RU2737300C1 - Method of accelerated mechanohydraulic recultivation of mined space of open mine workings - Google Patents
Method of accelerated mechanohydraulic recultivation of mined space of open mine workings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737300C1 RU2737300C1 RU2020118352A RU2020118352A RU2737300C1 RU 2737300 C1 RU2737300 C1 RU 2737300C1 RU 2020118352 A RU2020118352 A RU 2020118352A RU 2020118352 A RU2020118352 A RU 2020118352A RU 2737300 C1 RU2737300 C1 RU 2737300C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dam
- drainage
- water
- section
- tubular
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003245 working effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 34
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 239000010884 boiler slag Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000003895 groundwater pollution Methods 0.000 description 1
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/32—Reclamation of surface-mined areas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
Description
Способ ускоренной рекультивации выработанного пространства открытых горных выработок служит для гидравлической закладки выработанного пространства открытых горных выработок породами внешних отвалов и может быть использован при рекультивации нарушенных земель в различных отраслях промышленности.The method of accelerated reclamation of the worked-out area of open mine workings serves for hydraulic filling of the worked-out area of open mine workings with rocks of external dumps and can be used for recultivation of disturbed lands in various industries.
Известен способ рекультивации открытых горных выработок (Патент РФ №2297533. МПК Е21С 41/32 (2006.01) авторы и патентообл. Сенкус В.В., Фомичев С.Г., Сенкус Вал. В., Сенкус Вас. В. Заявл. 26.08.2005. Опубл. 20.04.2007. Бюл. №11.The known method of reclamation of open mine workings (RF Patent No. 2297533. IPC E21C 41/32 (2006.01) authors and patented. Senkus V.V., Fomichev S.G., Senkus Val. V., Senkus Vas. V. Appl. 26.08 .2005. Publ. 20.04.2007. Bulletin No. 11.
Способ включает отделение плодородного слоя при вскрытии запасов полезных ископаемых и складирование горных пород при их отработке, планировку открытых горных выработок закладкой горной породой и нанесение плодородного слоя с восстановлением растительности в соответствии с направлением использования земель. Причем при закладке пород в открытые горные выработки с поверхности земли формируют наклонную траншею к оставляемой открытой части обнаженного выхода пласта в бортах горной выработки, которая обеспечивает доступ и последующую подземную отработку оставленных запасов месторождения и будет являться частью промплощадки.The method includes separating a fertile layer during the opening of mineral reserves and storing rocks during their development, leveling open mine workings by laying rocks and applying a fertile layer with restoration of vegetation in accordance with the direction of land use. Moreover, when laying rocks in open mine workings from the surface of the earth, an inclined trench is formed to the left open part of the exposed seam exit in the sides of the mine workings, which provides access and subsequent underground mining of the remaining reserves of the deposit and will be part of the industrial site.
Техническим результатом является совмещение процессов добычи угля с рекультивацией земель и сохранение доступа к вскрытым запасам для последующей их доработки.The technical result is to combine the processes of coal mining with land reclamation and maintain access to the discovered reserves for their subsequent revision.
Недостатком способа является низкая производительность закладки выработанного пространства.The disadvantage of this method is the low productivity of backfilling the goaf.
Известен способ рекультивации открытых горных выработок (Патент РФ №2655548. МПК Е21С 41/32 (2006.01) Патентообл. Ермаков А.Ю. Сенкус В.В. Авторы Ермаков А.Ю., Сенкус В.В., Сенкус Вал. В., Сенкус Вас. В. и др. Заявл. 26.06.2017. Опубл. 28.05.2018. Бюл. №16.There is a known method of reclamation of open mine workings (RF Patent No. 2655548. IPC E21C 41/32 (2006.01) Patent obl. Ermakov A.Yu. Senkus VV Authors Ermakov A.Yu., Senkus VV, Senkus Val. V. , Senkus Vas. V. et al. Declared 06/26/2017. Published 05/28/2018. Bulletin No. 16.
Способ включает отдельное складирование плодородного слоя и вскрышных горных пород при вскрытии полезных ископаемых, закладку выработанного пространства после отработки, уплотнение и планировку поверхности в зависимости от выбранного направления рекультивации, нанесение плодородного слоя почвы и восстановления растительного покрова. При этом закладку выработанного пространства ведут поэтапно: на первом этапе закладку выработанного пространства до уровня восстановления первоначальных гидрологических режимов подземных водоносных пластов ведут вскрышными породами, не представляющими потенциальной экологической опасности для загрязнения подземных вод, образуя водоносный слой, отделяемый от заполненного пространства водоупорным слоем глины мощностью 0,8-1,0 м и/или литой твердеющей закладки, приготовленной из отходов из бытовых и промышленных отходов, мощностью 0,20-0,30 м, которые обеспечивают водонепроницаемость слоев при вертикальном дренаже воды, на втором этапе оставшееся выработанное пространство заполняют до уровня выхолаживания рекультивируемой территории твердыми бытовыми или промышленными отходами IV-V класса опасности, обеспечивая их захоронение, которые выравнивают, уплотняют и отделяют водоупорным слоем глины мощностью 0,8-1,0 м, на третьем этапе выхолаживают откосы по площади открытой выработки с учетом угла заданного наклона и затрат на планировку рекультивируемой поверхности, а затем наносят водоупорный слой глины 0,5-0,7 м, на четвертом этапе в зависимости от вида выбранных растений и глубины их корневой системы на рекультивируемую площадь наносят слой и/или остатков сточных вод, донного ила, отходов животноводства мощностью 0,1-0,2 м, слой дробленного котельного шлака с размеров кусков 0-10 мм, или золы уноса ТЭЦ мощностью 0,10-0,20 м, или перемешенные материалы в пропорции 1:1-1:2 в зависимости от типа растительности с укладкой в один слой мощностью 0,2-0,6 м, служащий для улучшения воздухо- и влагопроницаемости, а также структуризации почвы при вспашке и бороновании, на пятом этапе на рекультивируемую площадь наносят плодородный слой мощностью 0,15-0,2 м или потенциально плодородной слой почвы мощностью 0,3-0,5 м, в который для улучшения плодородия вносят брикетированное удобрение из остатков сточных вод с расходом 100-180 г/м2, на шестом этапе производят посев трав, посадку деревьев и кустарников, выбранных в зависимости от направления рекультивации земель.The method includes separate storage of the fertile layer and overburden rocks during the opening of minerals, backfilling of the mined-out space after mining, compaction and leveling of the surface depending on the selected direction of reclamation, application of a fertile soil layer and restoration of vegetation cover. At the same time, the backfilling of the goaf is carried out in stages: at the first stage, the backfill of the goaf to the level of restoration of the initial hydrological regimes of underground aquifers is carried out by overburden rocks that do not pose a potential environmental hazard to groundwater pollution, forming an aquifer separated from the filled space by a water-resistant layer of clay with a thickness of 0 , 8-1.0 m and / or a cast hardening fill made from waste from household and industrial waste, with a thickness of 0.20-0.30 m, which ensure the watertightness of layers with vertical drainage of water, at the second stage, the remaining mined-out space is filled to the level of cooling of the reclaimed territory with solid household or industrial wastes of IV-V hazard class, ensuring their disposal, which are leveled, compacted and separated by a waterproof clay layer with a thickness of 0.8-1.0 m, at the third stage slopes are cooled over the area of an open mine taking a given slope and the cost of planning the reclaimed surface, and then a waterproof layer of clay 0.5-0.7 m is applied, at the fourth stage, depending on the type of selected plants and the depth of their root system, a layer and / or residual wastewater is applied to the reclaimed area , bottom sludge, animal waste with a thickness of 0.1-0.2 m, a layer of crushed boiler slag with lump sizes of 0-10 mm, or fly ash from a thermal power plant with a capacity of 0.10-0.20 m, or mixed materials in a 1: 1 ratio -1: 2 depending on the type of vegetation with laying in a single layer with a thickness of 0.2-0.6 m, which serves to improve air and moisture permeability, as well as structuring the soil during plowing and harrowing, at the fifth stage, a fertile layer is applied to the reclaimed area with a thickness of 0.15-0.2 m or a potentially fertile soil layer with a thickness of 0.3-0.5 m, into which briquetted fertilizer is introduced from waste water residues at a rate of 100-180 g / m 2 to improve fertility, at the sixth stage they produce sowing herbs, planting de reefs and shrubs, selected depending on the direction of land reclamation.
Техническим результатом является захоронение бытовых и производственных отходов IV-V классов опасности, ускорение биологического этапа рекультивации нарушенных земель за счет создания под плодородным слоем слоя подкормки корневых систем высаживаемых растений и трав и восстановления первоначальных гидравлических режимов нарушенной территории.The technical result is the burial of household and industrial waste of IV-V hazard classes, acceleration of the biological stage of reclamation of disturbed lands by creating a layer of top dressing of root systems of planted plants and grasses under the fertile layer and restoring the original hydraulic regimes of the disturbed territory.
Недостатком способа является многоэтапность технологии закладки, что снижает ее производительность.The disadvantage of this method is the multistage technology of the bookmark, which reduces its performance.
Известны различные типы дренажных проходов, подушек и трубчатых дренажей, лотков, дренажных канав (Нурок Г.Н., Луговинов А.Г., Шерстюков A.Д. Гидроотвалы на карьерах. - М.: Недра, 1977. - 311 с. (С. 123-138), включающих формирование проходов подушек из водоносных пород (галька, шебень, песок и др.), закладку труб из различных материалов с фильтрами и без них, также установку лотков и закладку дренажных канав на верхнем урезе дамбы, обеспечивающих водосброс дренажных вод.Various types of drainage passages, cushions and tubular drainages, trays, drainage ditches are known (Nurok G.N., Lugovinov A.G., Sherstyukov A.D. Hydro dumps in open pits. - M .: Nedra, 1977. - 311 p. ( Pp. 123-138), including the formation of cushion passages from aquifers (pebbles, sheben, sand, etc.), laying of pipes made of various materials with and without filters, as well as installing trays and laying drainage ditches at the upper edge of the dam, providing a spillway drainage water.
Основным недостатком устройств является их забучивание при длительной эксплуатации.The main disadvantage of the devices is their clogging during long-term operation.
Известен комплекс механогидравлической рекультивации нарушенных земель (Патент РФ №2569145. МПК Е21С 41/32 (2006.01) Патентообл. ФГБОУ ВПО «КемГУ» В.В. Авторы: Сенкус В.В., Сенкус Вал. В., Сенкус Вас. B. и др. Заявл. 06.08.2014. Опубл. 20.11.2015. Бюл. №32). Комплекс механо-гидравлической рекультивации нарушенных земель включает машины, механизмы, устройства, объединенные в единый технологический процесс с замкнутым циклом водоснабжения и выполненные самоходными и/или модульными, смонтированными на перемещаемых платформах и разнесенными в пространстве и во времени. Подготовку карт проводят самоходными машинами на дне открытой горной выработки отсыпкой и уплотнением фильтрующих дамб, на которых монтируют водосбросы, закрытые от попадания плавающих предметов защитными решетками или перемычками.A complex of mechanohydraulic reclamation of disturbed lands is known (RF Patent No. 2569145. IPC E21C 41/32 (2006.01) Patent. FGBOU VPO "KemSU" VV Authors: Senkus VV, Senkus Val. V., Senkus Vas. B. and others. Appl. 06.08.2014. Publ. 20.11.2015. Bull. No. 32). The complex of mechano-hydraulic reclamation of disturbed lands includes machines, mechanisms, devices combined into a single technological process with a closed water supply cycle and made self-propelled and / or modular, mounted on movable platforms and spaced apart in space and time. The preparation of maps is carried out by self-propelled machines at the bottom of an open mine working by filling and sealing filter dams, on which spillways are mounted, closed from the ingress of floating objects by protective gratings or bulkheads.
Отстойник для воды делят фильтрующей дамбой с водосбросом на большую карту отстойника, в которую направляют по сточным канавам на уступах открытой горной выработки ливневые, талые и дренажные воды, и малую карту отстойника - зумпф, куда размещают на плавающем понтоне шламовый насос для подачи воды на пульпоформирование или закрытый защитной решеткой всас шламового насоса, размещенного на уступе открытой горной выработки.The sump for water is divided by a filtering dam with a spillway into a large sump map, into which storm, melt and drainage waters are sent through the gutters on the ledges of an open mine, and a small sump map - a sump, where a slurry pump is placed on a floating pontoon to supply water for slurry formation or the suction of a slurry pump, closed by a protective grate, located on the ledge of an open mine.
Подготовка сыпучей горной массы в едином технологическом процессе разбита на стадии: выемки, отделения негабаритов, их дробления и погрузки горной массы, которые проводят машинами и механизмами.The preparation of loose rock mass in a single technological process is divided into stages: excavation, separation of oversized, their crushing and loading of rock mass, which are carried out by machines and mechanisms.
Отделение негабаритов производят при выемке горной массы из отвалов ковшом погрузочной машины и на наклонной защитной решетке валковой дробилки, которая одновременно производит перепуск кусков горной массы по размерам, пригодным для гидротранспорта, на конвейер, дробление зубками валковой дробилки и перепуск кусков слабых горных пород на конвейер, отделение и перепуск кусков прочных горных пород зубками, установленными по спиральной линии, в щековую дробилку, где производят их дробление до размеров, пригодных для гидротранспорта, и перепуск их на конвейер для доставки на пульпоформирование в смеситель.The separation of oversized materials is carried out when the rock mass is excavated from the dumps with a loader bucket and on an inclined protective grate of a roll crusher, which simultaneously transfers pieces of rock mass in sizes suitable for hydraulic transport to a conveyor, crushing with teeth of a roller crusher and transferring pieces of weak rocks to a conveyor, separation and transfer of pieces of solid rocks by teeth installed along a spiral line to a jaw crusher, where they are crushed to sizes suitable for hydraulic transport, and bypass them on a conveyor for delivery to pulp forming into a mixer.
Пульпоформирование осуществляют смешиванием подготовленной горной массы с водой в соотношении 1:3-1:5 в смесителе механическими или гидравлическими устройствами. Напорный гидротранспорт пульпы производят углесосом или шламовым насосом по пульповоду, имеющим распределенные по картам пульпосбросы с запорной арматурой и устройства поворота струи потока на 90 градусов, которые монтируют на уступах открытой горной выработки и/или дамбах карт, при этом пульпосбросы и водосбросы располагают в диаметрально противоположных углах карт.Pulp forming is carried out by mixing the prepared rock mass with water in a ratio of 1: 3-1: 5 in a mixer using mechanical or hydraulic devices. Pressure hydrotransport of the slurry is carried out by a coal pump or a slurry pump through a slurry pipeline, which has slurry outlets distributed over the maps with shut-off valves and devices for turning the flow stream by 90 degrees, which are mounted on the ledges of an open mine and / or dams of maps, while the slurry outlets and outlets are located in diametrically opposite corners of the cards.
Намыв пород в картах производят последовательно от верхних к нижним картам и отстойнику, при этом воду фильтруют через тело дамбы, а ее излишек очищают каскадным переливом через водосбросы в соседние карты, а также большую и малую карты отстойника, при этом размеры малой карты регламентируют размерами плавающего понтона или объемом зумпфа, равным 3-5-кратной часовой производительности шламового насоса подачи воды на пульпоформирование.The rocks in the maps are washed sequentially from the upper to the lower maps and the sump, while the water is filtered through the body of the dam, and its surplus is purified by a cascade overflow through the spillways into neighboring maps, as well as the large and small maps of the sump, while the size of the small map is regulated by the size of the floating a pontoon or a sump volume equal to 3-5 times the capacity of the slurry pump for water supply to slurry formation.
Выполаживание бортов открытой горной выработки производят после заполнения всех карт механизированным и/или гидравлическим способом с учетом защиты их от водной эрозии и направления рекультивации нарушенных земель, при этом определяют показатель восстановления гидрологического режима подземных вод. При неудовлетворении показателем восстановления гидрологического режима подземных вод условию полного поглощения ливневых, талых, сточных и дренажных вод впадину рекультивированной поверхности оснащают водосбросом излишков воды во внешние водоемы.The flattening of the sides of an open mining is performed after filling in all the maps by a mechanized and / or hydraulic method, taking into account their protection from water erosion and the direction of reclamation of disturbed lands, while determining the indicator of the restoration of the hydrological regime of groundwater. If the indicator of the restoration of the hydrological regime of underground waters is dissatisfied with the condition of complete absorption of storm, melt, waste and drainage waters, the depression of the reclaimed surface is equipped with a spillway of excess water into external water bodies.
Техническим результатом является снижение трудоемкости работ по рекультивации нарушенных земель и экологического ущерба окружающей среде.The technical result is to reduce the labor intensity of work on the reclamation of disturbed lands and environmental damage to the environment.
Недостатком способа является заиливание дренажных путей фильтрующей дамбы и снижение производительности закладки карт, а также каскадного построения карт гидроотвалов.The disadvantage of this method is the silting of the drainage paths of the filtering dam and a decrease in the productivity of the laying of maps, as well as the cascade construction of maps of hydraulic dumps.
Известны различные типы дренажных проходов, подушек и трубчатых дренажей, лотков, дренажных канав (Нурок Г.Н., Луговинов А.Г., Шерстюков А.Д. Гидроотвалы на карьерах. - М.: Недра, 1977. - 311 с. (С. 123-138), включающих формирование проходов подушек из водоносных пород (галька, шебень, песок и др.), закладку труб из различных материалов с фильтрами и без них, также установку лотков и закладку дренажных канав на верхнем урезе дамбы, обеспечивающих водосброс дренажных вод.There are various types of drainage passages, cushions and tubular drains, trays, drainage ditches (Nurok G.N., Lugovinov A.G., Sherstyukov A.D. Hydro dumps in open pits. - M .: Nedra, 1977. - 311 p. ( Pp. 123-138), including the formation of cushion passages from aquifers (pebbles, sheben, sand, etc.), laying of pipes made of various materials with and without filters, as well as the installation of trays and the laying of drainage ditches at the upper edge of the dam, providing a spillway drainage water.
Основным недостатком устройств является их забучивание при длительной эксплуатации.The main disadvantage of the devices is their clogging during long-term operation.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ механогидравлической рекультивации земель (Патент РФ №2569146. МПК Е21С 41/32 (2006.01) Патентообл. ФГБОУ ВПО «КемГУ» В.В. Авторы Сенкус В.В., Сенкус Вал. В., Сенкус Вас. В. и др. Заявл. 06.08.2014. Опубл. 20.11.2015. Бюл. №32).The closest technical solution adopted for the prototype is the method of mechanohydraulic land reclamation (RF Patent No. 2569146. IPC E21C 41/32 (2006.01) Patentobl. FGBOU VPO "KemSU" VV Authors Senkus VV, Senkus Val. ., Senkus Vas. V. et al. Appl. 08/06/2014. Publ. 11/20/2015. Bulletin No. 32).
Способ механогидравлической рекультивации земель включает подготовку карт для приема пульпы, отстойника для приема воды, подготовку горной массы из внешних и/или внутренних отвалов, пульпоформирование, транспортировку пульпы в карты, намывку пород в картах, очистку воды; подачу воды на пульпоформирование и выполаживание бортов открытой горной выемки. В зависимости от глубины и объемов горной массы в отвалах рекультивацию земель проводят однослойную или многослойную, подготовку карт ведут на дне открытой горной выработки отсыпкой фильтрующих дамб, расположенных каскадом с уклоном 5-6° в сторону отстойника для воды, на которых монтируют водосбросы.The method of mechanohydraulic land reclamation includes preparation of maps for receiving pulp, a sump for receiving water, preparation of rock mass from external and / or internal dumps, slurry formation, transportation of pulp into maps, reclamation of rocks in maps, water purification; water supply for pulp forming and flattening of the sides of an open pit. Depending on the depth and volume of the rock mass in the dumps, land reclamation is carried out single-layer or multi-layer, the preparation of maps is carried out at the bottom of an open mine by filling in filter dams located in a cascade with a slope of 5-6 ° towards the water sump, on which spillways are mounted.
Отстойник располагают в глубокой части открытой горной выработки для сбора ливневых, талых и дренажных вод. Горную массу вынимают из отвала, дробят для гидравлического транспортирования, смешивают с водой в отношении твердого к жидкому по массе 1:3-1:5, при этом воду используют в замкнутом цикле. Пульпу закачивают по распределенным пульпосбросам в карты последовательно от верхней к нижней. Намывку горных пород в картах ведут до заданной отметки и в последнюю очередь заполняют карту отстойника. Воду очищают фильтрацией через тело дамбы и переливом через водосбросы. Подачу воды на пульпоформирование производят из отстойника. Выполаживание бортов открытой горной выработки ведут с учетом защиты их от водной эрозии и направления рекультивации земель.The settling tank is located in the deep part of the open mine workings to collect storm water, melt and drainage water. The rock mass is taken out of the dump, crushed for hydraulic transportation, mixed with water in the ratio of solid to liquid by weight 1: 3-1: 5, while the water is used in a closed cycle. The pulp is pumped through distributed slurry discharges into the cards sequentially from top to bottom. The rocks in the maps are washed up to a predetermined mark, and the sump map is filled in last. Water is purified by filtration through the dam body and overflow through spillways. Water supply for slurry formation is carried out from a sump. The flattening of the sides of an open mining is carried out taking into account their protection from water erosion and the direction of land reclamation.
Недостатком способа является заиливание дренажных путей фильтрующей дамбы и снижение производительности закладки карт, а также каскадного построения карт гидроотвалов.The disadvantage of this method is the silting up of the drainage paths of the filter dam and a decrease in the productivity of laying out maps, as well as cascading construction of maps of hydraulic dumps.
Задачами изобретения являются ускорение осаждения взвешенных частиц, дренажа воды из гидроотвала, повышения устойчивости дамбы при механогидравлической рекультивации выработанного пространства открытых горных выработок.The objectives of the invention are to accelerate the sedimentation of suspended particles, drainage of water from the dump, increase the stability of the dam during the mechanohydraulic reclamation of the worked-out area of open mine workings.
Решение поставленных задач достигается тем, что: для ускорения осаждения взвешенных частиц, дренажа воды из гидроотвала, повышения устойчивости дамбы, ее отсыпают или намывают отсортированными скальными породами размером от 10 до 140 мм из вскрышных отвалов, а в теле дамбы укладывают равномерно и ступенчато трубчатые дренажи по длине дамбы с углом наклона 5-6° в сторону разреза, которые со стороны гидроовала закрыты пластинчатой решеткой типа «жалюзи» с горизонтальным расположением щелей, имеющих ширину 10 мм, с углом наклона пластин 55°, верхними кромками обращенными в сторону поступления воды, и жестко связанной с верхним краем трубы дренажа заслонкой, имеющей зазор с нижнем краем трубы дренажа L=50 мм, при этом площадь заслонки равна сечению дренажной трубы и имеет круглую форму, а со стороны разреза они соединены с трубчатыми водосбросами, уложенными на откосе дамбы, которые сбрасывают воду в дренажную канаву разреза, проложенную вдоль дамбы разреза и связанную с системой дренажных канав, сбрасывающих воду в отстойник разреза, разделенный на две части плавающей перегородкой для загрязненной и отстоявшейся воды, в последней из которых располагается плавающий понтон с насосной установкой для подачи воды по водоводу на пульпоформирование; намыв горных пород и заполнение карты производят последовательно от участка, находящегося на диаметрально противоположной стороне от нижнего трубчатого дренажа, обратным ходом, а от участка нижнего трубчатого дренажа до верхнего прямым ходом с наращиванием пульповода, при этом, сокращаемый и наращиваемый пульповод укладывается на уступе разреза или дамбе карты, имеет равномерно расположенные выпуски с запорной арматурой, к которым могут быть подключены гибкие рукава для качественной закладки карты после уплотнения грунта; расстояние между дренажными трубами равно длине фронта отвальных работ, которая определяется по формуле В.А. МелентьеваThe solution to the tasks is achieved by the fact that: to accelerate the sedimentation of suspended particles, drainage of water from the dump, increase the stability of the dam, it is poured or washed with sorted rocks from 10 to 140 mm in size from overburden dumps, and in the body of the dam, tubular drainages are laid evenly and stepwise along the length of the dam with an inclination angle of 5-6 ° towards the section, which from the side of the hydraulic shaft are closed by a lamellar lattice of the "louver" type with a horizontal arrangement of slots having a width of 10 mm, with an inclination angle of the plates of 55 °, with the upper edges facing towards the water intake, and a valve rigidly connected to the upper edge of the drainage pipe, having a gap with the lower edge of the drainage pipe L = 50 mm, while the area of the valve is equal to the section of the drainage pipe and has a circular shape, and from the side of the cut they are connected to tubular spillways laid on the slope of the dam, which discharge water into the mine drainage ditch, laid along the mine dam and connected to the drainage system ditches discharging water into the open pit settler, divided into two parts by a floating partition for contaminated and settled water, in the last of which there is a floating pontoon with a pumping unit for supplying water through a water conduit to slurry formation; the reclamation of rocks and the filling of the map is carried out sequentially from the section located on the diametrically opposite side of the lower tubular drainage, in reverse, and from the section of the lower tubular drainage to the upper direct course with the extension of the slurry pipeline, while the shortened and expanded slurry line is laid on the ledge of the cut or card dam, has evenly spaced outlets with shut-off valves, to which flexible sleeves can be connected for high-quality card placement after soil compaction; the distance between the drain pipes is equal to the length of the front of the dumping operations, which is determined by the formula of V.A. Melentieva
где Fi - содержание фракций от d10 до d140, Li - длина намытой зоны каждой из i-x фракций пород, м;where F i is the content of fractions from d 10 to d 140 , L i is the length of the washed-out zone of each of the ix rock fractions, m;
где γci - удельная плотность скальной i-й породы, т/м3; n - количество скальных пород; L - длина откоса намыва от выпуска до центральной части прудка, а количество трубчатых дренажей определяется, как целая часть числа по формулеwhere γ ci is the specific density of the i-th rock, t / m 3 ; n is the number of rocks; L is the length of the alluvium slope from the outlet to the central part of the pond, and the number of tubular drains is determined as an integer part of the number by the formula
где LD - длина дамбы, м;where L D is the length of the dam, m;
Высота ступени Н1 укладки трубчатых дренажей определяется по формулеThe height of the step H 1 for laying tubular drains is determined by the formula
где Н - высота дамбы, м, при этом верхний трубчатый дренаж укладывается в тело дамбы на расстоянии 0,5 м от борта разреза и глубине равной расчетной величине ветровой волны в прудке, а нижний трубчатый дренаж устанавливается на расстоянии и высоте 1-1,5 м от борта и дна разреза, а дренажную канаву при окончательном заполнении карты обустраивают в место верхнего трубчатого дренажа с использованием его водосброса на откосе дамбы.where H is the height of the dam, m, while the upper tubular drainage fits into the body of the dam at a distance of 0.5 m from the side of the section and a depth equal to the calculated value of the wind wave in the pond, and the lower tubular drainage is installed at a distance and height of 1-1.5 m from the side and bottom of the section, and the drainage ditch at the final filling of the map is equipped in the place of the upper pipe drainage using its spillway on the slope of the dam.
Сущность способа поясняется чертежами: на фиг. 1 представлен общий вид заполняемой карты гидроотвала; на фиг. 2 - внешний вид дамбы и по сечению А-А.The essence of the method is illustrated by drawings: FIG. 1 shows a general view of the filled-in hydraulic dump map; in fig. 2 - the external view of the dam and along the section A-A.
На чертежах приняты следующие условные обозначения: 1 - дамба, 2 - гидроотвал, 3 - пульповод, 4 - уступ разреза, 5 - карта, 6 - трубчатые дренажи, 7 - водосброс дренажных вод, 8 - внешний откос дамбы, 9 - дренажная канава, 10 - отстойник, 11 - пластинчатая решетка типа «жалюзи», 12 - заслонка, 13 - выпуски пульпы с запорной арматурой 14, 15 - плавающая перегородка, 16 - плавающий понтон, 17 - насосная станция, 18 - водовод.In the drawings, the following symbols are adopted: 1 - dam, 2 - hydraulic dump, 3 - slurry pipeline, 4 - cut ledge, 5 - map, 6 - tubular drainages, 7 - drainage water spillway, 8 - outer slope of the dam, 9 - drainage ditch, 10 - sedimentation tank, 11 - lamellar louvre type, 12 - damper, 13 - slurry outlets with
Способ ускоренной механогидравлической рекультивации выработанного пространства открытых горных выработок включает: отсыпку автотранспортом или намыв дамбы 1 для гидроотвала 2 вскрышных пород; укладку пульповода 3 на уступе разреза 4 или дамбе 1; намыв горных пород и заполнение карты 5; дренаж воды через тело дамбы 1 и трубчатые дренажи 6 в дамбе 1; водосброс дренажных вод 7 по трубам на внешнем откосе 8 дамбы 1 в дренажные канавы 9 разреза, гидравлически соединенные с отстойником 10 разреза, подача воды на пульпоформирование, подачу пульпы на гидрозакладку, отличается тем, что: для ускорения осаждения взвешенных частиц, дренажа воды из гидроотвала, повышения устойчивости дамбы 1, ее отсыпают или намывают отсортированными скальными породами размером от 10 до 140 мм из вскрышных отвалов, а в теле дамбы укладывают равномерно и ступенчато трубчатые дренажи 6 по длине дамбы 1 с углом наклона 5-6° в сторону разреза, которые со стороны гидроовала закрыты пластинчатой решеткой 11 типа «жалюзи» с горизонтальным расположением щелей, имеющих ширину 10 мм, угол наклона пластин 55°, верхними кромками обращенными в сторону поступления воды, и жестко связанной с верхним краем трубы дренажа круглой заслонкой 12 с диаметром равным диаметру трубы дренажа, имеющей зазор с нижнем краем трубы дренажа 50 мм, а со стороны разреза трубчатые дренажи соединены с трубчатыми водосбросами 7, уложенными на откосе дамбы 1, которые сбрасывают дренажные воды в дренажную канаву 9 разреза, проложенную вдоль дамбы разреза и связанную с системой дренажных канав, сливающих воду в отстойник разреза, разделенный на две части плавающей перегородкой для загрязненной и отстоявшейся воды, в последней из которых располагается плавающий понтон с насосной установкой для подачи воды по водоводу на пульпоформирование; намыв горных пород и заполнение карты 5 производят последовательно от участка, находящегося на диаметрально противоположной стороне от нижнего трубчатого дренажа, обратным ходом и демонтажем отработанной части пульповода 3, а от участка нижнего трубчатого дренажа до верхнего - прямым ходом с наращиванием пульповода 3 на дамбе 1, при этом, сокращаемый и наращиваемый пульповод 3 укладывается на уступе разреза 4 или дамбе 1 карты 5, имеет равномерно расположенные выпуски 13 с запорной арматурой, к которым могут быть подключены гибкие рукава для качественной закладки карты 5 после уплотнения грунта.The method of accelerated mechanohydraulic reclamation of the worked-out area of open mine workings includes: filling by vehicles or reclamation of the dam 1 for the dump 2 of overburden; laying slurry pipe 3 on the ledge of section 4 or dam 1; alluvial rocks and filling in map 5; drainage of water through the body of the dam 1 and tubular drains 6 in the dam 1; drainage water spillway 7 through pipes on the outer slope 8 of the dam 1 into the drainage ditches 9 of the section, hydraulically connected to the sedimentation tank 10 of the section, water supply for slurry formation, supply of slurry to the hydraulic filling, differs in that: to accelerate the sedimentation of suspended particles, drainage of water from the hydraulic dump , increasing the stability of the dam 1, it is poured or washed with sorted rocks ranging in size from 10 to 140 mm from overburden dumps, and in the body of the dam, tubular drainages 6 are laid evenly and stepwise along the length of the dam 1 with an angle of inclination of 5-6 ° towards the cut, which from the side of the hydraulic shaft are closed with a lamellar lattice 11 of the "louver" type with a horizontal arrangement of slots having a width of 10 mm, an angle of inclination of the plates of 55 °, the upper edges facing the direction of the water intake, and rigidly connected to the upper edge of the drainage pipe by a circular shutter 12 with a diameter equal to the diameter drainage pipe, which has a gap with the lower edge of the drainage pipe 50 mm, and from the cut side of the pipe drainage inena with tubular spillways 7, laid on the slope of the dam 1, which discharge drainage water into the drainage ditch 9 of the section, laid along the embankment of the section and connected to the system of drainage ditches that drain water into the section sump, divided into two parts by a floating partition for polluted and settled water , in the last of which there is a floating pontoon with a pumping unit for supplying water through a water conduit to slurry formation; the reclamation of rocks and filling of the card 5 is carried out sequentially from the section located on the diametrically opposite side of the lower tubular drainage, by reverse flow and dismantling of the spent part of the slurry pipe 3, and from the section of the lower tubular drainage to the upper one - by direct passage with the extension of the slurry pipeline 3 on the dam 1 at the same time, the reduced and built-up slurry pipe 3 is laid on the ledge of the section 4 or the dam 1 of the card 5, has evenly spaced outlets 13 with shut-off valves, to which flexible sleeves can be connected for high-quality laying of the card 5 after the soil has been compacted.
Способ ускоренной механогидравлической рекультивации выработанного пространства открытых горных выработок отличается тем, что расстояние между дренажными трубами равно длине зоны отвальной работы одного выпуска 13 пульпы, которая определяется по формуле В.А. Мелентьева скорректированная для фракций от 10 до 140 ммThe method of accelerated mechanohydraulic reclamation of the worked-out area of open mine workings differs in that the distance between the drainage pipes is equal to the length of the dumping zone of one
где Fi - содержание фракций от d10 до d140, Li - длина намытой зоны каждой из i-x фракций пород, м;where F i is the content of fractions from d 10 to d 140 , L i is the length of the washed-out zone of each of the ix rock fractions, m;
где γci - удельная плотность скальной i-й породы, т/м3; n - количество скальных пород; L - длина откоса намыва от выпуска до центральной части прудка, а количество трубчатых дренажей определяется, как целая часть числа по формулеwhere γ ci is the specific density of the i-th rock, t / m 3 ; n is the number of rocks; L is the length of the alluvium slope from the outlet to the central part of the pond, and the number of tubular drains is determined as an integer part of the number by the formula
где LD - длина дамбы, м;where L D is the length of the dam, m;
Высота ступени Н1 укладки трубчатых дренажей определяется по формулеThe height of the step H 1 for laying tubular drains is determined by the formula
где Н - высота дамбы, м, при этом верхний трубчатый дренаж укладывается в тело дамбы на расстоянии 1-1,5 м от борта разреза и глубине равной расчетной величине ветровой волны в прудке, нижний трубчатый дренаж устанавливается на расстоянии и высоте 1-1,5 м от борта и дна разреза в зависимости от высоты дамбы, а дренажную канаву при окончательном заполнении карты обустраивают в место верхнего трубчатого дренажа с использованием его водосброса на откосе дамбы.where H is the height of the dam, m, while the upper tubular drainage fits into the body of the dam at a distance of 1-1.5 m from the side of the section and a depth equal to the calculated value of the wind wave in the pond, the lower tubular drainage is installed at a distance and height of 1-1, 5 m from the side and bottom of the section, depending on the height of the dam, and the drainage ditch at the final filling of the map is equipped in the place of the upper pipe drainage using its spillway on the slope of the dam.
При намыве пород через удаленный выпуск 13 пульповода 3 в гидроотвал 2 и заполнения карты 5, вода вместе со взвешенными частицами растекается по дну карты 5, где происходит осаждение взвешенных частиц, достигает дамбы 1, дренирует через ее тело и поступает в дренажные канавы 9 разреза. По мере расширения гидроотвала 2 взвешенные частицы забучивают дренажные каналы дамбы 1, повышая уровень воды в карте 5 пока он не достигнет нижнего трубчатого дренажа, через который вода сбрасывается по водосбросу 7 в дренажные канавы 9 разреза и поступает в отстойник 10 разреза, разделенный плавающей перегородкой 15 на две части загрязненной и осветленной воды, в последней из которых располагают плавающий понтон 16 с насосной станцией, перекачивающей воду по трубопроводу 18 на пульповормирование, образуя замкнутый цикл. Постепенно нижний трубчатый дренаж заиливается и циклы подъема воды и дренажа воды через дамбу повторяются до полного заполнения карты 5, при этом водосброс нижнего дренажа демонтируется, а труба извлекается для повторного использования. Более интенсивный сброс воды и ее низкий уровень при заполнении карты не создают динамического давления на дамбу и повышают ее устойчивость. На последнем этапе после усадки пород карта пополняется, при этом на месте верхнего трубчатого дренажа проводят дренажную канаву для сброса воды с использование водосброса верхнего трубчатого дренажа.When the rocks are washed through the
Техническим результатом является ускорение осаждения взвешенных частиц, за счет дренажа воды из гидроотвала, повышение устойчивости дамбы за счет снижения динамического давления и дренажа воды через тело дамбы и перепуска ее через трубчатые дренажи, а также последовательного, распределенного сброса пульпы обратным ходом, от наиболее удаленного участка к ближним участкам дамбы.The technical result is to accelerate the sedimentation of suspended particles, due to drainage of water from the dump, increase the stability of the dam by reducing the dynamic pressure and drainage of water through the body of the dam and bypassing it through tubular drainages, as well as sequential, distributed discharge of the slurry backward from the most remote area to the nearby sections of the dam.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118352A RU2737300C1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Method of accelerated mechanohydraulic recultivation of mined space of open mine workings |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118352A RU2737300C1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Method of accelerated mechanohydraulic recultivation of mined space of open mine workings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737300C1 true RU2737300C1 (en) | 2020-11-26 |
Family
ID=73543714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020118352A RU2737300C1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Method of accelerated mechanohydraulic recultivation of mined space of open mine workings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737300C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4611951A (en) * | 1985-10-07 | 1986-09-16 | American Cyanamid Company | Process for reclamation of excavated mine sites |
RU2297533C1 (en) * | 2005-08-26 | 2007-04-20 | Валентин Витаутасович Сенкус | Method for reclamation of open mines |
RU2398066C1 (en) * | 2009-10-12 | 2010-08-27 | Василий Петрович Ягин | Washed in collector of wastes adjacent to slope, method for its manufacturing and method of its reclamation |
RU2569145C1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Set of mechanical and hydraulic recultivation of disturbed lands |
RU2569146C1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Method of mechanical and hydraulic recultivation of lands |
RU2655548C1 (en) * | 2017-06-26 | 2018-05-28 | Анатолий Юрьевич Ермаков | Method for recultivation of open-pit workings |
-
2020
- 2020-05-25 RU RU2020118352A patent/RU2737300C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4611951A (en) * | 1985-10-07 | 1986-09-16 | American Cyanamid Company | Process for reclamation of excavated mine sites |
RU2297533C1 (en) * | 2005-08-26 | 2007-04-20 | Валентин Витаутасович Сенкус | Method for reclamation of open mines |
RU2398066C1 (en) * | 2009-10-12 | 2010-08-27 | Василий Петрович Ягин | Washed in collector of wastes adjacent to slope, method for its manufacturing and method of its reclamation |
RU2569145C1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Set of mechanical and hydraulic recultivation of disturbed lands |
RU2569146C1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Method of mechanical and hydraulic recultivation of lands |
RU2655548C1 (en) * | 2017-06-26 | 2018-05-28 | Анатолий Юрьевич Ермаков | Method for recultivation of open-pit workings |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109056761A (en) | Channel cleanout method | |
EP2436843B1 (en) | Method for forming reclaimed land within seawall and construction equipment thereof | |
CN104805799A (en) | Heavy metal-polluted ephemeral stream sediment dredging method | |
RU2737300C1 (en) | Method of accelerated mechanohydraulic recultivation of mined space of open mine workings | |
RU2569145C1 (en) | Set of mechanical and hydraulic recultivation of disturbed lands | |
RU2460843C1 (en) | Method of cleaning silted ponds | |
RU2627504C1 (en) | Mine drainage in flat and pitching mining of coal deposits with combined method | |
RU2622971C1 (en) | Mine drainage during development of anticlinal coal deposits by combined method | |
CN108867542B (en) | Tailing backwater dredging system and dredging method thereof | |
RU2011826C1 (en) | Method for mining of inundated placers | |
RU2261331C2 (en) | Open-cast mining method | |
RU2798370C1 (en) | Method for reconstruction of a flooded mine mined by open-underground method | |
RU2604492C1 (en) | Method of cleaning water bodies from alluviums | |
CN110845103A (en) | Heavy metal polluted river bottom mud treatment method | |
RU2524828C2 (en) | Water supply for dredging | |
RU2271448C1 (en) | Method for ground surface protection against underflooding during underworking operation performing | |
CN109468999A (en) | A kind of reservoir desilting method | |
RU2398066C1 (en) | Washed in collector of wastes adjacent to slope, method for its manufacturing and method of its reclamation | |
RU2403389C1 (en) | Method for recultivation of inwash tailings pond adjacent to slope | |
CN108658208A (en) | Tailing water water course in situ purifying processing device | |
RU2338029C2 (en) | Two-stage joist-ravine disposal area of industrial enterprises grainy waste | |
CN210797433U (en) | Rainfall type landslide prevention and control structure based on sponge city concept | |
SU937720A1 (en) | Method of open-cast mining of salts below the soil water level in humid climate | |
RU2256075C1 (en) | Method for open extraction of mineral resource deposits | |
RU2622972C1 (en) | Mine drainage during development of synclinal coal deposits by combined method |