторону нижней точки мульды верхнего основания тела отвала.
Отличительными признаками являются:
верхнее основание тела отвала выполнено в форме мульды, нижняя точка которой расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала,  верхнее основание разбито на закольцованные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону нижней точки мульды полосами луговых площадок, вокруг нижней точки мульды оставлена площадка под искусственный водоем, это повышает экологическую эффективность отсыпанного породного погашенного отвала в виде рационального использования влаги исключающей оврагообразования;
канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполнены по закольцованным линиям мульды, отвалы канавки уложены плугом в сторону нижней точки мульды верхнего основания тела отвала, это повышает экологическую эффективность отсыпанного породного отвала, за счет созданного микроклимата на верхнем основании тела отвала перед каждой канавкой.
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 чертежей
На фиг.1 приведена схема формирования породного отвала с экологичной направленностью, включающая: 1 – въездную насыпь породного отвала; 2 - геометрический центр проектируемого породного отвала; 3 - площадку с уклоном в сторону тела отвала, покрываемую плодородным слоем почвы; 4 – рекультивируемый нижний под ярус с плодородным слоем почвы; 5 - рекультивируемый верхний под ярус с плодородным слоем почвы; 6 - закольцованную полосу под  саженцы сосны; 7 - закольцованную полосу под луговые травы после сосновых посадок; 8 - закольцованную полосу под  березовые саженцы; 9 - закольцованную полосу под луговые травы после посадок березы; 10 - закольцованную полосу под  саженцы талины; 11 - площадку под искусственный водоем, оставленную вокруг нижней точки мульды.
На фиг.2 приведен разрез А-А с фиг. 1 породного отвала круглой формы с экологичной направленностью, включающий: 12 - тело отвала; 13 - покрытие плодородным слоем почвы; 14 - верхнее основание тела отвала выполненное в форме мульды; 15 - саженцы сосны; 16 -  луговые травы после сосновых посадок; 17 - березовые саженцы; 18 - луговые травы после посадок березы; 19 - саженцы талины; 20 – искусственный водоем; 21 - нижнее основание тела отвала по ландшафту местности; 22 - нижнюю точку мульды.
На фиг.3 приведен вид В, с разреза А-А фиг. 2, фрагмента канавки для посадки саженцев на верхнем основании тела отвала, включающий: 12 - тело отвала; 13 - покрытие плодородным слоем почвы; 14 - верхнее основание тела отвала выполненное в форме мульды; 15 - саженцы сосны; 23 – отвал из канавки, уложенный в сторону нижней точки мульды; 24 - канавку для посадки саженцев.
Осуществление изобретения
3
В структуре комплексной механизации отвального участка, с одновременным формированием рекультивации породного яруса отвала, предусмотрено использование: одного бульдозера Т-170 и одного гидравлического экскаватора модели «обратная лопата» с ковшом емкостью 1,5-2,0 м, как основного выемочного механизма, использованного для погрузки плодородного слоя почвы. Для этапа рекультивации дополнительно применяют два автосамосвала грузоподъемностью 18-20 т. и еще один бульдозер Т-170. Высота яруса породного отвала составила 10 м, а высота рекультивируемого под яруса 5 м, что соответствует оборудованию используемому на горных работах. Выполняют эту работу одним бульдозером Т-170, который принимает карьерные автосамосвалы от вскрышных экскаваторов по въездной насыпи 1, и формирует граничный отвальный фронт. С отставанием в 30-50 м от насыпи яруса, дополнительный бульдозер Т-170 выполняет из этого яруса под ярус с рекультивационной площадкой 3 с уклоном в сторону тела отвала. Откос нижнего под яруса 4, верхнего под яруса 5 и площадку 3, яруса покрывают плодородным слоем почвы 13 (ПСП) или почвенной смесью, состоящей из четвертичных вскрышных пород и почвенных слоев толщиной до 2 м согласно [5]. Доставку ПСП выполняют дополнительными двумя автосамосвалами из-под экскаватора верхнего вскрышного уступа. Одновременное формирование рекультивации по периметру внешнего откоса породного отвала повышает экологическую эффективность отсыпанного породного отвала, за счет до срочного снижения пыления откосов в процессе горных работ. При достижении граничным отвальным фронтом завершающего состояния верхнее основание тела отвала граничного яруса выполняют в форме мульды 14. Нижнюю точку 22 мульды располагают в геометрическом центре 2 проектируемого породного отвала. Верхнее основание 14 разбито на закольцованную полосы 6, 8, 10 для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону нижней точки мульды полосами луговых площадок 7, 9, вокруг нижней точки мульды оставлена площадка 11 под искусственный водоем. Канавки 24 для биологической рекультивации в виде посадок саженцев сосны 15, березы 17, талины 19 выполняют по закольцованным линиям мульды 14. Отвалы 23 из канавки 24 укладывают плугом в сторону нижней точки 22 мульды 14, такое исполнение формирует при снеготаянии и обильных дождевых осадках микроклимат с аккумуляцией влаги исключающей оврагообразование и повышает экологическую эффективность отсыпанного породного отвала необходимым потреблением влаги саженцами.
Источники информации
1. Патент RU 2059074, МПК A01B 75/02, Опубликовано: 27.04.1996.
2. Патент RU 2059074, МПК Е 21С 41/00, 27.04.1996.
3. Патент SU 1761013, МПК А01В 79/02, Опубликовано: 07.06.1992 Бюл. №34.
4. Патент SU 882442, МПК А01В 79/02, Опубликовано: 23.11.1981 Бюл. №43.
5. Технология рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири/ И.В. Зеньков и др. – Красноярск: СФУ, 2015. – 309 с., с. 93.