Способ разработки месторождения сапропелей, залегающих под слоем торфа Советский патент 1990 года по МПК E21C49/00 

Изобретение относится к способам разработки месторождений полезных ис- крпаемых, в частности месторождения сапропелей, залегающих под слоем торфа.

Цель изобретения - повышение зффек- тивности способа путем расширения сезона добычи и интенсификации процесса обезвоживания сапропелей.

В способе разработки месторождения сапропелей, залегающих под слоем торфа, включающем экскавацию торфа и сапропелей, выстилку их на поверхности торфяной залежи, обезвоживание, уборку и складирование, экскавацию торфа и сапропелей, их выстилку ведут в зимний период, причем обезвоживание сапропелей и их выстилку осуществляют совместно со стокорегулирующим уклоном послойно с укладкой каждого последующего слоя сапропелей на поверхности предыдущего - примороженного, а уборку сапропелей ведут Б весенне- летний период по мере послойного оттаивания и сброса излишков воды,

Выстилку осуществляют со стокорегулирующим уклоном 0,1-0,4,

В теоретическом обосновании данного способа разработки месторох дения сапропелей, залегающих под слоем торфа, лежат принципы направленного изменения мас- сообменных свойств, структуры сапропелей посредством изменения технрлогических условий их добычи.

Сущность такого воздействия заключается в том, что при экскавации и выстилке сапропелевой массы в зимний период представляется B03Mo.

а) улучшить условия работы технологического оборудования (техники) за счет увеличения несущей способности промороженной торфяной залежи, устранить тем самым необходимость устройства специальных подъездных путей, а также в значительной мере предотвратить процесс обрушения откосов карьера при экскавации сапропелей, снизить интенсивность заполнения карьера грунтовыми и поверхностными водами. Все это в итоге обеспечивает более полную выемку сапропелевого сырья из всей толщины слоя залежи;

б)обеспечить промораживание выстилаемого слоя сапропелей на поверхности торфяной залежи, вследствие чего материал приобретает новые свойства, а именно; его влагопроводность существенно увеличивается, а при оттаивании сброс воды из материала протекает достаточно интенсивно;

в)расширить сезон добычи сапропелей за счет того, что увеличивается в целом период добычи данного вида ископаемого сырья, и повысить эффективность его использования в народном хозяйстве.

Технологическая сторона осуществления способа поясняется следующим примером.

Пример. Экскаватором ТЭ-ЗМ в зимний период осуществляют экскавацию торфа и сапропелей из всей толщины слоя залежи. Выгружают сапропелевую массу на расстоянии максимального радиуса выгрузки материала из ковша экскаватора (12,5 м). Выгруженный сапропель разравнивают бульдозером по поверхности торфяной залежи слоем толщиной 10-20 см за пределами радиуса выгрузки сапропеля экскаватором, Причем выстилку слоя сапропеля ведут параллельно карьеру. Выемку сапропелей из карьера осуществляют параллельным проходом экскаватора вдоль всего карьера в несколько приемов за сезон. Ширину забоя карьера выбирают с учетом глубины залежи сапропелей. При глубине слоя сапропелей Н до 4 м, выбранной ширине выстилаемого слоя сапропелей L 40 м, его толщине h 0,15 м ширина забоя карьера Вз1 одного прохода экскаватора составит

,5M.

Возможное количество проходов экскаватора до слоя выстилки определяют из расчета

, RI + R2 - Вз, 12,5 + 16-1,5 . д М --18.

гдеЯ1 и R2- радиусы выгрузки и копания экскаватора соответствен но j

Вз1-ширина забоя карьера за один

проход экскаватора. Толщину h слоя выстилки сапропеля на торфяной залежи выбирают из соображения устойчивого его промерзания за период, равный времени одного прохода экскаватора вдоль карьера. Понятно, что для северных районов величина h будет больше, чем для районов, средняя температура в которых выше, т.е. более южных. При среднесуточной температуре -5°С (широта Белоруссии, декабрь- февраль) устойчивое промораживание слоя сапропеля h 0,15 м обеспечивается за 3-4 сут, а при формировании снежного покрова г возрастает до 6-8 сут. Для ускорения промораживания сапропеля в слое необходимо периодически сгребать с него снежный покров. Время промораживания слоя сапропеля легко контролируется.

После полного промерзания выстланного слоя сапропелей на его поверхности производят выстилку второго слоя сапропеля (при повторном проходе экскаватора вдоль

карьера). При этом укладку данного слоя сапропеля осуществляют со стокорегулиру- ющим, уклоном, а именно неравномерным слоем, толщина которого со стороны карьера составляет в среднем 5 см, а со стороны,

удаленной от карьера, 20-25 см. Аналогично осуществляют выстилку последующих слоев сапропелей. В результате в конце зимнего сезона добычи выстланный слой намороженного сапр.опеля имеет трапецеидальную

форму с уклоном поверхности в сторону выработанного карьера при толщине слоя намороженного сапропеля вдали от карьера 4-5 м, а вблизи его - 0,5-1,0 м, т.е. стокорегулирующий уклон выстланного

слоя составляет в среднем 0,1. Ширина выработанного карьера в этом случае составит около 25 м.

В весенне-летний период по мере оттаивания слоев сапропелей происходит

гравитационный сброс излишков воды, освободившейся в результате преобразования структуры сапропеля в период промораживания. При этом основными транспортными путями стока воды является

граница талой и мерзлой зон с развитой капиллярно-пористой сетью. Вследствие того, что поверхность выстилки имеет уклон, граница талой и мерзлой зон будет также иметь аналогичный уклон. Наличие уклона обеспечивает необходимую скорость водосброса и обезвоживания до влагосодер- жания 1,5-2 кг/кг, при котором сапропель можно использовать как удобрение. Оптимальные параметры уклона (0,10-0,40) выбраны с таким расчетом, чтобы, с одной стороны, обеспечить необходимую скорость водосброса, а с другой, не вызывать сползания оттаявшего слоя сапропеля по поверхности промерзшего.

Послойную уборку оттаявшего и обезвоженного до заданного влагосодержания сапропеля производят после оттаивания сапропеля на глубину 0,15-0,50 м. При этом оттаявший слой сапропеля успевает сбросить излишки влаги. На большую глубину оттаивать сапропель нецелесообразно, так как при этом скорость оттаивания сильно замедляется. Периодичность уборки составляет 10-20 дней, и за весенне-летний период можно послойно обезводить 3-5 м промороженного сапропеля до влагосодер- жания 1,5 кг/кг. Оттаявший и обезвоженный сапропель бульдозером сгребают за пределы промороженного слоя выстилки в сторону, противоположную от карьера. По мере оттаивания следующий слой сапропеля также сгребают за пределы слоя выстилки на поверхность торфяной залежи, где из него формируют складочную единицу.

Формула изобретения

1.Способ разработки месторождения сапропелей, залегающих под слоем торфа,

включающий экскавацию торфа и сапропелей, их выстилку на поверхность торфяной залежи, обезвоживание, уборку и складирование, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа з а счет

расширения сезона добычи и интенсификации процесса обезвоживания сапропелей, экскавацию торфа и сапропелей и их выстилку ведут в зимний период, при этом обезвоживание сапропелей и их выстилку

совмещают и ведут путем послойной укладки на поверхность со стокорегулирующим уклоном каждого последующего слоя сапропелей на предыдущий - промороженный, а уборку сапропелей ведут в весенне-летний

период по мере послойного оттаивания и сброса излишков воды.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что стокорегулирующий уклон создают

равным 0,1-0,4.

Изобретение относится к способам разработки месторождений полезных ископаемых, а именно, сапропелей (С), залегающих под слоем торфа. Цель - повышение эффективности способа за счет расширения сезона добычи и интенсификации процесса обезвоживания. Способ разработки месторождения С включает экскавацию торфа и С и их выстилку на поверхность торфяной залежи, которые производят в зимний период. Обезвоживание С и их выстилку осуществляют совместно со стокорегулирующим уклоном послойно с укладкой каждого последующего слоя С на поверхность предыдущего - промороженного. Уборку С ведут в весенне-летний период по мере оттаивания и сброса излишков воды. Выстилку осуществляют со стокорегулирующим уклоном, равным 0,1...0,4. 1 з.п. ф-лы.