Рекультивация карьеров строительных материалов

УДК 626.8

Рекультивация карьеров строительных материалов

– канд. техн. наук; – канд. техн. наук, проф.

ФГОУ ВПО «Москаовский государственный университет природообустройства»,

г. Москва, Россия

На техническом этапе рекультивация карьеров строительных материалов выполняется тремя основными процессами:

уполаживание откосов карьера до проектных значений коэффициента заложения;

отсыпка и разравнивание на дне карьера «вскрышного» минерального грунта;

отсыпка и разравнивание слоя «вскрышного» растительного грунта.

Требования к биологическому этапу работ зависят от предполагаемого хозяйственного использования рекультивируемой площади (в данной работе биологическая рекультивация не рассматривается).

Для сравнения технико-экономических показателей разных вариантов производства работ (без совмещения и с совмещением) рассматриваем карьеры прямоугольной формы в плане с наиболее удобным для производства работ соотношением сторон:

ширина карьера Вк к длине Ак - Вк : Ак = 1 : 2.

А также предполагаем, что карьер по глубине состоит из трёх слоев:

верхнего – растительного мощностью до 0,3 м;

среднего – минерального, непригодного для использования мощностью 2…4м;

нижнего – полезного мощностью до 4…5 м.

Такие условия позволяют вести разработку с поверхности слоя и транспортирование по поверхности без устройства съездов-выездов.

Для малых (площадь до 0,5 га) карьеров рекультивация осуществляется после полной их выработки, так как для вскрышных и рекультивационных работ дальность перемещения грунтов во временные отвалы достаточно мала и они могут быть выполнены бульдозером.

Более крупные карьеры предлагается делить на 3 части, осуществляя последовательно на первой – вскрышные работы, перемещая во временные внешние отвалы растительный и непригодный минеральные грунты, на второй – добычу строительных материалов, на третьей – рекультивацию. Это позволяет несколько сократить общее время производства работ в карьере, а также провести рекультивацию части карьера до их полного окончания.

Однако расстояния, на которые перемещаются вскрышные грунты, остаются значительными, что предопределяет большие объёмы работ и их стоимость. Также значительной остаётся и нарушаемая вокруг карьера площадь, занятая временными отвалами растительного и минерального грунтов.

Для значительного сокращения объёмов вскрышных и рекультивационных работ предлагается совмещение вскрыши, добычи и рекультивации.

Принципиальная схема совмещения состоит в следующем:

карьер (по ширине) разбивается на полосы шириной в = 8…15 м, общее количество полос п = вк/в;

на 1-й полосе, с поверхности слоя добываемого строительного материала ведется разработка с погрузкой в транспорт экскаватором «обратная лопата» или драглайном, при этом транспорт располагается параллельно экскаватору на 2-й полосе, с которой снят только растительный грунт;

на 2-й полосе, следом за первым комплектом машин (на безопасном расстоянии и с разницей по времени, например, в 1 смену), экскаватором разрабатывается средний слой (навымет), с выгрузкой его в выработанное пространство на 1-ю полосу; затем этот грунт разравнивается бульдозером и, если необходимо, дополнительно уплотняется;

на 3-й полосе, следом за вторым комплектом машин, бульдозером разрабатывается растительный грунт, который перемещается сначала на 2-ю полосу, а затем и на выровненный слой минерального грунта 1-й полосы, где растительный грунт разравнивается и доуплотняется так же бульдозером;

в торцах каждой из полос производится уполаживание откосов карьера.

Для равномерного выполнения работ каждую полосу карьера разбивают по длине на равновеликие по трудоёмкости захватки.

Для развёртывания работ на 2-х первых полосах необходимо выполнить подготовительные работы, разработав и переместив растительный грунт с 1-й и 2-й полос и минеральный (средний слой) с 1-й полосы во временные внешние отвалы. При завершении работ в карьере эти временные отвалы используются для рекультивации последних 2-х полос.

При определении коэффициента экономической эффективности, то есть отношения прямых затрат на работы без «совмещения» (С с/с, руб) к прямым затратам на работы «совмещения» (Сс/с, руб.) – Кэк = Сб/с/Сс/с, а также дл определения коэффициента сокращение трудозатрат (чел.-ч) – Ктр= Тб/с/Тс/с были выполнены техноресурсные расчеты для карьеров с различной площадью (F = 2; 8; 14 и 20,8 га). В то же время остальные геометрические параметры (мощность слоев и коэффициенты уполаживания откосов) для всех карьеров оставались неизменными.

Следует отметить, что в приведенной ниже таблице учитываются прямые затраты (С, руб.) и трудоёмкость (Т, чел.-ч) только на вскрышные и рекультивационные работы и не учитываются затраты на добычу и транспортирование строительных материалов, так как их величина при любом способе предполагается постоянной.

Таким образом, способ ведения работ в карьере с совмещением позволит сократить:

общие сроки проведения работ в карьере (в том числе вводить в эксплуатацию земли по мере отработки полос);

площади, занятые внешними отвалами вскрышных грунтов;

трудоёмкость и машиноёмкость вскрышных и рекультивационньгх работ и, соответственно, их стоимость.