СПОСОБ ОБЛЕСЕНИЯ ОТВАЛОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2002 года по МПК A01B79/02 A01B13/16 

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к созданию лесных насаждений на отвалах промышленных отходов.

Накапливающиеся отвалы промышленных отходов создают неблагоприятную экологическую обстановку: мелкие фракции разносятся ветром на прилегающие территории; происходит вымывание вредных веществ в почвенные и грунтовые воды; нарушается внешний вид ландшафта и всей окружающей среды; из хозяйственного оборота ежегодно выводятся большие площади.

Облесение отвалов - один из основных и наиболее перспективных способов освоения территорий, нарушенных при разработках месторождений полезных ископаемых.

Известны различные способы облесения отвалов промышленных отходов, а также сильнокаменистых почв. В частности, при лесокультурном освоении сильнокаменистых почв, где преобладает известковый мергель, при посадке растений корневую систему сеянца заделывают пульпой - смесью воды и мелкозема в определенных пропорциях (см. В.Ф.Зинин и др. "Приспособление для заделки корневых систем культур на каменистых почвах" - М., "Лесное хозяйство", 1986, 10, с. 54-55). Приживаемость сеянцев оказалась выше на 20%, чем при посадке растений, корни которых заделывались мелкоземом.

Недостатком данного способа является то, что он трудоемок в технологическом процессе и использовать его можно на малой крутизне склона механизированным путем. Наиболее распространенным в мировой практике и нашей стране является способ, при котором поверхность промышленных отвалов покрывается искусственным почвогрунтом или почвенными субстратами и мелиорантами - торф, песок, навоз и др. , а также производится посев трав (см. Ю.А. Хватов "Облесение земель, нарушенных при разработке полезных ископаемых". - М., ЦБНТИ-лесхоз, 1973, с. 6-7). Данный способ принят за прототип.

В данном способе, в зависимости от породы и территориальной расположенности промышленных отвалов, в качестве искусственного почвогрунта рекомендуется использовать дорогостоящие субстраты и мелиоранты на основе торфа, песка и других компонентов, покрывая обрабатываемую поверхность слоем до 40 см. Это требует больших трудозатрат, расхода материалов, что является недостатком данного способа.

Целью данного изобретения является удешевление работ по облесению отвалов промышленных отходов за счет искусственно накопившихся осадков сточных вод. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе в качестве насыпного почвогрунта на поверхность отвалов промышленных отходов наносят осадки сточных вод из очистных сооружений, отвал выполняют по форме усеченного конуса, имеющего разделенные горизонтальными полотнами ярусы, при этом покрытие поверхности отвала осадками сточных вод осуществляют на горизонтальном полотне с равномерным сдвиганием на склоновую часть высотой на последней, равной 15-20 см, а на горизонтальной - до 10 см, а после формирования ярусного отвала по всей его поверхности осуществляют посадку древесно-кустарниковой растительности с последующим высевом трав.

В настоящее время осадки сточных вод не находят полной утилизации и постоянно накапливаются на очистных сооружениях. Они богаты органическим веществом и элементами питания растений (азотом, фосфором, микроэлементами и т. д.) и могут служить плодородным почвенным субстратом.

В сельском и лесном хозяйствах осадки сточных вод используются в очень ограниченных количествах как органоминеральные удобрения, так как загрязнены тяжелыми металлами, яйцами гельминтов, болезнетворными микробами и другими токсикантами. Однако, промышленные отходы на полигонах их складирования в такой же степени загрязнены токсикантами и поэтому покрытие их слоем осадков сточных вод не повлияет на экологическую обстановку. Осадки сточных вод доставляются из очистных сооружений с иловых карт после выдержки в отвалах на протяжении нескольких лет, что снижает их санитарно-гигиеническую опасность при применении.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого решения, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существующим признакам заявленного изобретения.

Предложенный прототип позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявляемого изобретения требованию изобретательского уровня был проведен дополнительный поиск по выявлению известных способов облесения отвалов промышленных отходов с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого изобретения. Результаты проверки показывают, что заявляемое изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники по разработке способа, в частности, заявляемым изобретением не предусматриваются известные преобразования.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Способ облесения отвалов осуществляют следующим образом.

На чертеже представлен общий вид сформированного отвала промышленных отходов (фосфогипса, шлама и т.д.), представляющего собой усеченный конус, имеющий разделенные горизонтальными полотнами ярусы.

Первоначально осуществляется отсыпка (самосвалами) нижнего яруса отвала, диаметром до 1 км и более, высотой 10-15 м. Осуществляется планировка (бульдозером) горизонтального полотна (бермы) шириной 5-7 м. Угол естественного откоса, в зависимости от складирования породы колеблется в пределах 35-50^o. По завершении отсыпки отходов осуществляют покрытие поверхности отвала осадками сточных вод из очистных сооружений на горизонтальном участке и медленным равномерным сдвиганием (бульдозером) на склоновую часть. Высота почвогрунта на склоновой части должна составлять 15-20 см, на горизонтальной поверхности - до 10 см.

Посадка сеянцев и саженцев на горизонтальной плоскости возможна лесопосадочными машинами, а на склоновой части - вручную. Шаг посадки колеблется в пределах 1,0-2 м, ширина междурядий - 3-4 м. На склоновой части посадку осуществляют сверху - вниз.

После посадки древесно-кустарниковой растительности вся площадь засевается травами. С целью лучшей приживаемости растений рекомендуется использовать 3-5 видов. В засушливые периоды после посадки через 2-3 недели не исключен полив.

Рекомендуемый состав пород для посадки: деревьев - осина, тополь серебристый, береза бородавчатая, ива, клен ясенелистный; кустарников - ива козья, спирея, роза рогоза, акация аморфа, облепиха, снежноягодник, бузина; травянистые растения - овсяница луговая, мятлик луговой, клевер красный, лебеда, осот, крапива двудомная, одуванчик, пырей, сурепка, календула. После закладки и посадки первого яруса отвала аналогичным образом осуществляется работа на втором, третьем и т.д. ярусах, доводя общую высоту отвала до 100 м и более.

Пример конкретного исполнения.

В 1999 г. на полигоне фосфогипса производственного объединения ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" (г. Воскресенск Моск. обл.) на склоновом и горизонтальных участках отвалов были заложены опытные площадки. Технология проведения работ по облесению отвалов проведена в соответствии с приведенным описанием в изобретении. По результатам наблюдений установлено, что приживаемость древесно-кустарниковой растительности составляет до 60% и более. Склоны и горизонтальные участки покрыты обильными всходами травянистой растительности.

В настоящее время разработан проект складирования отвалов промышленных отходов (фосфогипса) согласно предложенному изобретению, позволившему значительно снизить воздействия его на окружающую среду. Прилагаемая иллюстрация наглядно свидетельствует о целесообразности использования данного способа.

В настоящее время предприятием осуществляются работы по облесению отвалов.

Технико-экономический и социальный эффект от использования данного способа:
- значительно сокращается процесс облесения отвалов (на 20-25 лет), в то время как на старых отвалах этот процесс естественным путем начинается только через 8-10 лет и происходит очень медленно;
- сокращаются денежные затраты на приобретение и транспортировку искусственного почвенного субстрата, в то время как осадки сточных вод из очистных сооружений получают бесплатно;
- ускоренная биологическая рекультивация отвалов промышленных отходов проявляется в быстром устранении отрицательного влияния их на окружающую среду (запыление местности, загрязнение стекающих с них дождевых вод и т.д.) и придание местности более естественного вида.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к созданию лесных насаждений на отвалах промышленных отходов. Отвал выполняют по форме усеченного конуса. На поверхность отвалов на каждом ярусе наносят осадки сточных вод из очистных сооружений. После формирования ярусного отвала со слоями осадков сточных вод по всей его поверхности осуществляют посадку древесно-кустарниковой растительности с последующим высевом трав. Применение изобретения позволит сократить процесс облечения отвалов промышленных отходов. 1 ил.

Способ облесения отвалов промышленных отходов, включающий покрытие поверхности отвала искусственным почвогрунтом и высев трав, отличающийся тем, что в качестве искусственного почвогрунта используют осадки сточных вод из очистных сооружений, а отвал выполняют по форме усеченного конуса, имеющего разделенные горизонтальными полотнами ярусы, при этом покрытие поверхности отвала осадками сточных вод осуществляют на горизонтальном полотне с равномерным сдвиганием на склоновую часть высотой на последней, равной 15-20 см, а на горизонтальной - до 10 см, а после формирования ярусного отвала по всей его поверхности осуществляют посадку древесно-кустарниковой растительности с последующим высевом трав.