Реферат на тему:
Гірничотехнічна рекультивація земель
Загальні поняття про гірничотехнічну рекультивацію земель
Гірничотехнічна рекультивація – це комплекс гірничотехнічних робіт,
спрямованих на підготовку територій після завершення на них розробок
родовищ корисних копалин або інших робіт, що призвели до порушення
земної поверхні, з метою їх подальшого використання у відповідних
галузях народного господарства.
У випадку відкритих розробок корисних копалин гірничотехнічна
рекультивація включає:
будівництво доріг, гідротехнічних і меліоративних споруд;
зняття, транспортування, складування (за необхідності) і нанесення на
рекультивовані землі придатних (родючих та потенційно родючих) грунтів і
порід;
планування поверхні порушених земель;
виположування або терасування відкосів відвалів і бортів кар’єрних
виїмок;
ліквідацію наслідків осідання відвалів і протиерозійні заходи;
комплекс меліоративних заходів, спрямованих на поліпшення хімічних і
фізичних властивостей порід і їх сумішей, з яких складається поверхневий
шар рекультивованих земель (за необхідності).
Усі ці роботи виконуються підприємством, яке проводить гірничі роботи
або спеціалізованими організаціями із рекультивації. Склад робіт
встановлюється проектом відповідно до прийнятого напряму рекультивації.
Вимоги до гірничотехнічної рекультивації земель
Гірничотехнічна рекультивація, як правило, повинна вписуватись у
загальну технологію розробки родовища і формування відвалів, а гірничі
роботи повинні забезпечувати:
селективне зняття грунту і потенційно родючих гірських порід, їх
транспортування, складування, зберігання або безпосереднє використання
для рекультивації порушених земель;
розміщення малопридатних і непридатних гірських порід у нижній частині
відвалів. Якщо ж родовище представлене тільки малопридатними і
непридатними для рекультивації породами, тобто придатні породи відсутні,
то вимоги селективної розробки стосуються їх: при цьому непридатні
породи вкладаються в основу відвалу, малопридатні – на поверхню. Валове
формування відвалів з точки зору наступної рекультивації застосовується
тільки в тому випадку, якщо не порушуються технічні умови на
проектування біологічної рекультивації та дотримання вимог державного
стандарту;
виконання основних обсягів робіт щодо планування поверхні, виположування
відвалів і бортів залишкових кар’єрних виїмок;
формування оптимальних за геометричними параметрами відвалів, створення
у зоні відкритих розробок сприятливих екологічних умов для рослин і
тварин;
комплексне вилучення із розкривної товщі попутних копалин, які мають
промислове значення (наприклад, вапняку – для виробництва вапна,
скельних порід, каолінів, глин і пісків – для будівництва, металургійної
промисловості та ін.). Якщо неможливо безпосередньо використати попутні
корисні копалини, то їх необхідно складувати в окремі відвали з
урахуванням наступної розробки;
оптимальне вилучення і мінімальні терміни використання земель у
технологічному процесі.
Технологія розробки родючого шару грунту
Залежно від виду корисних копалин, їх геологічної будови, місця
розташування, родючий шар ґрунту в них розробляється різними
технологіями з використанням відповідної техніки і механізмів.
Розглянемо найбільш поширені з них.
Технологія розробки ґрунтового шару колісними скреперами
Зняття ґрунтового шару за допомогою колісних скреперів проводиться за
такими трьома технологічними схемами (рис. 3.1 і 3.2).
Рис 3.1. Технологічні схеми роботи колісних скреперів у процесі розробки
ґрунтового шару (за А.К. Поліщуком, 1977) ·
а – зняття й укладання ґрунтового шару за один цикл; б – зняття
ґрунтового шару під час складування його на борту кар’єру; в зняття
ґрунтового шару під час складування його на тимчасовому складі на
відвалі.
Рис. 3.2. Ґрунтовий склад
За першою схемою (рис.3. 1а) ґрунтовий шар здіймають, транспортують і
вкладають на рекультивовану ділянку за один цикл. Роботу виконують в
такому порядку. Довжину фронту робіт передового (основного) виступу
ділять на дві рівні частини. Площу, з якої необхідно зняти ґрунтовий
шар, ділять на ділянки довжиною, що дорівнює річному переміщенню виступу
(зняття ґрунтового шару проводиться щорічно на величину річного підняття
гірничих робіт) і шириною В, яка відповідає довжині завантаження
скрепера. Порядок зняття ґрунтового шару на рис.3. 1 відзначено цифрами.
Відстань до верхньої бровки передового виступу, що забезпечує
безперервну роботу скрепера, визначають за формулою:
де h1 – висота передового виступу, м;
? – кут стійкого відкосу виступу, градуси;
?1 – кут відкосу передового робочого виступу, градуси.
Середня довжина транспортування визначається за формулою:
де В – річне підняття фронту гірничих робіт, м;
Вроб – ширина робочої зони кар’єру, м;
Btiн – час інтенсивного осідання відвалу, роки;
В0 – ширина ділянки на відвалі, покритої ґрунтовим шаром за рік, м;
Lф – довжина фронту робіт передового виступу, м.
За другою схемою (рис. 3.16) ґрунтовий шар складують вздовж борту
кар’єру. Розміри складу визначають, виходячи з об’єму ґрунтового шару на
1 км довжини передового виступу і вимог щодо умов його зберігання. Склад
повинен мати максимальну ширину. Розміри складу повинні задовольняти
умову:
де hc – висота складу, м;
lн – ширина складу внизу, м;
lв – ширина складу зверху, м;
т – товщина ґрунтового шару, м;
kр – коефіцієнт розпущеності ґрунтового шару.
Ширина складу знизу:
де ? – кут природного відкосу ґрунтового шару, градуси;
? – кут підйому в’їзду на склад, градуси.
Із двох останніх формул можна вивести, що:
тоді максимальна ширина складу зверху дорівнюватиме:
де lроз – довжина розвантаження скрепера, м;
R – мінімальний радіус розвороту скрепера, м;
bx – ширина ходу скрепера, м;
с – безпечна відстань від колеса скрепера до верхньої бровки складу (с =
0,5:0,6), м.
Розміри складу визначають у такому порядку. Спочатку визначають
мінімальну ширину складу зверху, а потім його висоту. Якщо hc > 10 м, то
ширину складу зверху треба збільшити на величину, кратну lроз, і тільки
після цього визначають висоту hc.
Грунт складують горизонтальними шарами. Не можна відсипати новий шар без
відсипки попереднього шару. Така схема забезпечує мінімум поворотів
скрепера з пустим ковшем.
За третьою схемою (рис. 3.1в) ґрунтовий шар знімають і транспортують на
тимчасовий склад на відвалі, який після осідання відвалу розробляють
скрепером та наносять на рекультивовану поверхню.
Середню відстань транспортування ґрунтового шару від забою до складу
визначають за формулою:
а відстань транспортування зі складу на рекультивовану ділянку за
формулою:
Змінну продуктивність скрепера під час розробки ґрунтового шару
визначають за формулою:
Заслуговує уваги ще одна технологічна схема роботи скрепера з
багаторазовим розвантаженням вздовж західки (рис.3.2). Суть її полягає в
тому, що на початку західки проводять завантаження скрепера і
розвантаження. Потім цикл повторюють до кінця західки без тривалих
холостого і завантаженого ходів. Досягнувши кінця західки, скрепер
розвантажують і повторюють весь цикл робіт у зворотному напрямі.
Перевага цієї технології над попередніми полягає в тому, що вона може
застосовуватись під час заготівлі ґрунту для транспортування на
рекультивовані ділянки тим самим обладнанням, що використовують на
кар’єрі.
Технологія розробки ґрунтового шару мехлопатами та драглайнами
Ця технологія використовується у процесі розробки ґрунтового шару з
розміщенням його на тимчасовому складі та з наступним навантаженням у
транспортні засоби. При цьому необхідно дотримуватись такої умови:
де Rh – радіус повороту кузова екскаватора, м;
Ck – мінімальний зазор між нижньою бровкою виступу і кузовом
екскаватора, м;
т – потужність Ґрунтового шару, м;
? і ? – кути відповідно відкосу виступу і природного відкосу, градуси;
h – висота тимчасового складу, м;
R – радіус розвантаження екскаватора за максимальної висоти
розвантаження, м.
Тимчасовий склад формують так, щоб під час відвантаження грунту ширина
західки внизу дорівнювала радіусу черпання на рівні стояння Rr.
Максимальну висоту насипної частини тимчасового складу розраховують за
формулою:
а ширину першої західки:
ширину другої західки:
де К – коефіцієнт розпушення грунту в ковші екскаватора.
Максимальна ширина другої західки за умови розміщення екскаватора
дорівнює:
Створення тимчасових складів ґрунтового шару з наступним відвантаженням
його в автосамоскиди дозволяє значною мірою підвищити ефективність
використання навантажувального і транспортного обладнання. В цьому
випадку об’єм баку чуваного в навал грунту на площі західки визначають
за формулою:
а об’єм грунту, відвантаженого безпосередньо (без окучування) у
транспортні засоби з площі західки, за формулою:
за коефіцієнту переекскавації:
Під час розвантажування ковша в автосамоскид потрібно зупинити і
опустити ковш екскаватора, що збільшує тривалість циклу і знижує
продуктивність екскаватора на 8%.
На рекультивовані ділянки ґрунтовий шар переміщується взимку. Це
дозволяє ефективно використовувати обладнання цілий рік. Проте недоліком
цієї технології є те, що драглайн може знімати родючий шар грунту
товщиною не менше 0,5 м.
Технологія розробки ґрунтового шару бульдозерами
Найчастіше бульдозер використовують для розробки і переміщення
ґрунтового шару в тимчасові відвали (бурти) (рис. 3.3). При цьому
бульдозер, рухаючись по прямій, зрізує і переміщує ґрунт до цього бурта,
а потім повертається заднім ходом у попереднє положення. Ґрунтовий шар
зрізують до появи підґрунтових порід. Ширину бульдозерної західки
встановлюють із розрахунку утворення штабеля, який забезпечує повне
завантаження ковша екскаватора за одне черпання.
Необхідний об’єм штабеля, який створюється бульдозером для наступного
навантаження його екскаватором в автосамоскиди, визначають за формулою:
де А – ширина західки екскаватора (навантажувача), м;
? – кут підйому, який під час переміщення бульдозера з вантажем повинен
бути не більше 25°;
h1min – максимальна висота забою, за якої забезпечується навантаження
ковша екскаватора (навантажувача) за одне черпання, м.
Об’єм ґрунту, доставленого бульдозером у бурт, дорівнює зрізаному ним
об’єму, тобто:
Звідки:
Середня відстань переміщення грунту:
Об’єм грунту, розроблюваного бульдозером, визначають за формулою:
а продуктивність бульдозера:
У тому випадку, коли родючий шар грунту доводиться знімати
бульдозером на території лісового фонду, потрібно насамперед зібрати
ділову деревину і дрібнолісся, розкорчувати територію від пнів і
чагарників.
Технологія розробки ґрунтового шару одноковшовым навантажувачем
Розробку ґрунтового шару одноковшовим навантажувачем можна здійснювати
за такими трьома схемами (рис.3.3.):
Рис. 3.3. Схеми роботи одноковшовых навантажувачів (заА.К. Поліщуком,
1977)
а – навантаження з частковим розворотом навантажувача; б -наваніаження з
періодичним рухом автосамоскида; в – навантаження з тупиковим підїздом;
І – автосамоскид; 2 – навантажувач.
За першою схемою (рис.3.3а) навантажений пневмоколісний навантажувач з
керованими задніми колесами виїжджає від забою заднім ходом з розворотом
під невеликим кутом у бік, протилежний автосамоскиду (автосамоскид
встановлюється під кутом до 30° до фронту забою), а, розвернувшись,
переднім ходом підїжджає до автосамоскида і розвантажує в нього ківш.
Потім навантажувач відїжджає від автосамоскида заднім ходом з розворотом
на невеликий кут і переднім ходом під’їжджає до забою для наповнення
ковша.
Задругою схемою (рис.3.3.б) заповнений ґрунтом навантажувач від’їжджає
заднім ходом на відстань не менше 10 м і в той час з ним підіймається
ківш у положення розвантаження. Перпендикулярно до навантажувача (під
його ківш) встановлюється автосамоскид. Після розвантаження ковша
автосамоскид від’їжджає вперед на відстань, яка забезпечує вільний
проїзд навантажувача до забою для наповнення ковша. Заповнений
навантажувач знову повертається у положення до розвантаження,
автосамоскид заднім ходом подається під завантаження, і цикли
повторюються до повного завантаження автосамоскида.
За третьою схемою (рис.3.3в) скорочуються до мінімуму простої
навантажувача через відсутність автосамоскидів. Проте при цьому дещо
ускладнюються маневри двох поряд розміщених автосамоскидів, а також
збільшується відстань переміщення навантажувача під час завантаження
першого ковша у другий автосамоскид.
Технологія розробки ґрунтового шару грейдер-елеваторами
Грейдер-елеватори використовуються для розробки ґрунтового шару за
відсутності в ньому великих каменів. Вони можуть розробляти ґрунтовий
шар зі складуванням його на тимчасових складах і з навантаженням у
транспортні засоби. Серед них є напівпричепні та самохідні типи, які
розробляють ґрунтовий шар під час руху вперед. У процесі формування
ґрунтових .складів доцільно застосовувати таку технологію, яка б
дозволила зосередити в одному місці максимально можливу кількість
ґрунту. З цією метою ґрунтовий шар зрізують із двох західок, розміщуючи
весь об’єм ґрунту в одному складі. Організація робіт зі створення
ґрунтового складу полягає в наступному. Західку розбивають на три і
більше ділянки (рис.3.4.).
Потім під час руху грейдер-елеватора за кільцевою схемою навколо
влаштовуваного складу зрізують ґрунтовий шар на ділянці 1 і вкладають
його в положення Г, а ґрунтовий шар з ділянок 2 і 3 – відповідно в
положення 2 і 3. Аналогічно розробляють ґрунтовий шар наступної західки.
Рис. 3.4а. Схема розробки ґрунтового шару грейдер-елеватором з
тимчасовим складуванням (заА.К. Поліщуком, 1977). Рис. 3.46. Схема
розробки
ґрунтового шару грейдер-елеватором з навантаженням у транспортні засоби
(за А.К. Поліщуком, 1977).
Для переміщення ґрунтового шару із тимчасових складів на рекультивовану
поверхню застосовують скрепери, автосамоскиди та інші види транспорту. У
випадку розробки ґрунтового шару з навантаженням в автосамоскиди
використовують схему розробок (рис.3.4б.), за якою автосамоскиди
рухаються один за другим зі швидкістю грейдер-елеватора. У момент
відходу завантаженого автосамоскида водій першого автосамоскида
під’їжджає заднім ходом під конвеєр. Після заповнення автосамоскида під
завантаження підходить наступний автосамоскид і т. д. Заміна самоскидів
через кожні 14-20м без зупинки грейдер-елеватора призводить до
просихання грунту, проте безпечнішою стає робота водія, оскільки кабіна
автосамоскида ніколи не перебуває під робочим конвеєром. Крім того,
скорочується холостий пробіг автосамоскидів. Час завантаження
автосамоскида змінюється від 18 до 65 с.
Рекомендована література
Гончаковский П.Л., Мамаев С.А., Николаевский B.C. Закрепление
растительности отвалов золотодобывающей промышленности // Растительность
и пром. загрязнения: Охрана природы на Урале. – Свердловск. -Вып.У. С.
111-122.
Горбунов Н.И., Бекаревич Н.Е., Михайлов З.Н. Химико-минералогический
состав и свойства почв и пород, нарушенных
промышленностью, как показатели их пригодности в сельском хозяйстве //
Почвоведение. 1970. – № 8.
Горбунов Н.И., Бекаревич Н.Е., Етеревская Л.В. и др. Классификация пород
по степени их пригодности в сельском хозяйстве// Почвоведение.- 1971.-№
ц._ Ю5-107.
Горбунов Н.И., Зарубина Т.Г. Теоретические и практические вопросы
рекультивации земель, нарушенных промышленностью в южнотаежной и
лесостепной зонах//Освоение нарушенных земель. – М.: Наука, 1976.-С.
82-98.
Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. – М: Недра, 1981.- 260 с.
Горлов В.Д., Лозановская И.Н. Технико-экономическая оценка
эффекитивности рекультивации земель // Почвоведение. – 1987. – № 4. -С.
95-105.
Гулий В.М., Шишковский Н.С., Васенович А.Г. Опыт рекультивации земель
при разработках россыпных месторождений // Цветная металлургия.- 1971.
-№ 10.-С. 15-17.
Гурін I.I. Рекультивація І використання земель, порушених у добувній
промисловості // Вісник с.-г. науки. – 1966. -№ 10. – С. 24-31.
Данько В.?. Лесные рекультивации на отвалах открытых горнопромышленных
разработок Украины // Лесоводство и агромелиорации. – Вып. 18. – К.:
Урожай. 1969. -С. 7-11.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
