Методические указания по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности
2.8. Рекультивация карьерных выемок
2.8.1. Технология рекультивации карьерных выемок для народно-хозяйственного использования определяется проектом с учетом особенностей техногенного рельефа, пригодности горных пород (слагающих борт) для биологической рекультивации, степени обводнения, географических условий зоны размещения нарушенных земель, а также технико-экономических и социальных факторов, сложившихся к периоду рекультивации в районе открытых разработок.
2.8.2. По характеру техногенного рельефа карьерные выемки угольных и сланцевых разрезов подразделяются на два основных типа:
- глубокие и очень глубокие карьерные выемки округлой формы в плане с террасированными бортами (уступами), образованные при выемке наклонных и крутопадающих пластов по транспортной системе разработки с размещением основного объема вскрышных пород за пределами контура выработанного пространства - во внешних отвалах;
- среднеглубокие и глубокие карьерные выемки (остаточные траншеи) вытянутой формы в плане, образованные при выемке горизонтальных и пологозалегающих пластов по бестранспортной, транспортно-отвальной и транспортной системах разработки с размещением вскрышных пород в выработанном пространстве. Как правило, рабочий борт карьерной выемки представлен несколькими вскрышными и угольными уступами, нерабочий - террасированными или сплошным откосом внутреннего отвала.
В соответствии с ГОСТом 17.5.1.02-85 /16/ остаточные карьерные выемки при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом группируются по глубине (относительно естественной поверхности) на западинообразные (мелкие) - 1,5-5 м, неглубокие - 5-15 м, среднеглубокие - 15-30 м, глубокие - 30-100 м, очень глубокие и сверхглубокие - свыше 100 м.
2.8.3. По характеру обводнения (увлажнения) карьерные выемки подразделяются на сухие, умеренно влажные, переувлажненные и обводненные.
2.8.4. Исходя из принятой группировки по глубине и характеру обводненности карьерные выемки рекомендуется использовать:
- в качестве емкости для складирования собственных отходов производства (вскрышных пород) или отходов, поступающих с других предприятий, с последующей сельскохозяйственной и (или) лесохозяйственной рекультивацией поверхности;
- в качестве водоёмов многоцелевого назначения;
- в режиме сухой консервации с проведением на бортах карьерной выемки санитарно-гигиенической рекультивации или использования этих объектов в рекреационных и строительных целях.
Возможно комбинированное использование карьерных выемок. Например, нижняя часть её засыпается породой, средняя - используется под водоём, а верхние уступы и террасы рекультивируются в рекреационном, строительном или ином направлении.
Систематизация карьерных выемок и рекомендуемые направления их использования приведены в табл.2.6.
Таблица 2.6
Систематизация и рекомендуемое направление использования карьерных выемок угольных (сланцевых) разрезов
Типы выработанного пространства; условия образования | Схема выработанного пространства | Характеристика карьерной выемки по степени обводнения и пригодности пород | Целесообразное использование карьерных выемок | Принципиальная схема использования карьерных выемок |
I. Разработка месторождений с наклонными (8-30°) и крутопадающими (30°) пластами по транспортной системе с размещением вскрышных пород во внешних отвалах |
| Сухие и умеренно влажные; породы мало- и непригодные | Емкости для складирования вскрышных пород с последующей сельско- и (или) лесохозяйственной рекультивацией поверхности |
|
Обводненные; породы: пригодные, мало- и непригодные по физическим свойствам | Водоёмы многоцелевого назначения |
| ||
Сухие, умеренно влажные, переувлажненные; породы всех групп пригодности | Сухая консервация с санитарно-гигиенической рекультивацией берм и откосов; использование в рекреационных или строительных целях |
| ||
II. Разработка месторождений с горизонтальными, пологими и наклонными (до 18°) пластами по бестранспортной, транспортной, транспортно-отвальной и комбинированной системам с размещением вскрышных пород во внутренних отвалах |
| Сухие и умеренно увлажненные; породы: мало- и непригодные | Емкости для складирования вскрышных пород с последующей сельско- и (или) лесохозяйственной рекультивацией поверхности |
|
Обводненные; породы: пригодные, мало- и непригодные (по физическим свойствам) | Водоёмы многоцелевого назначения |
| ||
Сухие, умеренно влажные, переувлажненные; породы всех групп пригодности | Карьерные выемки - в рекреационных и строительных целях; внутренние отвалы для сельско- и лесохозяйственной рекультивации |
|
2.8.5. Направление использования карьерной выемки предопределяет состав работ технического этапа рекультивации. Из этого состава можно выделить следующие основные операции:
- заполнение карьерных выемок вскрышными породами (полное или частичное);
- террасирование бортов (откосов уступов);
- выполаживание бортов (откосов уступов).
Принципиальные технологические схемы рекультивации карьерных выемок с использованием различных комплексов горнотранспортного оборудования приведены в табл.2.7.
Таблица 2.7
Технологические схемы рекультивации карьерных выемок
Характеристика карьерной выемки | Способы и средства рекультивации | Схема рекультивации |
Глубокие и очень глубокие ( | Засыпка - поярусная снизу вверх, Транспорт - железнодорожный. Экскавация - мехлопаты ЭКГ-4,6Б, ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5. Планировка поверхности - бульдозеры (всех марок). |
|
Среднеглубокие и глубокие ( | Засыпка - с дневной поверхности, Транспорт - автомобильный, скреперный. Укладка породы - бункер-накопитель, поперечный конвейер, магистральный конвейер, ленточный отвалообразователь. Планировка поверхности - бульдозеры (всех марок). |
|
Среднеглубокие и глубокие ( | Засыпка - с дневной поверхности с использованием эффекта наклонной плоскости, Транспорт - автомобильный. Укладка породы - бульдозером на базе тракторов Т-100, ДЭТ-250М, Т-330. |
|
Среднеглубокие и глубокие ( | Засыпка - с дневной поверхности, Транспорт - железнодорожный, автомобильный. Экскавация - драглайны ЭШ-10/70, ЭШ-13/50, ЭШ-15/90. Планировка поверхности - бульдозеры (всех марок). |
|
Западинообразные, неглубокие и среднеглубокие ( | Засыпка - с дневной поверхности, Транспорт - автомобильный, скреперный. Укладка породы - бульдозеры на базе трактора Т-100, ДЭТ-250М, Т-330. |
|
Глубокие ( | Засыпка - с дневной поверхности, Транспорт - железнодорожный. Укладка породы - бульдозеры на базе трактора T-100, ДЭТ-250М, Т-330. |
|
Западинообразные, неглубокие, среднеглубокие ( | Выполаживание бортов с перемещением породы сверху вниз. Бульдозеры на базе трактора T-100, ДЭТ-250М, Т-330. Объем земляных работ на единицу длины откоса (
где |
|
Западинообразные, неглубокие и среднеглубокие ( | Выполаживание бортов с перемещением породы снизу вверх. Экскавация - драглайны ЭШ-10/70, ЭШ-13/50, ЭШ-15/90. Планировка поверхности - бульдозеры всех марок. Объем земляных работ (
|
|
Среднеглубокие ( | Выполаживание бортов с перемещением породы сверху вниз. Экскавация - драглайны ЭШ-10/70, ЭШ-13/50, ЭШ-15/90. Планировка поверхности - бульдозеры (всех марок). Объем земляных работ (
где |
|
Западинообразные, неглубокие, среднеглубокие ( | Выполаживание бортов с перемещением породы сверху вниз. Экскавация - драглайны ЭШ-5/45, ЭШ-10/70, ЭШ-15/90. Планировка надводной части откоса - бульдозеры (всех марок). Объем земляных работ:
|
|
Глубокие и очень глубокие ( | Выполаживание откоса уступа с укладкой породы на площадке с целью изоляции выходов угольного пласта (непригодных пород) ( Экскавация - мехлопаты ЭКГ-4,6Б, ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5. При крепких породах применяются БВР. |
|
Глубокие и очень глубокие ( | Террасирование высоких уступов ( Экскавация - мехлопаты ЭКГ-4,6Б, ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5. При крепких породах применяются БВР с использованием наклонных скважинных зарядов. |
|
Среднеглубокие глубокие и очень глубокие ( | Террасирование высоких уступов ( Экскавация - драглайны ЭШ-10/70, ЭШ-13/50, ЭШ-15/90 |
|
Глубокие и очень глубокие ( | Террасирование высоких уступов ( Транспорт - железнодорожный. Экскавация - мехлопаты ЭКГ-4,6Б, ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5. При крепких породах применяются БВР. |
|
Глубокие и очень глубокие ( | Планирование площадок (берм) на уступах с формированием "вал-канавы". Бульдозеры на базе трактора T-100, ДЭТ-250М. |
|
Западинообразные, неглубокие, среднеглубокие ( | Выполаживание бортов путей подсыпки пород из внутреннего отвала. Экскавация - драглайны ЭШ-10/70, ЭШ-13/50, ЭШ-15/90. Планировка поверхности - бульдозеры всех марок. |
|
15-100 м)
15-100 м)
15-100 м)
30-100 м)
,
15-30 м)
,
Заполнение карьерных выемок породой
2.8.6. Засыпку карьерных выемок рекомендуется осуществлять с дневной поверхности одним ярусом на полную глубину. Возможность применения такой технологии обусловливается глубиной карьерной выемки и физико-механическими свойствами складируемых пород. Если устойчивая высота отвального яруса равна глубине карьерной выемки, то она засыпается одним уступом. При заполнении глубоких и очень глубоких карьерных выемок укладка породы производится, как правило, поярусно (табл.2.7, схема 1) с учетом рекомендаций (26). Ярусы могут отсыпаться последовательно или параллельно - сразу несколько. В последнем случае организация работ должна учитывать период активной усадки пород. Доставка породы осуществляется железнодорожным или автомобильным транспортом. При железнодорожном транспорте целесообразно использовать те же транспортные горизонты, которые оставались к моменту отработки разреза. Технология засыпки, в принципе, не отличается от существующих типовых схем многоярусного отвалообразования с использованием мехлопат, драглайнов и бульдозеров. Для перемещения автотранспорта должно быть предусмотрено строительство автомобильных съездов.
2.8.7. При заполнении с поверхности среднеглубоких и глубоких карьерных выемок в целях обеспечения безопасности работ укладка породы может производиться с помощью ленточных конвейеров и отвалообразователей (табл.2.7, схема 2). Автомобили с породой разгружаются на эстакаде в специальный бункер-дозатор. Порода через промежуточный поперечный конвейер подаётся на продольный магистральный конвейер. Самоходный ленточный отвалообразователь, двигаясь вдоль борта карьерной выемки, перемещает породу в выработанное пространство. При большой ширине карьерной выемки магистральный конвейер и отвалообразователь периодически передвигаются, а поперечный - наращивается.