Способ восстановления земель, нарушенных подземной разработкой

(51)5 Е 21 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИ ИЗ АН АВТОРСКОМ%14чно-исследовате омеханики и ма ьский кшей. Болучевский тельство СССРС 41/02, 1984.одические указшенных земельсти/ ВНИИОСу130,ия по уголь оль. -(57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для рекультивации земель,Изобретение относится к горному делу, предназначено для рекультивации земель, нарушенных подземными горными работами, и может быть преимущественно использовано в угольной промышленности для ликвидации мульд сдвижения с большой крутизной склонов и восстановления естественного рельефе поверхности шахтных полей,Известен способ восстановления подработанных территорий, заключающийся в засыпке появившихся понижений местности шахтной породой и покрытии ее доставляемым с других земельных угодий плодородным слоем почвы.Согласно этому способу плодородный слой остается на подработанных участках, т.е. он безвозвратно теряется.(71) Всесоюзный наинститут горной гедерского дела(56) Авторское свидМ 1176079, кл. Е 21Временные метрекультивации нарной промышленноПермь, 1980, с. 122 Е ОБРЕДЕТЕЛ ЬСТВУ нарушенных подземным горными роботами. Цель изобретения - . предотвращение потерь почвы и потенциально плодородных пород с сокращением сроков исключения из оборота земельных площадей при обеспечении защиты окружающей среды от запыленности. Снимают почву и потенциально плодородные породы с опережением фронта работ под фронтом подземных очистных работ. Опережение определяют по приведенной математической зависимости. Производят укладку шахтной породы на подработанном участке. Укладку ведут с опережением снятия почвы и потенциально плодородных пород в период, исключающий период снятия плодородных пород с производительностью, определяемой математической зависимостью. Наносят на уложенные шахтные породы плодородные почвы. 3 ил. Известен также способ рекультивации, включающий прогнозирование оседания земной поверхности, снятие плодородного слоя почвы, его временное складирование. образование на участке будущего понижения местности породного отвала, высота которого равна ожидаемому оседанию, и покрытие поверхности отвала по окончании горных работ плодородным слоем почвы,Не остатком этого способа являются ддлительные сроки исключения из оборота земельных. участков, поскольку они не эксплуатируются задолго до начала, в процессе и по завершении очистных работ, вплоть до окончания оседания земной поверхности. Кроме того, складиррвание плодородного слоя почвы требует дополнительных погрузочно-транспортных работ, а при длительном хранении его имеет такие отрицательные последствия, как снижение плодородия и ветровую эрозию. Недостатком способа является также большая запыленность воздуха как следствие несвоевременного, откладываемого до окончания горных работ покрытия породного отвала плодородным слоем почвы.Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в прогнозировании границ нарушаемого земельного участка, раздельном снятии здесь почвы до подработки с технологическим опережением снятия почвы относительно слоя подстилающих его потенциально плодородных пород, перевозке указанных пород и почвы на другой участок, ранее подработанный и заполненный шахтной породой без создания временных складов, и покрытии его привезенным грунтом.Недостатком данного способа является то, что он не предусматривает оптимального опережения снятия почвы и потенциально плодородных пород относительно горных работ, Вследствие этого при недостаточном опережении плодородный слой безвозвратно теряется. Избыточное опережение, например, снятие почвы и потенциально плодородных пород на всей нарушаемой площади до начала горных работ приводит к более продолжительному исключению из оборота земельных угодий и увеличению потерь сельскохозяйственного производства, Другой недостаток способа состоит в том, что он не предусматривает оптимального опережения засыпки ранее нарушенного участка шахтной породой относительно укладки здесь доставляемых с вновь нарушаемого участка потенциально плодородных пород и почвы. При недостаточном опережение. сдерживаются темпы снятия и увеличиваются потери плодородного слоя, При избыточном определении шахтная порода с опозданием покрывается приведенным грунтом и подвергается воздействию воздушных потоков продолжительное время, что вызывает значительное загрязнение окружающей среды.Цель изобретения - полное предотвращение потерь почвы и потенциально плодородных пород с сокращением сроков исключения из оборота земельных площадей при обеспечении защиты окружающей среды от запыленности.Указанная цель достигается тем, что отработку фронта работ по снятию почвы и потенциально плодородных пород ведут с опережением на расстоянии В от фронта очистных работ, определяемом из выраже- ния10 В =С Т(12 - Т)+НС 1 дд, (1) где С - проектная месячная скорость подвигания очистного забоя, мlмес:Т - промежуток от времени, в течение которого по климатическим условиям возможны работы по снятию почвы и потенциально плодородных пород, мес.;1 - время, истекшее с начала промежутка Т к моменту, на который определяется опережение, мес Н - глубина горных работ, м;д - угол разрыва, определяющий положение трещин, образующихся на земной поверхности впереди движущегося очистного забоя, градукладку шахтной породы ведут с опережением снятия почвы и потенциально плодородных пород в период, исключающий 20 периодснятия почвы и потенциально плодородных пород, с производительностью, определяемой по формулеЧ = - ( 1.1+1) ( 1,57 1э +). (2) 25 где О - проектная длина Очистной выработки,м;Ь, 2, 1 э - расчетная длина полумульдсдвижения соответственно по падению, восстанию и простиранию вынимаемого пласта полезного ископаемого, м;1 - расстояние между перпендикулярными направлению подвигания забоя главными сечениями мульды сдвижения, м.На фиг, 1 представлен план земной поверхности; на фиг, 2 и 3 - разрезы А-А и Б - Б на фиг. 1.Способ осуществляется следующим образом.Работы по снятию почвы 1 производят с 40 опережением, определяемым исходя иэпринятой технологии, относительно работ по снятию потенциально плодородных пород 2 до подработки нарушаемого участка 3 земной поверхности. При этом фронт работ 45 4 по снятию потенциально плодородных пород 2 опережает забой 5 очистной выработки 6, расположенной на глубине Н и подвигающейся по пласту 7 с месячной скоростью С, на расстояние в плане В, опреде ляемое из выражения (1). Снятые почву ипотенциально плодородные породы перевозят и укладывают на ранее подработанный и засыпанный шахтной породой 8 участок 9 земной поверхности. Укладку шах тной породы 8 здесь начинают с опережением снятия плодородного и потенциально плодородного слоя почвы на вновь нарушаемом участке 3 на время с, определяемое иэ выражения 11=12 - Т, и осуществляют с производительностью (по площади) Ч. определяемой из выражения (2).П р и м е р. По пласту с углом падения10 столб 6 длиной О=800 м на глубинеН=500 м отрабатывают двумя наклонными 5слоями (суммарная вынимаемая мощность7 м) лавами длиной 120 м со средней скоростью подвигания С=50 м/мес, В результатеведения очистной выемки на земной поверхности образуется мульда 3 сдвижения со 10следующими параметрами: Ь 386 м;2=359 м;з=639 м; 1=100 м, Для условийКарагандинского бассейна Т=5 мес. (май -сентябрь), д =73 (с 9 73 =0,3057),Снятие почвы 1 и потенциально плодородных пород 2 до подработки нарушаемого участка 3 производят с опережениемфронта работ 4 по снятию почв относительно очистного забоя 5 на расстояние в плане20В=50 - (12-5)+500 х 0,3057=70 т+153. При т, рав 5ном О, 1, 2, 3, 4 и 5 месВ составляет соответственно 153, 223, 293, 363, 433 и 503 м. Такимобразом, уже к началу периода Т опережениесоставляет 153 м, Его обеспечивают заблаговременно до начала очистных работ. Укладкушахтной породы 8 на ранее нарушенном участке 9 начинают с опережением снятия почвыи потенциально плодородных пород на участке 3 на время 11. равное 11=12 - 5=7 месиосуществляют с производительностью Ч==х(386+359)(1,571 х 639+100)=51,4 тыс.м /мес,50 2800 Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом является полное предотвращение потерь плодородного слоя почвы за счет оптимального опережения снятия его относительно очистных работ и за счет рекомендуемой производительности работ по укладке породы. Другое преимущество состоит в сокращении продолжительности исключения из оборота подрабатываемых земельных угодий; поскольку плодородный слой почвы нэ нарушаемом участке снимается не единовременно, а постепенно, по мере подвигания очистного забоя, Преимуществом является и уменьшение загрязнения воздуха вредными веществами, содержащимися в шахтной породе, поскольку укладка ее и покрытие потенциально плодородными породами и почвой сочетаются таким образом, что в период наибольшего пылеобразования (летом) вводится меньшее количество породы в сопоставлении с оставшимся временем года, а покрытие породы производят с гораздо большей интенсивностью посрав 35 40 45 50 55 нению с ее укладкой и заканчивают одновременно с последней,Экономический аффект от использования предлагаемого способа состоит в уменьшении потерь сельскохозяйственного производства, связанных с исключением из оборота земельных угодий.Формула изобретения.Способ восстановления земель. нарушенных подземной разработкой, включающий определение границ нарушенного участка; снятие почвы и потенциально плодородной породы, с опережением фронта работ над фронтом подземных очистных работ, укладку шахтной породы на подработанном участке с последующим нанесением на него почвы и потенциально плодородных пород, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения потерь почвы и потенциально плодородных пород с сокращением сроков исключения из оборота земельных площадей при обеспечении защиты окружающей среды от запыленности, отработку фронта работ по снятию почвы и потенциально плодородных пород ведут с опережением на расстояние В от фронта очистных работ, определяемом из выраженияВ = С - (12 - Т)+ Наяд",где С - проектная месячная скорость подвигания очистного забоя м/мес.;Т - промежуток времени, в течение которого по климатическим условиям возможны работы по снятию почвы и потенциально плодородных пород,мес.;т - время, истекшее с начала промежутка к моменту, на который определяется опережение,месН - глубина горных работ, мд - угол разрыва, определяющий по 11ложение трещин, образующихся на земной поверхности впереди движущегося очистного забоя, град;укладку шахтной породы ведут с опережением снятия почвы и потенциально плодородных пород в период исключающий период снятия почвы и потенциально плодородных пород с производительностью, определяемой по формуле Ч = - (О+32)(1.571 3 з+1),СОгде О - проектная длина очистной выработки. м.;Ь, 12, 1 з - расчетные длины полумульд сдвижения соответственно по падению, восстанию и простиранию вынимаемого пласта полезного ископаемого, м.;Заказ 1260 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород, ул.Гагарина, 10 1- расстояние между перпендикулярными к направлению подвигания забоя главными сечениями мульдысдвижения,м.