Выбор направления рекультивации

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Рекультивация земель - комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Рекультивации подлежат земли, нарушенные при разработке месторождений полезных ископаемых открытым или подземным способом, а также добыче торфа, и иных работ, связанных с нарушением почвенного покрова.

Рекультивации подлежат:

- карьер, занимаемая площадь - 62,5 га;

- внешний отвал вскрыши, занимаемая площадь – 16,2 га.

Основными направлениями использования восстановленных земель являются:

Сельскохозяйственное направление рекультивации земель - создание на нарушенных землях сельскохозяйственных угодий (пашни, сенокосы, пастбища, многолетние насаждения).

Лесохозяйственное направление рекультивации земель - создание на нарушенных землях лесных насаждений различного типа (лесонасаждения общего хозяйственного и полезащитного назначения, лесопитомники).

Водохозяйственное направление рекультивации земель - создание в по-нижениях техногенного рельефа водоемов различного назначения (водоемы для хозяйственно-бытовых, промышленных нужд, орошения и рыбоводческие).

Рекреационное направление рекультивации земель - создание на нару-шенных землях объектов отдыха (зоны отдыха и спорта: парки и лесопарки, водоемы для оздоровительных целей, охотничьи угодья, туристические базы и спортивные сооружения).

Природоохранное направление рекультивации земель - приведение нарушенных земель в состояние, пригодное для использования в природоохранных целях (участки природоохранного назначения: противоэрозионные лесонасаждения, задернованные или обводненные участки, участки, закрепленные или законсервированные техническими средствами, участки самозарастания – специально не благоустраиваемые для использования в хозяйственных или рекреационных целях).

Санитарно-гигиеническое направление рекультивации земель - биологическая или техническая консервация нарушенных земель, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду, рекультивация которых для использования в народном хозяйстве экономически не эффективна.

Строительное направление рекультивации земель - приведение нару-шенных земель в состояние, пригодное для промышленного, гражданского и прочего строительства (площадки для промышленного, гражданского и прочего строительства, включая размещение отвалов отходов производства (горных пород, строительного мусора, отходов обогащения и др.)).

Основываясь на полученных данных, решено принять направления рекультивации для карьерного поля –водохозяйственное. Статический уровень воды в водоеме будет находиться на отметке +46м. Наполнение карьера будет осуществляться в течение долгого периода, примерно 0,9 м/год. Обмен воды в водоеме будет происходить естественным путем, качество воды будет соответствовать воде из природных источников.Транспортная связь водоема с поверхностью будет осуществляться по съездам, пройденным в южной части карьерного поля.Поверхность внешнего отвала рекультивируется под сельскохозяйственное использование: бермы засеваются травами, откосы ярусов отвалов используются под посадку кустарников. Поверхность внутренних отвалов рекультивируется по лесохозяйственному направлению.Рекультивация выполняется в два этапа: горнотехнический и биологический.

Горно-технический этап рекультивации

В состав работ по горно-технической рекультивации входит:

- разработка почвенно-растительного слоя, его складирование во временный отвал и нанесение на рекультивируемые поверхности;

- выполаживание поверхности отвала;

- устройство дна и бортов карьера.

Разработка почвенно-растительного слоя, его складирование во временный отвал и нанесение на рекультивируемые поверхности.

Снятие почвенно-растительного слоя с поверхности предназначенной для размещение внешнего отвала и площадей разработки выполняется в процессе производства вскрышных работ в карьере выполняют раздельно от основной вскрыши. Снятие почвенно-растительного слоя производится бульдозером ДЗ-110 на базе трактора Т-170 с перемещением грунта в штабели. Из штабеля почвенно-растительный слой грузится экскаватором ЭКГ-5А в автосамосвалы БелАЗ-7522.

Выемка ПРГ производится сплошными заездами. Способ формирования выемки ленточнымизарезками. Цикл работы состоит из зарезки горизонтальными слоями выемки, набора призмы волочения, перемещение последней и разгрузки послойно. В конце участка породу штабелируют в виде вала, для последующей отгрузки и транспортирования. Схема движения бульдозера челноковая.

Производительность бульдозера на базе трактора Т-170 при снятии ПРГ определится по формуле [4]:

П_б = 3600Тсм V Ку К_пК_в / (К_р·Т_ц) =

= 3600∙7∙2,66∙0,95∙0,8∙0,84∙0,8 / (1,2∙72,7) = 395 м3,

где Т_см – продолжительность смены, 7 час;

V – объем грунта в разрыхленном состоянии, перемещаемый отвалом бульдозера, м3: V = l h a /2 = 3,22∙1,18∙1,4/2 = 2,66 м3;

l – длина отвала бульдозера, м; h – высота отвала бульдозера, м; а – ширина призмы перемещаемого грунта, м,

a = h/tg α = 1,18/tg40° = 1,18/0,84 = 1,4 м

α – угол естественного откоса грунта ( = 40°);

К_у – коэффициент, учитывающий уклон на участке работы бульдозера,

К_у = 0,95; К_о – коэффициент, учитывающий увеличение производительности при работе бульдозера с открылками (отвал ящичного типа); К_о = 0,8;К_п – коэффициент, учитывающий потери породы в процессе ее перемещения: К_п = 0,84; К_в – коэффициент использования бульдозера во времени, К_в = 0,8; К_р – коэффициент разрыхления грунта, К_р = 1,2; Т_ц = продолжительность одного цикла, с:

Т_ц = _l1/v₁ + l₂/v₂ + (l₁ + l₂)/v₃ + t_п + 2t_р =

= 9/1 + 20/1,2 + (9 + 20)/1,6 + 9 + 2·10 = 72,7 с,

где l1 – длина пути набора грунта в призму волочения, 9 м; v1 – скорость перемещения бульдозера при резании грунта, 1 м/с; l₂ – расстояние транспортирования грунта, 20 м; v₂ – скорость движения бульдозера с грунтом, 1,2 м/с; v₃ скорость холостого хода, 1,6 м/с; t_п– время переключения скорости, 9 с; t_р – время одного разворота трактора, 10 с.

Необходимое количество часов работы бульдозера на снятие ПРГ составит:

T=V_год/ П_б=

=23940/395 = 60,6ч.

Почвенно-растительный слой транспортируется на склад до выхода карьера на проектную производительность, после почвенно-растительный слой транспортируется непосредственно на рекультивируемую поверхность (внешний отвал либо на поверхности внутренних отвалов). Временное складирование почвенно-растительного грунта предусматривается в юго-восточной части карьерного поля. Отвал ПРГ имеет форму прямоугольника с размерами сторон300 на 100 м. Углы откоса бортов - 35°. Отвал формируется одним ярусом высотой 10м.

Таблица 2.Технические характеристики бульдозера ДЗ-110

Мощность квт (л.с.)	125 (170)
Ширина отвала, м	3,3
Высота отвала, м	1,3
Масса, т	18,5
Габаритные размеры, м	5,5х3,42х3,05
Максимальное тяговое усилие КН (ТС)	98 (10)

Нанесение почвенно-растительного слоя на горизонтальные площади и террасы производится разгрузкой автосамосвалов на этой площади и распределением почвенно-растительного слоя по поверхности бульдозером ДЗ-110. Нанесение на откосы осуществляется разгрузкой автосамосвалов вблизи верхней бровки под откос и сталкиванием разгруженной почвы под откос бульдозером. Распределение почвы по откосу отвала осуществляется бульдозером, по откосу уступов в карьере почва распределяется под действием собственного веса. Слой отсыпки ПРГ на рекультивируемые поверхности составляет 0,5 м.

Рисунок 1 Схема нанесения ПРН на рекультивируемые участки.

Выполаживание поверхности внешнего отвала.

Выполаживание откосов отвалов осуществляются с целью повышения устойчивости, предотвращения локальных разрушений и исключения вредного воздействия на окружающую среду. Крутые откосы чаще подвержены оползневым явлениям, водной и ветровой эрозии. Озеленение и эффективное использование крутых склонов (откосов) затруднено. Выполаживание проводим сверху вниз путём перемещения пород с верхней бровки яруса на нижнюю, что предполагает увеличение земельной площади для размещение объёмов пород.

Внешний отвал отсыпается в три яруса горизонтальными слоями с отметками: 120 м, 140м , 160м.Общая площадь занимаемая отвалом составляет: 164638,44 м², объем пород размещаемых в отвале составляет 6030506 м³. При этом нижний ярус формируется преимущественно из скальных пород (аргиллиты, алевролиты и песчаники). Верхний ярус отвала формируется мягкой вскрышей (скифские глины, суглинки, палеогеновый пески). Внешний отвал на момент полной отсыпки представлен на рисунке 2.

Планировка поверхности отвалов осуществляется в два этапа: первичная - непосредственно в процессе образования отвалов; вторичная - после усадки пород в отвалах, но не ранее чем через год после отсыпки. Вторичую планировку поверхности отвала производим с выполаживание откосов отвала до угла 30°, при этом верхний ярус отвала представленный мягкими вскрышными (аргиллиты, алевролиты и песчаники породами) и являющимися потенциально плодородными породами полностью распределяем по 2-ум нижележащим уступам. При выполаживании отвала оставляем предохранительные бермы шириной 10 м. После мероприятий по выполаживанию производится нанесение ПРГ толщиной не менее 0,5м. Выполаживание откосов отвалов и планирования слоя ПРГ по поверхности отвала осуществляется бульдозером ДЗ-110 на базе трактора Т-170.

Рисунок №2 План отвал на момент полной отсыпки.

Общий объём работ по выполаживанию отвала равен объему пород 3 яруса 1644327 м³. При этом площадь отвала увеличится до 210496.74 м².

Средняя сменная производительность бульдозера на базе трактора Т-170 при работе на отвале составит

П_б = 3600·Т_см·V·К_у·К_о·К_п·К_в/(К_р·Т_ц) =

= 3600·7·3,93·0,95·1,0·0,8·0,8/(1,25·59) = 817 м³/смену.

где V_б – объем грунта в разрыхленном состоянии, перемещаемый отвалом бульдозера, м3:

V_б = l·h·a /2 = 3,2·1,3·1,86/2 = 3,93 м³;

l = 3,2 м – длина отвала бульдозера;

h = 1,3 м – высота отвала бульдозера;

а – ширина призмы перемещаемого грунта, м:

a = h/tg α = 1,3 / tg 35° = 1,86 м,

α – угол естественного откоса грунта (α = 30…40°);

Средняя продолжительность цикла бульдозера при этом будет:

Т_ц = l₁/v₁ + l₂/v₂ + (l₁ + l₂)/v₃ + t_п + 2t_р =

= 5/1 + 15/1,2 + (5 + 15)/1,6 + 9 + 2·10 = 59 с.

Работы по проведения горно-технической рекультивации на внешнем отвале производятся в период отработки карьера. Количество часов работы одного бульдозера на выполнения работ:

Объем потенциально-плодородного необходимый для нанесения на сформированную поверхность отвала, в соответствии с требованиями выбранного направления рекультивации:

м³;

, м²;

где:, , - периметр нижнего и верхнего оснований отвала м; - площадьверхней части отвала м²;h- высота отвала, м.

Количество часов работы одного бульдозера на выполнения работ по нанесения ПРГ на поверхность отвала:

Производительность бульдозеров при планировочных работах по нанесению ПРГ (П_пл, м² в смену) определяется по формуле:

П_пл = 3600Т_см L (l sin α– c) K_в /[n (L/v + t_р)],

П_пл = 3600 · 8 · 200 · (3.2 · sin 10– 0.5)· 0.8 / [2·(200/1 + 5)]=625,7 м³/смену.

где L – длина планируемого участка, м; α – угол установки отвала бульдозера к направлению его движения; с – ширина перекрытия смежных проходов, с=0,3…0,5 м; n – число проходов бульдозера по одному месту; n= 1…2; v – средняя скорость движения бульдозера при планировке, соответствующая обычно первой или второй передаче трактора, м/с; t_р – время, затрачиваемое на развороты при каждом проходе, с.

Для нанесения ПРГ на поверхность отвала нам потребуется один бульдозер ДЗ-110 на базе трактора Т-170. Схема нанесения ПРГ указана на рисунке №1.

Проектный вид отвала представлен на рисунке №3.

Рисунок №3 Проектный вид отвала после проведения горно-технической рекультивации.

Устройство дна и бортов карьера.

Горно-технический этап рекультивация западной части карьерного поля происходила совместно с ведение добычных работ. Вскрышными породами формировался внутренний отвал, который в последствие плавно сопрягался с поверхностью земли. Нижние ярусы отвала отсыпались скальной вскрышей, верхний ярус отвала формируется из мягкой вскрыши. Отвалообразование- бульдозерное.Планировка поверхности отвала с целью создания устойчивых к просадкам поверхностей осуществляется в два этапа: первичная - непосредственно в процессе образования отвала ; вторичная - после усадки пород в отвалах, но не ранее чем через год после отсыпки. После вторичной планировки происходит нанесения почвенно-растительного слоя мощность не менее 0,5 м.

Карьерное поле, не занятое внутреннем отвалом, принято рекультивировать по водохозяйственному направлению, при этом, качество воды в водоёме будет соответствовать воде из природных источников. Среднестатистический уровень воды будет находится на отметке в +46 м. Проектируемый водоем будет набираться весьма медленно (порядка 0,9 м/год). Поверхность внутреннего отвала сопряжённую с территорией рекультивируемой под водоем выполаживаем под угол 30° и оставляем предохранительные бермы шириной 30 м. Общий вид карьера на конец отработки представлен на рисунке №4.

Рисунок №4Общий вид карьера на конец отработки.

При рекультивации карьера по водохозяйственному направлению следует руководствоваться тем, что при производстве горно-технического этапа рекультивации необходимо создание ровного и плоского дна. Для обеспечения устойчивости берегов водоема необходимо создание пологих склонов.

По условиям производства работ откосы, как правило, выполняют с уклоном 20°-30°. Откосы, расположенные выше уровня воды, как правило, сухие, а при уклоне 20° более устойчивы по сравнению с откосами, имеющими уклон30° и менее, при отсутствии на них сплошной древесной растительности.

Склоны, которым придана окончательная форма, покрывают слоем почвенного грунта, снятым перед началом разработки карьера, толщиной не менее0,5 м. Почвенным грунтом покрывают и подводные склоны в местах высадки водной растительности. В зависимости от физико-механических свойств вскрышных пород и полезного ископаемого углы откоса уступов и бортов карьера представлены в таблице №3.Уступы на конец отработки сдваиваются с оставлением предохранительных берм шириной 10 м. Южный борт карьера выполаживается сильнее, для доступа отдыхающих к водоему и возможности создания на базе данного рыб - хозяйственного предприятия. Выполаживание производится отсыпкой мягкой вскрыши и планирование по поверхности бульдозером. Все работы производим в соответствии с ГОСТ 175.1.04-83г. Охрана природы земли. Общие требования к рекультивации земель.

Таблица №3. Углы откосов уступов.

Наименование пород	Рабочий угол откоса уступа, град.	Устойчивый угол откоса уступа, град	Принятый угол откоса, град.
Почвенно-растительный слой	25	35	-
Суглинки, глины	до 60	50	40
Пески	45	36	30
Аргиллиты, алевролиты	до 80	65	65
Известняки О₁ и О₂	до 80	65	65

Выполаживание южного борта карьера производим бульдозер ДЗ-110 на базе трактора Т-170, путем отсыпки и планировании мягких вскрышных пород по поверхности борта карьера. После планирования борта производим нанесения ПРГ на рекультивируемую поверхность мощностьюне менее 0,5 м.Нанесение ПРГ на горизонтальные площади и террасы производится разгрузкой автосамосвалов с ПРГ на этой площади и распределением почвенно-растительного слоя по поверхности бульдозером ДЗ-110. Нанесение ПРГ на откосы осуществляется разгрузкой автосамосвалов с ПРГ вблизи верхней бровки под откос и сталкиванием разгруженной почвы под откос бульдозером. Распределение почвы по откосамкарьера выполняется разгрузкой автосамосвала вблизи верхней бровки уступа и сталкиванием бульдозером. Нанесение ПРГ на поверхности террас (предохранительных берм) и поверхность южного борта, производится разгрузкой автосамосвала на поверхности и дельнейшем планировании бульдозером слоем толщиной не менее 0,2 м. Общий вид карьера после проведения горно-технической рекультивации представлен на рисунке №5.

Производительность бульдозеров при планировочных работах (П_пл, м² в смену) определяется по формуле:

П_пл = 3600Т_см L (l sin α– c) K_в/[n (L/v + t_р)],

П_пл = 3600·8·200 · (3.2 · sin10– 0.5)· 0.8 / [2·(200/1 + 5)]=625,7 м³/смену.

Объем работ по планированию горизонтальной поверхности:

V_гор=S_пл·h;

V_гор=79676 · 1=79672 м³,

где: S_пл- площадь под отсыпку,h-мощность наносимого слоя.

Объем работ по выполаживаниюоткоса:

Для отвала скальной породы:

, м³

где: h - высота отвала (яруса отвала), м; α - угол выполаживания откоса, град; β – угол откоса уступа , град; Р₀-длинна выполаживаемого откоса.

Общий объём работ выполняемых на борту карьера:

V_р=V_гор+V_отк·n_отк;

V_р=79675 +18191,9·4= 152442,6 м³;

Количество часов работы бульдозера на выполнении работ:

152442,6·8/625,7= 1948,8 ч.

где: V_гор- объем работ по планированию горизонтальной поверхности; V_отк- Объем работ по выполаживанию откоса; n_отк- количества откосов подлежащих выполаживанию.

Таблица №4 Потребное количество оборудования для проведения горно-технического этапа рекультивации.

Наименования	Количество
Бульдозер ДЗ-110 на базе трактора Т-170.	3
Автосамосвал БелАЗ 7522	5
Экскаватор ЭКГ-5	1

Рисунок №5 Общий вид карьера после проведения горно-технического этапа рекультивации.

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1588; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!