Отвал породный прямоугольной формы погашенный с экологической направленностью Российский патент 2023 года по МПК E21C41/32 A01B79/02 

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. Погашенным породным отвалом считают сформированное тело отвала с завершенными горными работами и выполненными горнотехнической и биологической рекультивацией.

Уровень техники

Известно устройство отвал породный погашенный (патент RU 2763561, МПК Е21С 41/32, Опубликовано: 30.12.2021 Бюл. №1), включающий нижнее основание тела 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 погашенного отвала.

Известен способ формирования породного прямоугольного отвала с экологичной направленностью (патент RU 2787487, МПК Е21С 41/32, Опубликовано: 09.01.2023 Бюл. №1), включающий выполнение пионерной отвальной насыпи в границах прямоугольного отвала, сформированной раздвоенной вдоль границы отвала слева и справа навстречу друг к другу на полную проектную высоту яруса, с одновременным формированием рекультивации по периметру внешнего откоса породного прямоугольного отвала под ярусами 5-7 м с углами откосов в диапазоне 18-22°, с уклоном горизонтальных площадок в сторону тела отвала, покрываемого плодородным слоем почвы, прием вскрышных пород карьера, при соединении встречных граничных отвальных фронтов яруса выполняют отвальную насыпь с развитием фронта отвальных работ к центру проектируемого тела отвала, процесс повторяют при формировании следующих ярусов отвала вверх, причем пионерную отвальную насыпь в границах прямоугольного отвала формируют раздвоенной вдоль границы отвала слева и справа на встречу друг к другу на полную проектную высоту яруса, выполняют отвальную насыпь с развитием фронта отвальных работ к центру тела отвала с расположением короткой стороны прямоугольного отвального фронта параллельной оси векторов розы ветров с максимальным значением режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям, а также с расположением оси въездной насыпи прямоугольного отвала параллельной оси векторов розы ветров с максимальным значением режима ветра и посередине длинной стороны прямоугольного отвального фронта, прием вскрышных пород карьера выполняют в режиме попутной отсыпки по направлению ветра в текущий момент, с развитием секторов фронта отвальных работ к центру прямоугольного отвала по направлениям векторов розы ветров пропорционально их длины, формируют осаждающую и гасящую турбулентную составляющую потока пыления внутри отсыпаемого откоса яруса прямоугольного отвального фронта.

Недостатком известного устройства является низкая экологическая эффективность отсыпанного породного погашенного отвала.

Известно наиболее близкое устройство отвал породный прямоугольной 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 подъярусами 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 погашенного отвала.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является повышение экологической эффективности отсыпанного породного погашенного отвала.

Настоящий технический результат достигается в устройстве отвал породный прямоугольной формы погашенный с экологичной направленностью, включающий 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 18-22°, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрытые плодородным слоем, верхнее основание тела отвала выполненное с горнотехнической и биологической рекультивацией, причем верхнее основание тела отвала выполнено в форме боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды, вершина которой расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала, верхнее основание тела отвала разбито на замкнутые прямоугольные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды полосами луговых площадок, вокруг вершины перевернутой прямоугольной пирамиды оставлена прямоугольная площадка под искусственный водоем, замкнутые прямоугольные полосы выполнены с расположением короткой стороны основания прямоугольной пирамиды параллельной оси вектора с максимальным значением розы ветров режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям в промежутках времени с отрицательными температурами, канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполнены по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды, отвалы канавки уложены плугом в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды.

Отличительными признаками являются:

верхнее основание тела отвала выполнено в форме боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды, вершина которой расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала, это повышает экологическую эффективность отсыпанного породного погашенного отвала в виде рационального использования влаги саженцами на боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды и исключает оврагообразование;

верхнее основание тела отвала разбито на замкнутые прямоугольные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды полосами луговых площадок, что повышает экологическую эффективность отсыпанного породного погашенного отвала в виде рационального потребления влаги каждым видом саженцев в условиях созданного микроклимата на боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды;

вокруг вершины перевернутой прямоугольной пирамиды оставлена прямоугольная площадка под искусственный водоем, это повышает экологическую эффективность отсыпанного породного погашенного отвала в виде микроклимата аккумуляционным искусственным водоемом, особенно для влаголюбивой талины;

замкнутые прямоугольные полосы выполнены с расположением короткой стороны основания прямоугольной пирамиды параллельной оси вектора с максимальным значением розы ветров режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям в промежутках времени с отрицательными температурами, такое формирование прямоугольных полос создает условия максимального снегозадержания в сугробах;

канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполнены по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды, отвалы канавки уложены плугом в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды, это повышает экологическую эффективность отсыпанного породного отвала, за счет созданного микроклимата на верхнем основании тела отвала перед каждой канавкой с распределением влаги по замкнутой горизонтальной канавке.

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 рисунков

На фиг.1 приведена схема формированного отвала породного прямоугольной формы погашенного с экологичной направленностью, включающая: 1 - въездную насыпь породного отвала; 2 - геометрический центр проектируемого породного отвала; 3 - площадку с уклоном в сторону тела отвала с горизонтальной бровкой яруса, покрытую плодородным слоем почвы; 4 - рекультивируемый нижний под ярус с плодородным слоем почвы; 5 - рекультивируемый верхний под ярус с плодородным слоем почвы; 6 - прямоугольную полосу под саженцы сосны; 7 - прямоугольную полосу под луговые травы после сосновых посадок; 8 - прямоугольную полосу под березовые саженцы; 9 - прямоугольную полосу под луговые травы после посадок березы; 10 - прямоугольную полосу под саженцы талины; 11 - прямоугольную площадку под искусственный водоем оставленную вокруг вершины перевернутой прямоугольной пирамиды; 23 - ребро перевернутой прямоугольной пирамиды; 24 - ось вектора розы ветров с максимальным значением режима ветра; 25 - роза ветров в данном месте по многолетним наблюдениям в промежутках времени с отрицательными температурами; 27 - короткая сторона основания прямоугольной пирамиды.

На фиг.2 приведен разрез А-А с фиг. 1 породного погашенного отвала прямоугольной формы с экологичной направленностью, включающий: 12 - тело отвала; 13 - покрытие плодородным слоем почвы; 14 - верхнее основание тела отвала выполненное в форме боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды; 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 - вершину перевернутой прямоугольной пирамиды.

На фиг.3 приведен вид В, с разреза А-А фиг. 2, фрагмента канавки для посадки саженцев на верхнем основании тела отвала и формирования сугроба из снега, включающий: 12 - тело отвала; 13 - покрытие плодородным слоем почвы; 14 - верхнее основание тела отвала выполненное в форме боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды; 15 - саженцы сосны; 23 - отвал из канавки, уложенный в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды; 24 - канавку для посадки саженцев; 26 - сугроб снега сформированный по розе ветров.

Осуществление изобретения

Пример осуществления изобретения. 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 м³, 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 погашенный 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 [3]. Доставку ПСП выполняют дополнительными двумя автосамосвалами из-под экскаватора верхнего вскрышного уступа. Одновременное формирование рекультивации по периметру погашаемого 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 граничного яруса верхнее основание погашаемого тела отвала 14 выполняют в форме боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды. Вершину перевернутой прямоугольной пирамиды 22 располагают в геометрическом центре 2 проектируемого породного отвала для рационального распределения влаги в поверхностной части тела отвала. Верхнее основание 14 разбито на прямоугольные полосы 6, 8, 10 для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды полосами луговых площадок 7, 9, вокруг вершины перевернутой прямоугольной пирамиды оставлена прямоугольная площадка 11 под искусственный водоем. Последовательность высадки саженцев в поверхностной части тела отвала обусловлена необходимым рациональным потреблением влаги каждым их видом в условиях созданного микроклимата с учетом аккумуляционного искусственного водоема. Канавки 24 для биологической рекультивации в виде посадок саженцев сосны 15, березы 17, талины 19 выполняют по горизонтальным прямоугольным линиям боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды. Отвалы 23 из канавки 24 укладывают плугом в сторону вершины 22 перевернутой прямоугольной пирамиды. Замкнутые прямоугольные полосы 6, 8, 10 для саженцев выполняют с расположением короткой стороны основания 27 прямоугольный пирамиды параллельной оси вектора 24 с максимальным значением розы ветров 25 режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям в промежутках времени с отрицательными температурами. Это создает обильное снегозадержание в виде сугробов 26.

Такое исполнение формирует при снеготаянии и обильных дождевых осадках микроклимат с аккумуляцией влаги исключающей оврагообразование и повышает экологическую эффективность отсыпанного погашенного породного отвала необходимым потреблением влаги саженцами по их видам.

Источники информации:

1. Патент RU 2059074, МПК A01B 75/02, Опубликовано: 27.04.1996;

2. Патент RU 2787487, МПК Е21С 41/32, Опубликовано: 09.01.2023 Бюл. №1;

3. Технология рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири/ И.В. Зеньков и др. - Красноярск: СФУ, 2015. - 309 с., с. 93.

Изобретение 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. Отвал породный прямоугольной формы погашенный с экологичной направленностью включает 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 18-22°, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрытые плодородным слоем, верхнее основание тела отвала, выполненное с горнотехнической и биологической рекультивацией. Верхнее основание тела отвала выполнено в форме боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды, вершина которой расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала. Верхнее основание тела отвала разбито на замкнутые прямоугольные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды полосами луговых площадок. Вокруг вершины перевернутой прямоугольной пирамиды оставлена прямоугольная площадка под искусственный водоем. Замкнутые прямоугольные полосы выполнены с расположением короткой стороны основания прямоугольной пирамиды параллельной оси вектора с максимальным значением розы ветров режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям в промежутках времени с отрицательными температурами. Канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполнены по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды. Отвалы канавки уложены плугом в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды. Техническим результатом является повышение экологической эффективности отсыпанного породного погашенного отвала. 3 ил.

Отвал породный прямоугольной формы погашенный с экологичной направленностью, включающий 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 18-22°, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрытые плодородным слоем, верхнее основание тела отвала, выполненное с горнотехнической и биологической рекультивацией, отличающийся тем, что верхнее основание тела отвала выполнено в форме боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды, вершина которой расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала, верхнее основание тела отвала разбито на замкнутые прямоугольные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды полосами луговых площадок, вокруг вершины перевернутой прямоугольной пирамиды оставлена прямоугольная площадка под искусственный водоем, замкнутые прямоугольные полосы выполнены с расположением короткой стороны основания прямоугольной пирамиды параллельной оси вектора с максимальным значением розы ветров режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям в промежутках времени с отрицательными температурами, канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполнены по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутой прямоугольной пирамиды, отвалы канавки уложены плугом в сторону вершины перевернутой прямоугольной пирамиды.