Способ восстановления земель, нарушенных подземной разработкой Советский патент 1992 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горному делу, предназначено для рекультивации земель, нарушенных подземными горными работами, и может быть преимущественно использовано в угольной промышленности для ликвидации мульд сдвижения с большой крутизной склонов и восстановления естественного рельефе поверхности шахтных полей. ..

Известен способ восстановления подработанных территорий, заключающийся в засыпке появившихся понижений местности шахтной породой и покрытии ее достав- ляемым с других земельных угодий плодородным слоем почвы.

Согласно этому способу плодородный слой остается на подработанных участках, т.е. он безвозвратно теряется.

Известен также способ рекультивации, включающий прогнозирование оседания земной поверхности, снятие плодородного слоя почвы, его временное складирование, образование на участке будущего понижения местности породного отвала, высота которого равна ожидаемому оседанию, и покрытие поверхности отвала по окончании горных работ плодородным слоем почвы.

Недостатком этого способа являются длительные сроки исключения из оборота земельных участков, поскольку они не эксплуатируются задолго до начала, в процессе и по завершении очистных работ, вплоть до окончания оседания земной поверхности. Кроме того, складиррвание плодородного слоя почвы требует дополнительных погру- зочно-транспортных работ, а при длительч

hO

Os

ч

-N

ном хранении его имеет такие отрицательные последствия, как снижение плодородия и ветровую эрозию. Недостатком способа является также большая запыленность воздуха как следствие несвоевременного, от- кладываемого до окончания горных работ покрытия породного отвала плодородным слоем почвы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в прогнози- ровании границ нарушаемого земельного участка, раздельном снятии здесь почвы до подработки с технологическим опережением снятия почвы относительно слоя подстилающих его потенциально плодородных пород, перевозке указанных пород и почвы на другой участок, ранее подработанный и заполненный шахтной породой без создания временных складов, и покрытии его привезенным грунтом.

Недостатком данного способа является то, что он-не предусматривает оптимального опережения снятия почвы и потенциально плодородных пород относительно горных работ. Вследствие этого при недо- статочном опережении плодородный слой безвозвратно теряется. Избыточное опережение, например, снятие почвы и потенциально плодородных пород на всей нарушаемой площади до начала горных ра- бот приводит к более продолжительному исключению из оборота земельных угодий и увеличению потерь сельскохозяйственного производства. Другой недостаток способа состоит в том, что он не предусматривает оптимального опережения засыпки ранее нарушенного участка шахтной породой относительно укладки здесь доставляемых с вновь нарушаемого участка потенциально плодородных пород и почвы. При недоста- точном опережение сдерживаются темпы снятия и увеличиваются потери плодородного слоя. При избыточном определении шахтная порода с опозданием покрывается приведенным грунтом и подвергается воз- действию воздушных потоков продолжительное время, что вызывает значительное загрязнение окружающей среды.

Цель изобретения - полное предотвращение потерь почвы и потенциально плодо- родных пород с сокращением сроков исключения из оборота земельных площадей при обеспечении защиты окружающей среды от запыленности.

Указанная цель достигается тем, что от- работку фронта работ по снятию почвы и потенциально плодородных пород ведут с опережением на расстоянии В от фронта очистных работ, определяемом из выражения

В Су(12 -T) + Hctg(5 ,

0)

где С - проектная месячная скорость подви- гания очистного забоя, м/мес:

Т - промежуток от времени, в течение которого по климатическим условиям возможны работы по снятию почвы и потенциально плодородных пород, мес.;

t - время, истекшее с начала промежутка Т к моменту, на который определяется опережение, мес.;

Н - глубина горных работ, м;

(3м - угол разрыва, определяющий положение трещин, образующихся на земной поверхности впереди движущегося очистного забоя, град.,

укладку шахтной породы ведут с опережением снятия почвы и потенциально плодородных пород в период, исключающий периодснятия почвы и потенциально плодородных пород, с производительностью, определяемой по формуле

(Li+U)( 1.571 L3 + I).(2)

где D - проектная длина очистной выработки, м;

Li, L.2, L3 - расчетная длина полумульд сдвижения соответственно по падению, восстанию и простиранию вынимаемого пласта полезного ископаемого, м;

I - расстояние между перпендикулярными направлению подвигания забоя главными сечениями мульды сдвижения, м.

На фиг, 1 представлен план земной поверхности; на фиг. 2 и 3 - разрезы А-А и Б-Б на фиг. 1.

Способ осуществляется следующим образом.

Работы по снятию почвы 1 производят с опережением, определяемым исходя из принятой технологии, относительно работ по снятию потенциально плодородных пород 2 до подработки нарушаемого участка 3 земной поверхности. При этом фронт работ 4 по снятию потенциально плодородных пород 2 опережает забой 5 очистной выработки 6, расположенной на глубине Н и подвигающейся по пласту 7 с месячной скоростью С, на расстояние в плане В, определяемое из выражения (1). Снятые почву и потенциально плодородные породы перевозят и укладывают на ранее подработанный и засыпанный шахтной породой 8 участок 9 земной поверхности. Укладку шахтной породы 8 здесь начинают с опережением снятия плодородного и потенциально плодородного слоя почвы на вновь нарушаемом участке 3 на время ti, определяемое из выражения , и осуществляют с про20

изводительностью (по площади) V. определяемой из выражения (2).

Пример. По пласту с углом падения 10° столб 6 длиной м на глубине м отрабатывают двумя наклонными 5 слоями (суммарная вынимаемая мощность 7 м) лавами длиной 120 м со средней скоростью подвигания м/мес. В результате ведения очистной выемки на земной поверхности образуется мульда 3 сдвижения со 10 следующими параметрами: U 386 м; м; м; м. Для условий Карагандинского бассейна мес. (май сентябрь), 5 73°(ctg73° 0,3057).

Снятие почвы 1 и потенциально плодо- родных пород-2 до подработки нарушаемого участка 3 производят с опережением фронта работ 4 по снятию почв относительно очистного забоя 5 на расстояние в плане

(12-5)+500xO,3057 70t+153. Hpnt, равv)

ном 0,1,2, 3, 4 и 5 мес., В составляет соответственно 153, 223, 293, 363, 433 и 503 м. Таким образом, уже к началу периода Т опережение составляет 153 м. Его обеспечивают заблагов- 5 ременно до начала очистных работ. Укладку шахтной породы 8 на ранее нарушенном участке 9 начинают с опережением снятия почвы и потенциально.плодородных пород на участке 3 на время ti, равное мес., и 30 осуществляют с производительностью V

щ-х(386+359Х1,571х639+100)51,4 тыс.м2/мес.

Преимуществом предлагаемого спосо- 5 ба по сравнению с прототипом является полное предотвращение потерь плодородного слоя почвы за счет оптимального опережения снятия его относительно очистных

сЛЛ

работ и за счет рекомендуемой производи- и тельности работ по укладке породы. Другое преимущество состоит в сокращении продолжительности исключения из оборота подрабатываемых земельных угодий, поскольку плодородный слой почвы на нару- 5 шаемом участке снимается не единовременно, а постепенно, по мере подвигания очистного забоя. Преимуществом является и уменьшение загрязнения воздуха вредными веществами, содержащимися 50 в шахтной породе, поскольку укладка ее и покрытие потенциально плодородными породами и почвой сочетаются таким образом, что в период наибольшего пылеобразова- ния (летом) вводится меньшее количество 5 породы в сопоставлении с оставшимся временем года, а покрытие породы производят с гораздо большей интенсивностью посрав0

5 0

5 0

5

Л

и 5 0 5

нению с ее укладкой и заканчивают одновременно с последней.

Экономический эффект от использования предлагаемого способа состоит в уменьшении потерь сельскохозяйственного производства, связанных с исключением из оборота земельных угодий.

Формула изобретения .

Способ восстановления земель, нарушенных подземной разработкой, включающий определение границ нарушенного участка, снятие почвы и потенциально плодородной породы, с опережением фронта работ над фронтом подземных очистных работ, укладку шахтной породы на подработанном участке с последующим нанесением на него почвы и потенциально плодородных пород, отличаю щийс ятем, что, с целью предотвращения потерь почвы и потенциально плодородных пород с сокращением сроков исключения из оборота земельных площадей при обеспечении защиты окружающей среды от запыленности, отработку фронта работ по снятию почвы и потенциально плодородных пород ведут : опережением на расстояние В от фронта очистных работ, определяемом из выражения

В Су( 12 -ту+Hctgd ,

где С - проектная месячная скорость подвигания очистного забоя м/мес.;

Т - промежуток времени, в течение которого по климатическим условиям возможны работы по снятию почвы и потенциально плодородных пород, мес.;

t - время, истекшее с начала промежутка к моменту, на который определяется опережение, мес.;

Н - глубина горных работ, м.;

д - угол разрыва, определяющий положение трещин, образующихся на земной поверхности впереди движущегося очистного забоя, град;

укладку шахтной породы ведут с опережением снятия почвы и потенциально плодо- родных пород в период исключающий период снятия почвы и потенциально плодородных пород с производительностью, определяемой по формуле

V -Ј{Li+L2)( 1.571 U+1).

где D - проектная длина очистной выработки, м.;

Li, L.2, L-3 - расчетные длины полумульд сдвижения соответственно по падению, восстанию и простиранию вынимаемого пласта полезного ископаемого, м.;

I- расстояние между перпендику-.забоя главными сечениями мульды

лярными к направлению подвиганиясдвижения, м.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для рекультивации земель, нарушенных подземным горными роботами. Цель изобретения - предотвращение потерь почвы и потенциально плодородных пород с сокращением сроков исключения из оборота земельных площадей при обеспечении защиты окружающей среды от запыленности. Снимают почву и потенциально плодородные породы с опережением фронта работ под фронтом подземных очистных работ. Опережение определяют по приведенной математической зависимости. Про; изводят укладку шахтной породы на подработанном участке. Укладку ведут с опережением снятия почвы и потенциально плодородных пород в период, исключающий период снятия плодородных пород с производительностью, определяемой математической зависимостью. Наносят на уложенные шахтные породы плодородные почвы.3 ил. ел с

фиг. 2 6-6