Рекультивация земель

Процесс отвалообразования при  автотранспорте состоит из разгрузки  
автосамосвалов на верхней площадке отвального яруса, перемещения породы с площадки под откос и поддерживания автодорог на отвале. Последние два вида выполняются бульдозером.

Формирование бульдозерных отвалов  может быть периферийным и  
площадным. Площадной способ отвалообразования предполагает отсыпку  
отвала до проектной высоты. Периферийный способ предполагает отсыпку  
сразу на полную высоту от центра к флангам.

Выбираем площадной способ временного складирования почвы. При  
площадном складировании почву разгружают на всей площади отвала, затем её планируют бульдозерами, укатывают катками, после чего отсыпают  
следующий слой и т.д.

Эксплуатационная производительность бульдозера при планировочных

работах может быть определена по формуле:

Q_б.пл.=3600*L_пл*(l-a)*T_cм*К_в/n((L_пл/V_пл)+t_nм²/смену

где L_пл - длина планируемого участка (70 м);

1 - длина лемеха бульдозера (3,64 м);

а - длина перекрытия полос при  проходе бульдозера, а = 5м;  
n - число проходов бульдозера по одной полосе (n=4);

V_пë - средняя скорость бульдозера при планировке (1,2м/с);  
Т _см - продолжительность рабочей смены (8 ч);

k_B - коэффициент использования рабочего времени (0,8);

t_п- время затрачиваемое на повороты при каждом проходе (10 с).

_Q=3600*70*(3,64-0,5)*8*0,8/4*((70-1,28)+10=19572 м²/смену

Необходимое количество бульдозеров  для планировки повеРХНОGТИ  
временного отвала

N_б=S_отв*n_сл/Q_б*n_см*N_рд,шт

где: n _ел - количество укладываемых слоев;

N_б=55307,2*5/19572*1*150=0,094=>1шт

Количество бульдозеров принимаем  N_б=l при количестве рабочих дней в  
году N_рд=18.

 

4.1.9. Определяют производительность  погрузочного оборудования на  
временном отвале плодородного грунта.

Эксплуатационная производительность экскаватора при по грузке в  
автотранспорт определяется по выражению:

Qэ=3600*Е*k_н *Т_ем *k_и /t_u *k_p, м³/ смену,

где: Е - вместимость ковша экскаватора (экскаватор ЭО-6112Б:Е= 1,2 м ³),м³ 
k_H - коэффициент наполнения ковша экскаватора (k_H = 1,05);

Т_ем - прсдолжитеяьность рабочей смены (Тем = 8 ч.);

k_и - коэффициент-использования экскаватора во времени (при погрузке в

автомобильный транспорт k_и=0,8);

t_u - продолжительность цикла экскавации (t ц =25,1с.);  
k_p - коэффициент разрыхления почвы (k р = 1,2).

Qэ=3600*1,2*1,05*8*0,8/25,1 *1,2=964 м³/смену

Необходимое количество экскаваторов определяется по выражению:

Nэ=(V_пв+V_по)/Q_э*n_cм*N_рд,  
где: n_см - количество смен в сутках (1 см);

N_э=(V_пв+V_по)/Q_э*n_см*N_рд=158045/964*1*150=1,91=>2шт

Нормативное количество рабочих дней в году _{Nрд.факт.}=36, но принимаем  
N_рд=102, т.к. количество рабочих дней автосамосвала-102 дня.

4.1.10. Определяют производительность  автосамосвалов, перевозящих  
плодородный грунт из временного отвала до рекультивируемой 
поверхности, количество автосамосвалов.

Производительность автосамосвалов определяется по выражению:

Q_a=(V_a*k_B*t*k_e)/T_pa*k _р , м³/см;

где V_а - вместимость кузова автосамосвала (КАМАЗ=7,2 м³;10000кг)  
k_в - коэффициент использования рабочего времени (0,8);

t - продолжительность рабочей смены (8 ч).

к_е - коэффициент использования вместимости кузова;  
к_е =G/γ*V_a≤ 1,15;

где G - массовая вместимость кузова,т 
у - плотность почвы (1,3 т/м³).

k_e=G/ γ*V_a=10/1,3*7,2=1,07

При k_e> 1,15 принимается к , = 1,15.

k_p - коэффициент разрыхления почвы в кузове (1,2)

Т_ра - время оборота полного рейса автосамосвала, ч.;

Т_pa=t _n +(1 /V₁+l/V₂)+t_p +t _m ;

где t_n - время погрузки, ч.

t_п = 25, 1 * V_a/E=25,1*7,2/1,2=150,6с=0,04ч

,

V_I И V₂ - скорость движения груженой и порожней машины (V₁ =30км/ч, V₂ =35 км/ч);

1- расстояние транспортирования  грунта, (2,1 км)  
t_p - время разгрузки автосамосвала, ч. (t_p =0,017ч.)

t_m - время маневров в ожидании погрузки, ч. (t_m=0,05 ч.).

т_ра = 0,04+(0,07+0,06) + 0,017+0,05 = 0,24ч

Сменная производительность автосамосвала:

Q = 7,2*0,8*8*1,07/0,24*1,2=171м³/см

,  ,

Необходимое количество автосамосвалов:

N_а=(W_па + W_по)/Q_а*п_см *N_рд,шт.,

N_a = 27586/171 *1 *150= 1,075=>2шт

Количество автосамосвалов принимаем  N_a=2 при количестве рабочих дней  
в году N_р._д=102.

4.1.11. Определяют производительность  бульдозера на укладке  
рекультивационного слоя из плодородных грунтов, необходимое  
количество бульдозеров.

Эксплуатационная производительность бульдозера при планировочных  
работах может быть определена по формуле:

Q_б.пл.=3600*L_пл*(1- а)*Т_см *k_в/n*(L_пл /V_пл +t_n) , м² /смену;

где L_пë - длина планируемого участка (70 м);

l - длина лемеха бульдозера (3,64 м);

а - длина  перекрытия полос при проходе  бульдозера, а = 0,5 м;

n - число проходов бульдозера по одной полосе (4 прохода по одной полосе  
- на мягких породах, 5 проходов - на скальных породах);

V_пл- средняя скорость бульдозера при планировке (1,28м/с);  
Т _см - продолжительность рабочей смены, равна 8 Ч.;

k_B - коэффициент использования рабочего времени, равен 0,8;

t_n - время, затрачиваемое на повороты при каждом проходе, tn = 10с.

Q_б.пл.=3600*70*(3,64-0,5)*8*0,8/4*(70/1,28+10)=19572 м³/см

Необходимое количество бульдозеров  для планировки поверхности отвала  
N_б=S_отв*n_cл/Q_б*n_cм*N_рд ,шт

где: nсл - количество укладываемых слоев;

S_отв=Q_э.год./h_сл=964*150/0,3=482000 м²

N_б=482000*1/19572*1 *150=0,16=> 1 шт

Количество бульдозеров принимаем  N_б=1 при количестве рабочих дней в  
году Nр.д=24.

4.2. Выемка и складирование потенциально-плодородных  пород (ПП) 
4.2.1. Определяют запасы потенциально-плодородных пород в контурах  
карьера.

Исходя, из календарного графика горных работ запасы ПП пород в

контурах карьера составляют:

З_ппп=V_пп*T, м³

V_пп- объём потенциально плодородных пород, м³ 
Т - кол-во лет добычи ПП пород.

З_ппп = 60000*4 = 240000 м³

4.2.2. Определяют площадь  нарушенных земель (площадь породных  
отвалов), подлежащих рекультивации за весь период оценки (работы  
предприятия ).

S_{наруш.земсль}= l_отв*b_отв +S_нач=248*3425+952151=1801551 м²

4.2.3. Выбирают параметры  рекультивационного слоя в зависимости  от  
направления рекультивации, агрохимической характеристики пород,  
отсыпаемых во внешний породный отвал, климатических условий,  
социально- экономических условий.

Направление рекультивации: лесохозяйственное.

Параметры рекультивационного слоя:  для  лесохозяйственной рекультивации мощность рекультивационного слоя ПП пород принимается 0,5 м.

 

4.2.4. Определяют необходимый объём  ПП пород и уточняют параметры  рекультивационного слоя, сравнивая  необходимый объем ПП пород  и имеющиеся запасы ПП пород.

Необходимый объем ПП пород: 1801551*0,5=900775,5 м = 900776 м³

4.2.5. Календарный график производительности  карьера по ПП породам.

4.2.6. Выбирают схему развития внешнего  породного отвала (от центра к  флангам, от периферии к центру, одноярусный, многоярусный).

Принимается схема развития внешнего породного отвала от центра к флангам.

 

4.2.7. Календарный график потребности в ПП породах.

4.2.8. Определяют необходимый общий объем складирования ПП пород  
во временный отвал и распределение объемов по годам.

Во временный отвал ППП складируется 900776м³. С 1 -го по 9-ый год занимаемся планировкой поверхности отвала и террасированием откосов породного отвала. С 9-го по 11-й год производим укладку в  
рекультивационный слой ПП пород из временного отвала. С 10-гoгода  
производится укладка почвенного слоя в течение 1,5 лет.

4.2.9. Определяют параметры (высоту, площадь) временного отвала ПП  
пород и местоположение на ситуационном плане местности.

ОбъёмППпород для рекультивации составляет 900776м³

Высота временного отвала ПП пород: 10м (по нормам технологического  
проектирования).

Площадь: 900776м³/10м =90077,6м²=>стороны временного отвала  
300,1*300,1м

4.2.10. пределяют производительность автосамосвалов при перевозке  
ПП пород из карьера до временного отвала ПП пород, определяют  
необходимое количество автосамосвалов (используется БелАЗ-548А).

Производительность автосамосвалов определяется по выражению:

Q_a=(V_a*k_в*t*k_е)/T_pa *k_p, м³/см;

где V_а- вместимость кузова автосамосвала (21 м '; 40000кг)  
k_в - коэффициент использования рабочего времени (0,8);

t - продолжительность рабочей смены (8 ч).

K_е - коэффициент использования вместимостикузова;  
k_е=G/ γ*V_а≤1,15;

где G - массовая вместимость кузова, т;  
γ- плотность пппород (1,8 т/м ³).

 

k_е= G/ γ*V_а= 40/1,8*21=1,1  
При kе >1,15 принимается k с = 1,15.

k_p - коэффициент разрыхления почвы в кузове (1,2)  
Т_ра- время оборота полного рейса автосамосвала, ч.;

Tpa=tn +(1 /У ,+l/Y 2)+tр +tгп;

где t_n - время погрузки, ч.

t_n=25.1*21/5=105.4=0.029 ч

v₁,иV2 - скорость движения гружено и порожней машины (V₁=30км/ч, 
V₂=35 км/ч);

l - расстояние транспортирования грунта, (2,13 км)  
t_p - время разгрузки автосамосвала, ч. (tр = 0,017 ч.)

t_m - время маневров в ожидании погрузки, ч. (t_m= 0,05 ч.).

Т_ра=0,029+(0,071 +0,06)+0,017+0,05=0,23 ч

Производительность автосамосвала:

Q_a=21 *0,8*8*1,1/0,23*1,2=536 м³/см

Необходимое количество автосамосвалов: N_а=482000/536*1*150=5,9=>6шт

4.2.11. Выбирают способ  складирования потенциально плодородных  
пород во временный отвал (периферийный, площадной), определяют  
производительность бульдозера при складировании ПП пород,  
ирмеинуюспособность, необходимую длину отвального фронта и  
необходимое количество бульдозеров.

Принимаем периферийный способ складирования ПП пород.

При периферийно отвалообразовании почву или потенциальную породу  
разгружают прямо под откос или в непосредственной близости от него, а  
затем бульдозерами перемещают к верхней бровке отвала. Объем  
бульдозерных работ при периферийно отвалообразовании зависит от  
расстояния между разгружающейся автомашиной и верхней бровкой отвала.

Мягкие породы разгружают на расстоянии 2,5 - 5 метров от верхней  
бровки, чтобы избежать разрушения верхней бровки отвального откоса. При  
этом до 60 % породы разгружается на площадке. Безопасная разгрузка  
автомашины обеспечивается устройством у верхней бровки яруса  
предохранительного породного вала высотой О, 4 - О, 8 м и шириной 1 - 1,5 м, создаваемого бульдозером. Фронт отсыпки разделяют на два участка и  
попеременно про изводят на каждом участке отсыпку и планировку.

Отвалообразование на каждом участке  осуществляется в течение 2 -3 суток, затем следует перерыв 4 - 6 суток  для осадки пород. Такой порядок  отсыпки предотвращает внезапное  разрушение отвальных откосов.

Расчет производительности бульдозера при выполнении отвальных работ  
имеет ряд особенностей:

-расстояние набора призмы волочения  определяет ширина навала  
породы после разгрузки автосамосвала на верхней бровке (как правило,  
меньше необходимой длины набора полной призмы волочения по  
геометрической емкости);

-тягового усилия бульдозера  недостаточно для перемещения  всей  
разгруженной из автосамосвалов породы, поэтому она перемещается частями;  
-объем призмы волочения при ограниченной длине её набора и  
недостаточном тяговом усилии определяется выражением:

V_пв=l_нф*G(φ_сц-0,1*ω_о+ω_i)/100К_к

где V_пв - объем призмы волочения при отвалообразовании, м 3;

_lнф -фактическая длина набора призмы волочения (ширина навала породы  
после разгрузки автосамосвала 6-8 м);

G - масса бульдозера (18,26 т);

φ_сц-( коэффициент использования сцепной массы бульдозера (~0,6);  
ω_о- удельное сопротивление движению бульдозера, кН / т ( ~ 0,1);  
К_К - коэффициент удельного сопротивления копанию, мПа (~ 0,1);