Застосування пульпи, що утворюється внаслідок проведення каменерізальних робіт, як засобу для рекультивації відпрацьованих заводнених кар`єрів, що утворилися в результаті видобування корисних копалин

Корисна модель відноситься до галузі видобування та переробки декоративного каміння і може бути використана для утилізації відходів даного виробництва в сільськогосподарській галузі - для рекультивації відпрацьованих заводнених кар'єрів, що утворилися в результаті видобування корисних копалин. Відомі методи і засоби, що використовуються для рекультивації кар'єрів з видобування каменю, передбачують для цієї цілі використання ґрунтів, що розташовані рядом, а це, за звичай, поверхневі шари, або використовується інша сировина [Л.И. Звягинцев, А.М. Викторов. Белый камень Подмосковья. М., 1989]. При цьому має місце не раціональне використання родючої землі або придатної до промислового використання сировини, додаткові капіталовкладення. Пульпа, яка згідно з приведеним описом використовується за новим призначенням як засіб для рекультивації кар'єрів, утворюється внаслідок проведення каменерізальних робіт, накопичується в спеціальних ємкостях, розташованих біля цехів, де виконуються згадані роботи [Камнеобработка. Стоун-Сервис-Нева, Интернет-сайт http://www.stone-service.ru, 2006]. У подальшому пульпа транспортується у вантажівках-самоскидах і доволі безсистемне розвантажується по звалищах або по ґрунтових дорогах. При підсиханні пульпової суспензії остання набуває здатності переноситися вітром. Відстань переносу функціонально пов'язана з силою (швидкістю) вітру, характером ландшафту та розміром часточок, що входять до складу суспензії. У будь-якому випадку вплив дефляційних процесів на довкілля слід вважати негативним. Особливо це стосується тонких фракцій, з яких утворюються аерозолі, що, потрапляючи до легенів, можуть спричинити захворювання на силікоз. Як наслідок використання сучасних технологій різання декоративного каміння (гранітів, габро, лабрадоритів) є утворення значних за обсягами твердих відходів. Дані відходи представляють небезпеку для навколишнього середовища. Умови зберігання цих відходів, здебільшого, не відповідають санітарно-гігієнічним вимогам, що є одним із чинників інтенсивного забруднення ґрунту, атмосферного повітря. В умовах вітрового переносу спостерігається акумуляція такого матеріалу на відстані 4-5км від цехів з їх переробки. Все це суттєво позначається на здоров'ї проживаючих в цій зоні людей. Тому проблема зберігання, видалення, утилізації та захоронения відходів каменерізального виробництва надзвичайно актуальна. Беручи до уваги зазначене, до каменерізальних робіт слід включити ще одну стадію - складування пульповідходів безпечним для довкілля способом. Цей спосіб є подвійної дії: з одного боку - накопичення екологічно небажаних відходів, з другого - утилізація цих відходів для певних господарських цілей. Найефективнішим методом використання пульповідходів є рекультивація відпрацьованих кар'єрів, що утворилися в результаті видобування корисних копалин. При цьому суттєвою характеристикою (і, звичайно, обов'язковою умовою) є обводнення депресивних форм рельєфу. Перевага таких ландшафтних утворень полягає в тому, що вони, хоч у різній мірі, тобто до певної висотної позначки але, як правило, заповнені водою. Цей чинник дозволяє здійснювати накопичення пульпи у вологому стані і не допустити її висушування, а відповідно і перенесення вітром. Виходячи з зазначеного, технологічну схему утилізації пульпи реалізують в наступних операціях: 1) підготовлюють під'їзні шляхи до кар'єрів, що підлягають рекультивації; 2) облаштовують площадки, з яких відбуватиметься розвантажування пульпи у кар'єри; 3) заповнюють кар'єри пульпою. Ця технологічна схема може виконуватись за такими варіантами використання рекультивованих земель: 1) водогосподарський напрямок, що передбачає залишковий рівень водного шару, глибина якого визначатиметься подальшим використанням (для водоплаваючих птахів, риборозведення, рекреації); 2) сільсько- та лісогосподарський, при якому водне дзеркало повинно бути перекритим шаром потенційнородючих порід. При цьому необхідно провести засипку накопиченої пульпи шаром піску і здійснити нанесення шару родючого гр унту. У подальшому проводиться біологічна рекультивація - залуження або заліснення рекультивованого кар'єру, в т.ч. його бортів (схилів), що розташовані над рівнем, до якого проведена гірськотехнічний етап рекультивації. Залужені кар'єри використовують як природні кормові угіддя. При залісненні проводять підбір лісових культур, що витримують близький рівень підґрунтових вод. Проводять догляд за станом створеного рослинного покриву зпроведенням у необхідних випадках відповідних поліпшень (підсіву трав, посадки деревної або чагарникової рослинності). При акумуляції відходів каменерізального виробництва (пульпи) у кар'єрах, заповнених водою, враховують режим седиментації пульпи. Швидкість осідання (седиментації) пульпи, яка являє собою суспензію, що складається із зважених у воді частинок магматичних порід різного діаметру охарактеризується кількісно. Заданими гранулометричного аналізу, суспензії складаються з різних фракцій, що дає підставу віднести їх до пилуватих супісків та пісків. У супіщаних відмінах переважає фракція крупного пилу 0,05 - 0,01мм (пересічно з 8 визначень на неї припадає 54%) при підлеглому вміст; частинок 0,01-0,005мм (23%), 0,005 - 0,001мм (9,3%) та < 0,001 (5,7%). Вміст частинок розміром понад 0,05мм становить разом 7,4%. Піщані відміни відзначаються переважанням крупних (понад 0,05мм) фракцій, сумарна кількість яких складає в середньому 93%, при вмісті часток 0,05-0,01мм - 3,6%, 0,01-0,005мм - 3,0% та 0,001мм - 1,1%. Швидкість седиментації розрахована за формулою Стокса: æ2 d -d ö V = r2ç q ´ 1 2 ÷ m ø, è9 де V - швидкість падіння частинок у рідині, см/сек; r - радіус частинок, см; q - прискорення сили ваги, що дорівнює 981см/сек; d1 - питома вага часток, (г/см 3); d2 - питома вага води (1г/см 3); m - внутрішній опір води, що дорівнює при 120°С 0,01. Як показують розрахунки, седиментація піщаних субстратів сягає 50-55см/хвилину. Кр упний пил осідає з швидкістю 2см/хвилину. Тобто основна частина пульпи осідає на дно кар'єрної виїмки за досить короткий проміжок часу. Виключення становлять тонкі фракції. Так, частки розміром 0,001-0,005мм осідатимуть зі швидкістю 35-40см/добу, розміром < 0,001мм - 10см/добу. В цілому розраховані швидкості седиментації є цілком прийнятними для реалізації запропонованого способу використання пульпи каменерізального виробництва для рекультивації відпрацьованих кар'єрів, тим більше, що на тонкі фракції припадає незначна частина. Виходячи з зазначеного, рекомендуються наступні умови, що забезпечують успішне використання корисної моделі: 1. Місця тимчасового накопичення і зберігання відходів різання каміння повинні бути відповідним чином облаштовані. Промисловий майданчик для тимчасового зберігання відходів слід розташовувати на території підприємства з підвітряного боку, він має бути покритим неруйнівним та непроникним для токсичних речовин матеріалом (керамзитбетоном, полімербетоном та ін.). 2. Зберігання відходів повинно проводитись у ємностях-накопичувачах під шаром води, щоб уникнути пиління та запобігання потрапляння відходів у грунт і проникненню в ґрунтові води. 3. Майданчик для тимчасового зберігання відходів повинен розташовуватись в межах санітарно-захисних зон підприємств, але не ближче 100м від його межі. У разі розміщення майданчика на окремій ділянці, для нього повинні бути встановлені санітарні відстані з метою обмеження впливу відходів на умови життєдіяльності населення. При зберіганні відходів за вищенаведених умов будуть витримані вимоги п. 2.1.4 ДСанШН 2.2.7.02999 «Гігієнічні вимоги щодо поводження з промисловими відходами та визначення їх класу небезпеки для здоров'я населення". 4. Відходи різання каміння можуть бути використані для відновлення порушених ландшафтів шля хом складування відходів у відпрацьовані кар'єри. 5. Після повного завантаження кар'єра слід здійснити рекультиваційні роботи. 6. Безпосередня технологічна схема утилізації (захоронения) відходів визначається залежно від напрямку рекультивації (водогосподарського, лісогосподарського, рекреаційного тощо).