Спосіб рекультивації хвостосховищ

Реферат: Спосіб рекультивації хвостосховищ включає дренування води з масиву хвостосховища, нанесення на поверхню хвостосховища глинистих порід, нанесення наступного родючого шару й висів багаторічних культур. Здійснюють розкриття родовища корисних копалин відкритим способом, при якому знімають родючий ґрунт, і складують їх на тимчасовому складі в зоні хвостосховища. Знімають глинисті породи й переміщають їх на підготовлену, сплановану й дреновану поверхню хвостосховища, сформованого з відходів збагачення залізорудної сировини, при цьому утворюють шар глинистих порід товщиною 0,1-0,15 м. Після цього здійснюють його планування й переміщають із тимчасового складу родючий ґрунт, наприклад у вигляді чорнозему, який наносять на глинистий шар на поверхні хвостосховища. Шар формують товщиною 0,1-0,12 м, а після планування родючого шару здійснюють посів багаторічних культур з розрахунку розвитку їхньої кореневої системи, покриваючої усю площу поверхні хвостосховища. UA 89843 U (12) UA 89843 U UA 89843 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до рекультивації земельних площ, зайнятих відходами збагачення (хвостами). Рекультивація хвостосховищ, сформованих у результаті складування незв'язаної мінеральної маси, що представляє собою продукт збагачення залізної руди й інших мінеральних корисних копалин, які були піддані здрібнюванню й послідовним циклам добування корисного компонента. Рекультивація гідровідвалів починається через 6-8 років після закінчення їхнього намиву. За цей період вони стабілізуються, підсихають і частково покриваються рослинністю. Гідровідвали являють собою перезволожені території, водний режим, яких складається при участі вод відвала, припливу поверхневих і ґрунтових вод з водозбору. Регулювання водного режиму таких територій здійснюється за допомогою водних (гідротехнічних) заходів. Рекультивація гідровідвала включає технічні роботи й створення рослинного покриву залежно від прийнятого напрямку використання. Поверхні гідровідвалів розкривних порід, побудованих у дамбах обвалування, плануються з ухилами, стійкими проти ерозії. Гідровідвали, утворені з відходів збагачення руд на збагачувальних фабриках, називаються хвостосховищами. По хімічному складі відходи збагачення мають істотне розходження, що визначається набором хімічних елементів у гірських породах і способом збагачення (гравітація, флотація, магнітна сепарація й т.д.). Відвали відходів заростають багаторічними культурами дуже повільно через сильну ерозію, високої токсичності й недоліку вологи. Тому хвостосховища переважно використовуються в санітарно-естетичних цілях і лише при наявності резерву ґрунтового шару - у лісогосподарських і сільськогосподарських цілях. Основними роботами технічної рекультивації є планування, екранування, протиерозійні заходи, регулювання водного режиму, очищення дренажних вод. Біологічна рекультивація включає стимулювання дикоростучої рослинності, посів багаторічних трав і посадку деревинно-чагарникової рослинності. Відвали цих відходів також складні по хімічному складі й не завжди мають сприятливий водний режим для природного заростання. Рекультивація золовідвалів виконується по схемах, аналогічним рекультивації хвостосховищ, але неодмінно з урахуванням хімічного складу золи, місцевих природно-кліматичних умов і можливості її наступного використання для виробництва будівельних виробів, матеріалів, добрив і т.д. При експлуатації хвостосховища, як правило, не передбачається комплексний підхід при рішенні завдання рекультивації, що повинен бути вв'язаний з регламентованим порядком виконання гірських робіт, зв'язаних зі зняттям плодоносного шару і його тимчасового складування в зоні хвостосховищ, зняття глинистого шару і його безпосереднє переміщення в зону рекультивації на поверхню хвостосховища з наступним формуванням родючого шару регламентованої товщини, що забезпечувала б оптимальні умови для виростання зелених насаджень. Як правило, рекультивація виконується у відриві від відкритих гірничих робіт, що приводить до збільшення собівартості робіт з рекультивації й, відповідно, значним витратам на відновлення земель і доведення їх до стану, придатного для наступної експлуатації як сільськогосподарських об'єктів. Найбільш близьким рішенням, вибраним як прототип, є спосіб рекультивації хвостосховища, який полягає в тім, що на поверхню обвалованого хвостосховища укладають шар піщаноуламкової маси, що є буферним горизонтом між консервованою масою хвостів і вищерозташованими шарами. Шар усуває безпосередній контакт водонасичених хвостів з екраном, що насипається поверх них, обриває капілярну облямівку й виключає висхідну міграцію шкідливих речовин у вищерозташовані шари. Величина потужності шару не вимагає строго обмежених меж у зв'язку з використанням великого піщано-уламкового матеріалу, що виключає висхідний капілярний рух води. Поверх шару укладають водотривкий шар, що забезпечує герметизацію хвостосховища. Зазначений шар створюють із глини (http://ecodelo.org/9928-64_rekultivatsiya_karemykh_vye-mok і otvalov-rekultivatsiya_zemel). На водотривкий шар відсипають дренажний шар, що складається з піщано-уламкової маси, поверх якої розміщають ґрунтову масу, що складається із шару суглинків і шару чорнозему, після чого поверхня рекультивованої ділянки ретельно планують і по периметрі ділянки, із внутрішньої сторони вала, що оконтурює хвостосховище, що рекультивується, виконують дренажну канаву, дном якої є поверхня водотривкого шару. Ширина канави повинна забезпечувати нормальний стік води. Недоліком відомого способу є те, що його виконання безпосередньо не пов'язане з веденням гірських робіт з відкритої розробки корисних копалин. Це приводить до того, що при виконанні розкриття родовища окремо складуються поверхневі чорноземи й наступні за ним 1 UA 89843 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 глинисті породи. Після підготовки поверхні хвостосховища, здійснюється повторне переміщення як глинистої маси, так і чорнозему, шари яких виконують регламентованої товщини. Крім цього при виконанні робіт з рекультивації підстильним шаром, під глинистим шаром розташовують піщано-кусковий шар. Реалізація корисної моделі недоцільна для рекультивації залізорудних хвостосховищ, які складаються з мінеральних часток, геометричні параметри яких забезпечують достатній ступінь фільтрації технологічної води при виконанні умов оптимального режиму дренування під дією сил гравітації. Реалізація відомого способу є витратною, що негативно позначається на собівартості продукції, що випускається - залізорудному концентраті. Це викликано необхідністю додаткового переміщення глинистої маси й чорнозему. Крім цього додаткові витрати викликані необхідністю розміщення кусково - піщаного шару, що в умовах рекультивації залізорудних хвостосховищ зовсім недоцільно тому, з-за їхнього зневоднення при виконанні робіт із дренажу. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу рекультивації хвостосховищ за рахунок послідовного виконання розкривних робіт і пов'язаних з ними робіт зі складування ґрунтового родючого шару, добування глинистої маси й нанесення її на поверхню раніше здренованого хвостосховища у вигляді гідроізолюючого шару, наступне формування на гідроізолюючому шарі родючого шару регламентованої товщини, висадження багаторічних культур з розрахунку заповнення їхньою кореневою системою родючого шару по всій площі. Технічний результат від використання корисної моделі полягає в зниженні витрат на рекультивацію поверхні хвостосховищ, сформованих у результаті складування хвостів збагачення. Спосіб забезпечує зниження витрат на складування значних об'ємів глинистих порід за рахунок того, що це складування здійснюється без застосування транзитного відвалостворення, що знижує істотні витрати на транспортування й переваловку гірської маси. Спосіб забезпечує низькі витрати на освоєння родовище при його відкритій розробці, а також зменшує витрати сільськогосподарських земель, призначених для розміщення глинистих відкладень, які покривають рудне тіло, яке знаходиться в безпосередній близькості від земної поверхні. Спосіб може бути використаний при відкритій розробці потужних родовищ корисних копалин у тому випадку, коли зона відпрацьовування рудного тіла перебуває в безпосередній близькості від гірничозбагачувального комбінату, що забезпечує одержання товарного концентрату з рудної сировини й утворення хвостів, які складуються у вигляді вихідної пульпи на значних площах. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб рекультивації хвостосховища, включає дренування води з масиву хвостосховища, нанесення на поверхню хвостосховища глинистих порід, нанесення наступного родючого шару й висів багаторічних культур. Відповідно до корисної моделі, здійснюють розкриття родовища корисних копалин відкритим способом, при якому знімають родючий ґрунт, і складують їх на тимчасовому складі в зоні хвостосховища. Знімають глинисті породи й переміщають їх на підготовлену, сплановану й дреновану поверхню хвостосховища, сформованого з відходів збагачення залізорудної сировини. Утворюють шар глинистих порід товщиною 0,1-0,15 м, після чого здійснюють його планування й переміщають із тимчасового складу родючий ґрунт, наприклад у вигляді чорнозему, що наносять на глинистий шар на поверхні хвостосховища. Родючий шар формують товщиною 0,1-0,12 м, а після планування родючого шару здійснюють посів багаторічних культур з розрахунку розвитку їхньої кореневої системи, що покриває всю площу поверхні рекультивованого хвостосховища. Спосіб реалізується таким чином. Реалізація корисної моделі є доцільною при необхідності рекультивації хвостосховища утворених у результаті збагачення залізорудної сировини. Хвостосховище утворюється з незв'язаної дрібнодисперсної мінеральної маси з різним ступенем обводненості. Необхідність рекультивації хвостосховища обумовлена високим ступенем запиленості атмосфери над ним і прилягаючими районами. Особливо високий рівень концентрації пилу спостерігається при зниженні рівня обводненості хвостосховища й вітровому навантаженню на поверхню складованих збезводнених хвостів збагачення. Як правило, гірничозбагачувальні комбінати здійснюють переробку залізної руди, що видобувається відкритим способом. При такому відпрацьовуванні родовища для розкриття необхідно попереднє зняття розкривних порід, до складу яких входять родючі ґрунти й глинисті породи, що підстилають. Родючі ґрунти й глинисті породи складують на відповідних відвалах і згодом використовують для рекультивації порушених земель, а також хвостосховищ. 2 UA 89843 U 5 10 15 20 25 30 Формування відвалів для родючих земель і глинистих порід приводить до необхідності використання не по призначенню сільськогосподарських територій, що негативно відбивається на техніко-економічних показниках гірничо-переробного підприємства. Вирішенням задачі є комплексний взаємозв'язок технології розкриття родовища й ведення робіт з рекультивації хвостосховищ, заповнення яких хвостами збагачення вважається закінченим. Для реалізації заявленого технічного рішення хвостосховище збезводнюють за допомогою дренажних канав або труб. Одночасно з осушенням хвостосховища в зоні розкриття родовища здійснюють зняття родючого ґрунту, переміщення її й складування на тимчасовому складі в зоні хвостосховища. Після зняття родючого шару, приступають до зняття шару глинистих порід і направляють відразу на хвостосховище. Шар глинистих порід формують товщиною 0,1-0,15 м. Зменшення товщини шару приводить до втрати вологи ґрунтовим шаром при висадженні багаторічних культур на поверхні рекультивованого хвостосховища. При недостатньому шарі глинистих порід потрібен додатковий полив зелені насадження, що невиправдано збільшує собівартість робіт з рекультивації. Збільшення товщини гідроізолюючого шару не веде до приросту ефективності технології рекультивації й вимагає додаткових витрат на транспортування гірської маси на значну відстань. Після планування глинистого гідроізолюючого шару, переміщають із тимчасового складу родючий ґрунт, наприклад у вигляді чорнозему, який наносять на глинистий шар на поверхні хвостосховища, при цьому родючий шар формують товщиною 0,1-0,12 м. Зазначена товщина родючого шару є достатньою для ефективного розвитку кореневої системи протягом усього вегетаційного періоду. Сформований родючий шар піддають плануванню, а після планування родючого шару здійснюють посів багаторічних культур з розрахунку розвитку їхньої кореневої системи покриваючої усю площу поверхні хвостосховища. Дослідно-промислові випробування заявленого способу показали його високу ефективність, що забезпечується зменшенням рівня запиленості промислового регіону, а так само зниженням собівартості випуску залізорудної продукції. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Спосіб рекультивації хвостосховищ, що включає дренування води з масиву хвостосховища, нанесення на поверхню хвостосховища глинистих порід, нанесення наступного родючого шару й висів багаторічних культур, який відрізняється тим, що здійснюють розкриття родовища корисних копалин відкритим способом, при якому знімають родючий ґрунт, і складують їх на тимчасовому складі в зоні хвостосховища, знімають глинисті породи й переміщають їх на підготовлену, сплановану й дреновану поверхню хвостосховища, сформованого з відходів збагачення залізорудної сировини, при цьому утворюють шар глинистих порід товщиною 0,10,15 м, після чого здійснюють його планування й переміщають із тимчасового складу родючий ґрунт, наприклад у вигляді чорнозему, який наносять на глинистий шар на поверхні хвостосховища, при цьому родючий шар формують товщиною 0,1-0,12 м, а після планування родючого шару здійснюють посів багаторічних культур з розрахунку розвитку їхньої кореневої системи, покриваючої усю площу поверхні хвостосховища. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3