Спосіб формування породних відвалів з наступною біологічною рекультивацією

Спосіб формування породних відвалів з наступною біологічною рекультивацією, що включає укладання породної маси у відвал шляхом пошарового відсипання з одночасним ущільненням, заземлювання поверхні та створення рослинного Корисна модель належить до гірничої промисловості, зокрема до способів формування гірничих відвалів і може бути застосований в інших галузях. Відомий спосіб рекультивації' і породних відвалів та бортів кар'єрів (А.С.СРСР №1041052, опубліковане в 1983 p. A 01 В 79/02), який включає укладання породи у відвал пошарово, укриття шаром фунту і озеленення шляхом висівання насіння трав. Однак, наведене технічне вирішення не є відповідним до протипожежних вимог, оскільки в період літніх посух можливе згорання висохлого трав'янистого покрову на всій поверхні рекультивованого в такий спосіб відвалу з наступним згоранням відвальної маси, що виключається при створенні протипожежних розривів у вигляді незаземлених терас, запропонованих у заявленому технічному рішенні. Відомий спосіб рекультивації і озеленення діючих плоских багатоярусних відвалів (Махонченко В.І., Горбунов 1-А А С. СРСР №929842, опубліковане в 1982 p., E21C 41/00), який включає укладання породи у відвал ярусами, побудову терас, укриття шаром грунту і озеленення. Недоліком даного способу є те, що суцільне заземлювання поверхні породного відвалу призводить до суцільного задерніння, до погіршення в зв'язку з цим умов росту деревної рослинності ізза конкуренти ості по відношенню до неї за вологу і поживні речовини з боку трав'янистої' рослинності, яка рясно поселяється на нанесеному шарі грунту. Крім того, другим суттєвим недоліком вказаного покриву, який відрізняється тим, що проводять формування схилів крутизною до 30° і горизонтальних замкнутих терас, розташованих не більше ніж через ЗО м на схилах відвалу, заземлювання проводять на всій поверхні відвалу за винятком поверхні терас, після чого проводять відсипання відвальної маси на поверхні терас і створюють рослинний покрив шляхом сіяння насіння трав'янистих рослин на заземлюваній поверхні і насадження деревних і чагарникових рослин на терасах. способу є те, що суцільне заземлювання поверхні породного відвалу не зменшує, а збільшує можливість пожежі на його поверхні, що зв'язане з ймовірністю загорання в період літніх посух сухого травостою, який займає всю поверхню відвалу. В основу корисної моделі покладена задача удосконалити такий спосіб формування породних відвалів з наступною біологічною рекультивацією, в якому нове виконання формування відвалів дозволило забезпечити вищу протиерозійну ефективність трав'янистого покриву, збільшення збереження рослин, підвищення пожежної безпеки і за рахунок цього підвищити ефективність способу та економічного ефекту від його впровадження. Покладена задача удосконалити корисну модель вирішується тим, що спосіб формування породних відвалів з наступною біологічною рекультивацією включає укладання відвальної' маси у відвал, заземлювання поверхні і створення рослинного покриву, згідно з винаходом укладання відвальної маси у відвал проводять шляхом пошарового відсипання з одночасним ущільненням і формуванням схилів крутизною до 30° і горизонтальних замкнутих терас, розташованих не більше, ніж через 30м на схилах відвалу, заземлювання проводять на всій поверхні відвалу за винятком поверхні терас, після чого проводять відсипку відвальної маси на поверхні терас шаром до 5м І створюють рослинний покрив шляхом посіву насіння трав'янистих рослин на заземленій поверхні і насаджень деревних і чагарникових рослин на 4795 терасах. Суть винаходу зображені на: Фіг 1 - загальний вигляд породного відвалу в процесі формування. Фіг.2 - загальний вигляд сформованого породного відвалу після проведення біологічної рекультивації. Фіг.З - тераса в розрізі з висадженими на ній рослинами, які розташовані на схилах. Фіг.4 - верхня тераса в розрізі з висадженими на ній рослинами. Спосіб формування породних відвалів з наступною біологічною рекультивацією здійснюється таким чином. В межах земельного відводу на підготованій поверхні 1 проводиться відсипка породи 2 у відвал З з одночасним ущільненням грунту і формуванням схилів 4 довжиною не більше 30см і крутизною ЗО". Після цього проводиться суцільне заземлювання схилів породного відвалу 5 та зовнішнього краю вершини смугою шириною 5м і шаром грунту 6 товщиною 25-30см з одночасним висіванням на схилах насіння трав'янистих рослин 7. На підготованій в такий спосіб частині відвалу проводиться наступна відсипка породи шаром до 25см з залишенням по краю тераси шириною Зм Після заземлювання і озеленення трав'янистими рослинами схилів знову відсипаної частини відвалу, на терасу наноситься шар породи товщиною 2-Зм. На терасах, підготованих в такий спосіб, створюють рослинний покрив з дерев і кущів 8 висіванням насіння на постійне місце або садінням сіянців і саджанців. Параметри породного відвалу обгрунтовані експериментально (Таблиці 1, 2, 3). Приклад виконання способу. На териконику шахти ім. Артема у виробничому об'єднанні по видобуванню вугілля "Ростоввугілля" в 1986 році в процесі формування породного відвалу була проведена перевірка основних положень, наведених в пропонованому технічному рішенні. Насадження акації білої і сосни кримської були закладені на ділянках, покритих шаром суглинку товщиною 25-ЗОсм, і на незаземлених ділянках, як на терасах, так і на схилах породного відвалу. Дослідні ділянки створені в Ідентичних умовах, на схилі південно-західної експозиції, в середньому ярусі вказаного породного відвалу. Рослини висаджувались в другій декаді квітня 1986 року двохрічними саджанцями, радами через 2,5м і розташуванням через 0,8м. В липні, через 3 місяці після садіння була проведена оцінка збереження висаджених рослин. Висаджені на незаземленій поверхні рослини краще збереглися і відрізняються більшими приростами за висотою (Таблиця 4). Повторні заміри, проведені в червні 1992 року, показали, що на незаземленій поверхні породного відвалу шахти ім. Артема стан і ріст висаджених деревних рослин значно кращий в порівнянні зі станом і ростом деревних рослин на заземленій поверхні, як на схилах, так і на рівній поверхні те 4 рас (Таблиця 4). Значний вплив на стан деревноТ рослинності на заземленій поверхні породного відвалу спричиняє трав'яниста рослинність, яка висушує заселений корінням шар грунту в період притаманних Донбасові літніх посух, внаслідок чого відбувається масове відмирання в цей період деревних рослин які разом з засухою на заземленій поверхні створюють передумову до виникнення пожеж На користь цього висновку свідчать результати аналізу поширення коріння деревних і трав'янистих рослин на заземленій поверхні породного відвалу (Таблиця 5). Загалом, в результаті проведених досліджень установлено наступне. 1. Деревна і чагарникова рослинність на породних відвалах вугільних шахт значно краще зберігається і росте на незаземленій поверхні, де не зазнає конкуренції за вологу та поживні речовини з боку трав'янистих рослин. 2. Трав'янисті рослини краще ростуть, забезпечуючи при цьому достатню протиерозійну ефективність на заземльованих відвалах, де при сумісному ростові в умовах недостатнього атмосферного зволоження витісняють деревні і чагарникові рослини. 3. При заземлюванні породи породних відвалів в процесі рекультивації необхідне створення протипожежних розривів у вигляді незаземльованих, позбавлених трав'яного покриву терас, засаджених деревними та чагарниковими рослинами. Дослідне використання в 1986-1992рр. пропонованого способу формування породних відвалів з наступною біологічною рекультивацією в порівнянні з базовим показало, що: 1. Збереження висаджених рослин на терасах за пропонованим способом в порівнянні з базовим вище майже в чотири рази 2. Утворююмий на схилах трав'янистий покрив забезпечує вищу протиерозійну ефективність в порівнянні з базовим, що зв'язано з відміною в протяжності схилів, обмежених протипожежними розривами. 3. Пропонований спосіб в порівнянні з базовим забезпечує пожежну безпеку рекультивованого породного відвалу за рахунок незаземльованих терас, які відіграють роль протипожежних розривів. 4. Передбачуваний економічний ефект від впровадження пропонованого способу формування породних відвалів, з наступною біологічною рекультивацією складає в розрахунку на 1 га. 11,6тис. грн. (Таблиця 6). Економічний ефект від застосування пропонованого способу формування природних відвалів з наступною біологічною рекультивацією тільки на террикониках вугільних шахт Донбасу складатиме 26,216млн.грн. Джерела інформації. 1. а.с. СССР№104052 МКП А01Б79/02. 1983; 2. а.с. СССР №929842 МКП є 21С41/00. 1982. 4795 Таблиця 1 Обґрунтування крутизни відкосів № варідосліду 1 _ Оптимальна крутизна відкосу, 5,1-10 10,1-15 15,1-20 20,1-25 25,1-30 30,1-35 35,1-40 40,1-45 град Крутизна відкосів, град Варіанти До 5 Поверхня заземльована суглинком (потенціально родючий шар) Довжина відкосу до 10м 10,1-20м 20,1-30м 30,1-40м 40,1-50м Поверхня заземльована глинистою пульпою Довжина відкосу До 10м 10,1-20м 20,1-30м 30,1-40м 40,1-50м 0 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 + ++ 0 0 0 + ++ 0 0 0 ++ +++ 0 0 0 + + 0 0 + ++ ++ 0 + + ++ +++ + ++++ +++ +++ + ++ +++ +++ +++ 0 0 0 +++ 0 0 + ++ +++ 0 + ++ +++ +++ + ++ ++ +++ +++ 35 35 ЗО 10 нема ++ +++ +++ +++ +++ ++ +++ +++ +++ +++ ++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ 15 10 до 5 нема нема •++ Примітка: 0 - нема; + - слабка ерозія; ++ - помірна ерозія; +++ - сильна ерозія поверхні; Е - включаючи кут природного відкосу (°). Таблиця 2 Обгрунтування довжини відкосів формованих породних відіалів № варіДовжина ВІДКОСІВ крутизною 25-30° м. антів Варіанти До 10 10,1-20 20,1-30 30,1-40 40,1-50 досліду 1. Крупноуламкова поверхня 0 0 0 0 0 Середньоуламкова поверх+ 2. 0 0 0 0 ня 3. Дрібноуламкова поверхня + ++ 0 0 0 Поверхня заземльована +++ + 4. суглинком (потенційно ро0 0 0 дючий шар) Поверхня заземльована ++ +++ ++ +++ 5. 0 пульпою Оптимальна довжина відкосу, м, Не встановлена До 40 Г До ЗО До ЗО До 10 4795 Таблиця З Обгрунтування товщини нанесеного шару потенцій родючого шару № варіантів досліду 1. 2. Варіанти Розвиток трав'янистих рослинпри товщі шару грунту, см більше до 20 20,1-25 25,1-30 30,1-35 35 Поверхня заземльована суглинком (потенційно родючий шар) злаки різнотравя буркун жовтий Поверхня заземльована глинястою пульпою Злаки Різнотравя Буркун жовтий Оптимальна товщина нанесеного шару грунту, см 25 ЗО 25 + :: ::: 35 більше 35 35 Примітка1 - погане, + - слабке, ++ - середнє, +++ - хороше. Таблиця 4 Проживання і збереження деревних сіянців, висаджених висаджених на заземльованіи поверхні терикона шахти ім. Артема (п/в " Ростовуголь") Посадка: квітень 1986 року № варіантів досліду і 2. • а о. Варіанти Незаземльована поверхня Акація біла Сосна кримська Заземльована поверхня суглинистим шаром 25-ЗОсм Акація біла Сосна кримська Заземльована поверхня суглинистим шаром 25-ЗОсм без посіву насіння трав Акація біла Сосна кримська Висаджено рос- Приживання рослин, лин, шт. % Збереження рослин %, на: 1.08 86 р 1.08 92 р. 286 216 94,6 91,4 88,7 86,4 63,8 61,7 338 268 73,3 68,2 54,8 49,3 16,3 9,7 280 234 81,4 76,4 67,5 62,4 17,2 11,3 10 4795 Таблиця 5 Характер поширення коріння акації білої і трав'янистих рослин на незаземльованій і на заземльованій (без висівання насіння трав) ділянках на поверхні териконика шахти їм. Артема (п/в "Ростовуголь) на 01.08.1992 року № вар. досліду 1. 2. 3. Поширення фізіологічне активного коріння по Сумарна фізігоризонтах