Отвал породный эллипсовидной 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 эллипсовидного отвала с экологичной направленностью (патент RU 2787488, МПК Е21С 41/32, Опубликовано: 09.01.2023 Бюл. №1), включающий выполнение пионерной отвальной насыпи в границах эллипсовидного 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 эллипсовидного отвала под ярусами 5-7 м с углами откосов в диапазоне 18-22°, с уклоном 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 эллипсовидного 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 оси эллипсовидного 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 эллипсовидного отвала параллельной оси векторов розы ветров с максимальным значением режима ветра и посередине длинной стороны эллипсовидного 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 эллипсовидного отвала по направлениям векторов розы ветров пропорционально их длины, формируют осаждающую и гасящую турбулентную составляющую потока пыления внутри отсыпаемого откоса яруса эллипсовидного отвального фронта.

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

Известно наиболее близкое устройство отвал породный эллипсовидной 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 эллипсовидной формы погашенный 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 18-22°, 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 перевернутого эллипсовидного конуса, вершина которого расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала, верхнее основание тела отвала разбито на замкнутые эллипсовидные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса полосами луговых площадок, вокруг вершины перевернутого эллипсовидного конуса оставлена эллипсовидная площадка под искусственный водоем, замкнутые эллипсовидные полосы выполнены с расположением короткой оси основания эллипсовидного конуса 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 перевернутого эллипсовидного конуса, отвалы канавки уложены плугом в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса.

Отличительными признаками являются:

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

верхнее основание тела отвала разбито на замкнутые эллипсовидные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса 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 перевернутого эллипсовидного конуса;

вокруг вершины перевернутого эллипсовидного конуса оставлена эллипсовидная площадка под искусственный водоем, это повышает экологическую эффективность отсыпанного породного погашенного отвала в виде микроклимата аккумуляционным искусственным водоемом, особенно для влаголюбивой талины;

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

канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполнены по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого эллипсовидного конуса, отвалы канавки уложены плугом в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса, 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 сформированного отвала породного эллипсовидной 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 - эллипсовидную полосу под саженцы сосны; 7 - эллипсовидную полосу под луговые травы после сосновых посадок; 8 - эллипсовидную полосу под березовые саженцы; 9 - эллипсовидную полосу под луговые травы после посадок березы; 10 - эллипсовидную полосу под саженцы талины; 11 - эллипсовидную площадку под искусственный водоем оставленную вокруг вершины перевернутого эллипсовидного конуса; 25 - роза ветров в данном месте по многолетним наблюдениям в промежутках времени с отрицательными температурами; 27 - ось вектора розы ветров с максимальным значением режима ветра; 28 - короткая ось основания эллипсовидного конуса.

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

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 перевернутого эллипсовидного конуса; 15 - саженцы сосны; 23 - отвал из канавки, уложенный в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса; 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 перевернутого эллипсовидного конуса. Вершину перевернутого эллипсовидного конуса 22 располагают в геометрическом центре 2 проектируемого породного отвала для рационального распределения влаги в поверхностной части тела отвала. Верхнее основание 14 разбито на эллипсовидные полосы 6, 8, 10 для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса полосами луговых площадок 7, 9, вокруг вершины перевернутого эллипсовидного конуса оставлена эллипсовидная 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 эллипсовидным линиям боковой поверхности перевернутого эллипсовидного конуса. Отвалы 23 из канавки 24 укладывают плугом в сторону вершины 22 перевернутого эллипсовидного конуса. Замкнутые эллипсовидные полосы 6, 8, 10 для саженцев выполняют с расположением короткой оси 28 основания эллипсовидного конуса параллельной оси вектора 27 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 эллипсовидной 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 перевернутого эллипсовидного конуса, вершина которого расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала. Верхнее основание тела отвала разбито на замкнутые эллипсовидные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса полосами луговых площадок. Вокруг вершины перевернутого эллипсовидного конуса оставлена эллипсовидная площадка под искусственный водоем. Замкнутые эллипсовидные полосы выполнены с расположением короткой оси основания эллипсовидного конуса 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 перевернутого эллипсовидного конуса, отвалы канавки уложены плугом в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса. Техническим результатом является повышение экологической эффективности отсыпанного породного погашенного отвала. 3 ил.

Отвал породный эллипсовидной 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, покрываемые плодородным слоем, верхнее основание тела отвала, выполненное с горнотехнической и биологической рекультивацией, отличающийся тем, что верхнее основание тела отвала выполнено в форме боковой поверхности перевернутого эллипсовидного конуса, вершина которого расположена в геометрическом центре проектируемого породного отвала, верхнее основание тела отвала разбито на замкнутые эллипсовидные полосы для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса полосами луговых площадок, вокруг вершины перевернутого эллипсовидного конуса оставлена эллипсовидная площадка под искусственный водоем, замкнутые эллипсовидные полосы выполнены с расположением короткой оси основания эллипсовидного конуса 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 перевернутого эллипсовидного конуса, отвалы канавки уложены плугом в сторону вершины перевернутого эллипсовидного конуса.