Способ формирования породного отвала круглой формы погашенного с экологической направленностью Российский патент 2023 года по МПК E21C41/32 A01B79/02 

Область техники

Предлагаемый способ относится к горному делу, в частности к освоению месторождений открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использован при сооружении породных погашенных отвалов. Погашенным породным отвалом считают сформированное тело отвала с завершенными горными работами и выполненными горнотехнической и биологической рекультивацией.

Уровень техники

Известен способ формирования породного круглого отвала с экологичной направленностью (патент RU 2787486, МПК Е21С 41/32, Опубликовано: 09.01.2023 Бюл. №1), включающий выполнение пионерной отвальной насыпи в границах круглого 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 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 круглого отвала формируют раздвоенной вдоль границы отвала слева и справа навстречу друг к другу на полную проектную высоту яруса, выполняют ее с развитием фронта отвальных работ к центру тела круглого отвала с расположением оси въездной насыпи круглого отвала, параллельной оси векторов розы ветров с максимальным значением режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям, прием вскрышных пород карьера выполняют в режиме попутной отсыпки по направлению ветра в текущий момент, с развитием секторов фронта отвальных работ к центру отвала по направлениям векторов розы ветров пропорционально их длине, формируют осаждающую и гасящую турбулентную составляющие потока пыления внутри отсыпаемого откоса яруса круглого отвального фронта.

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

Известен наиболее близкий способ формирования породного отвала 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 выполнение подготовки нижнего основания тела отвала по ландшафту местности, отсыпку тела отвала, формирование внешних откосов ярусов породного отвала, с одновременной рекультивацией по периметру подъярусами 5-7 м и с углами откосов в диапазоне 18-22°, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрываемых плодородным слоем, выполнение верхнего основания тела отвала с горнотехнической и биологической рекультивацией.

Недостатком наиболее близкого способа 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 способе формирования породного отвала круглой формы погашенного с экологичной направленностью, включающем выполнение подготовки нижнего основания тела отвала по ландшафту местности, отсыпку тела отвала, формирование внешних откосов ярусов породного отвала, с одновременной рекультивацией по периметру подъярусами 5-7 м и с углами откосов в диапазоне 18-22°, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрываемых плодородным слоем, выполнение верхнего основания тела отвала с горнотехнической и биологической рекультивацией, причем верхнее основание тела отвала выполняют в форме боковой поверхности перевернутого круглого конуса, вершину которого располагают в геометрическом центре проектируемого породного отвала, верхнее основание тела отвала разбивают на замкнутые полосы, в виде сегментов боковой поверхности конуса, для саженцев в виде сосны, березы, талины, посадку саженцев по замкнутым полосам выполняют в шахматном порядке, которые исполняют с чередованием в сторону вершины перевернутого конуса полосами луговых конусных площадок, вокруг вершины перевернутого конуса оставляют конусную площадку под искусственный водоем, канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполняют по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса, отвалы канавки укладывают плугом в сторону вершины перевернутого конуса, на полосах луговых площадок выполняют бугристую поверхность для снегозадержания в виде канавок по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса, отвалы которых укладывают плугом в сторону вершины конуса.

Отличительными признаками являются:

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

верхнее основание тела отвала разбивают на замкнутые полосы, в виде сегментов боковой поверхности конуса, для саженцев в виде сосны, березы, талины, посадку саженцев по замкнутым полосам выполняют в шахматном порядке, которые исполняют с чередованием в сторону вершины перевернутого конуса полосами луговых конусных 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 конуса;

вокруг вершины перевернутого конуса оставляют конусную площадку под искусственный водоем, это повышает экологическую эффективность отсыпанного породного погашенного отвала в виде микроклимата аккумуляционным искусственным водоемом, особенно для влаголюбивой талины;

канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполняют по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса, отвалы канавки укладывают плугом в сторону вершины перевернутого 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.

на полосах луговых площадок выполняют бугристую поверхность для снегозадержания в виде канавок по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса, отвалы которых укладывают плугом в сторону вершины конуса, такое формирование луговых полос создает условия максимального снегозадержания в сугробах на верхнем основании тела отвала.

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 породного отвала круглой 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 -полосу в виде сегмента боковой поверхности конуса под саженцы сосны; 7 - полосу в виде сегмента боковой поверхности конуса под луговые травы после сосновых посадок; 8 - полосу в виде сегмента боковой поверхности конуса под березовые саженцы; 9 - полосу в виде сегмента боковой поверхности конуса под луговые травы после посадок березы; 10 - полосу в виде сегмента боковой поверхности конуса под саженцы талины; 11 - конусную площадку под искусственный водоем оставленную вокруг вершины перевернутого конуса.

На фиг.2 приведен разрез А-А с фиг. 1 породного погашенного отвала круглой формы с экологичной направленностью, включающий: 12 - тело отвала; 13 - покрытие плодородным слоем почвы; 14 - верхнее основание тела отвала выполненное в форме боковой поверхности перевернутого конуса; 15 - саженцы сосны в шахматном порядке; 16 - луговые травы после сосновых посадок; 17 - березовые саженцы в шахматном порядке; 18 - луговые травы после посадок березы; 19 - саженцы талины в шахматном порядке; 20 - искусственный водоем; 21 - нижнее основание тела отвала по ландшафту местности; 22 - вершину перевернутого 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 конуса; 15 - саженцы сосны; 23 - отвал из канавки, уложенный в сторону вершины перевернутого конуса; 24 - канавку для посадки саженцев; 25 - сугроб снега сформированный по направлению 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 14 погашаемого тела отвала выполняют в форме боковой поверхности перевернутого круглого конуса. Вершину 22 перевернутого конуса располагают в геометрическом центре 2 проектируемого породного отвала для рационального распределения влаги в поверхностной части тела отвала. Верхнее основание 14 разбито на полосы 6, 8, 10 для саженцев в виде сосны, березы, талины, которые исполнены с чередованием в сторону вершины перевернутого конуса полосами луговых площадок 7, 9, вокруг вершины перевернутого конуса оставлена конусная 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 кольцевым линиям боковой поверхности перевернутого конуса. Отвалы 23 из канавки 24 укладывают плугом в сторону вершины 22 перевернутого конуса. Посадку саженцев по замкнутым полосам конусной поверхности выполняют в шахматном порядке. На полосах луговых площадок 7, 9 выполняют бугристую поверхность для снегозадержания, в виде канавок 24 по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса, отвалы 23 которых укладывают плугом в сторону вершины конуса 22. Это создает обильное снегозадержание в виде сугробов 26 на верхнем основании тела отвала.

Такое исполнение формирует при снеготаянии и обильных дождевых осадках микроклимат с аккумуляцией влаги исключающей оврагообразование и повышает экологическую эффективность отсыпанного круглого породного погашенного 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. Способ формирования породного отвала круглой формы, погашенного с экологичной направленностью, включает выполнение подготовки нижнего основания тела отвала по ландшафту местности, отсыпку тела отвала, формирование внешних откосов ярусов породного отвала, с одновременной рекультивацией по периметру подъярусами 5-7 м и с углами откосов в диапазоне 18-22°, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрываемых плодородным слоем, выполнение верхнего основания тела отвала с горнотехнической и биологической рекультивацией. Верхнее основание тела отвала выполняют в форме боковой поверхности перевернутого круглого конуса, вершину которого располагают в геометрическом центре проектируемого породного отвала. Верхнее основание тела отвала разбивают на замкнутые полосы, в виде сегментов боковой поверхности конуса. Для саженцев в виде сосны, березы, талины, посадку саженцев по замкнутым полосам выполняют в шахматном порядке, которые исполняют с чередованием в сторону вершины перевернутого конуса полосами луговых конусных площадок. Вокруг вершины перевернутого конуса оставляют конусную площадку под искусственный водоем. Канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполняют по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса. Отвалы канавки укладывают плугом в сторону вершины перевернутого конуса. На полосах луговых площадок выполняют бугристую поверхность для снегозадержания в виде канавок по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса, отвалы которых укладывают плугом в сторону вершины конуса. Техническим результатом является повышение экологической эффективности отсыпанного породного погашенного отвала. 3 ил.

Способ формирования породного отвала круглой формы погашенного с экологичной направленностью, включающий выполнение подготовки нижнего основания тела отвала по ландшафту местности, отсыпку тела отвала, формирование внешних откосов ярусов породного отвала, с одновременной рекультивацией по периметру подъярусами 5-7 м и с углами откосов в диапазоне 18-22°, с уклоном площадок в сторону тела отвала, покрываемых плодородным слоем, выполнение верхнего основания тела отвала с горнотехнической и биологической рекультивацией, отличающийся тем, что верхнее основание тела отвала выполняют в форме боковой поверхности перевернутого круглого конуса, вершину которого располагают в геометрическом центре проектируемого породного отвала, верхнее основание тела отвала разбивают на замкнутые полосы, в виде сегментов боковой поверхности конуса, для саженцев в виде сосны, березы, талины, посадку саженцев по замкнутым полосам выполняют в шахматном порядке, которые исполняют с чередованием в сторону вершины перевернутого конуса полосами луговых конусных площадок, вокруг вершины перевернутого конуса оставляют конусную площадку под искусственный водоем, канавки для биологической рекультивации в виде посадок саженцев выполняют по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса, отвалы канавки укладывают плугом в сторону вершины перевернутого конуса, на полосах луговых площадок выполняют бугристую поверхность для снегозадержания в виде канавок по горизонтальным замкнутым линиям боковой поверхности перевернутого круглого конуса, отвалы которых укладывают плугом в сторону вершины конуса.