RU2684236C1

RU2684236C1 - Method of recoating rock dumps

Info

Publication number: RU2684236C1
Application number: RU2017139374A
Authority: RU
Inventors: Игорь Иннокентьевич Шепелев; Наталья Ивановна Пыжикова; Елена Николаевна Еськова; Евгений Иванович Жуков; Алексей Михайлович Немеров; Алексей Юрьевич Сахачев; Ирина Сергеевна Стыглиц; Николай Николаевич Бочков; Родион Валерьевич Кочетков
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-04-04

Abstract

FIELD: agriculture.SUBSTANCE: method of recultivation of waste dumps includes laying of wastes in dump, their covering with soil layer and sowing of grasses. Soil layer is formed by adding to bare ground substrate made from mixture of sludge from municipal treatment facilities, sludge from the bottom of the pond-coolant of the thermal power plant of alumina production and overburden rock of sand extraction at a weight ratio of 0.5:0.5:1, thickness of substrate layer is 15–20 cm, and mixture is represented by grass mixture in the following ratio: meadow grass - 40 %, timothy grass - 40 %, white clover - 20 %.EFFECT: technical result of invention is restoration of vegetative and soil cover on destroyed lands in conditions of Siberia with minimum material and labor costs and use for recultivation of available non-toxic wastes.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и в частности к способам рекультивации земель, нарушенных при добыче переработке алюминийсодержащего сырья.The invention relates to the mining industry and, in particular, to methods of land reclamation violated during mining processing of aluminum-containing raw materials.

Известен способ восстановления полностью уничтоженных природных растительных сообществ [авт.св. СССР N 1217284, кл. А01В 79/02], включающий прием густой и сверхредкой посадок дерна и оставление полос на самозарастание, при этом в центре участка располагают полосу шириной 10-12 м густой посадки дерна, по обе стороны от которой последовательно располагают полосы самозарастания шириной 30-35 м и полосы сверхредкой посадки дерна шириной 10-12 м.A known method of restoring completely destroyed natural plant communities [ed. St. USSR N 1217284, class АВВ 79/02], including the reception of dense and ultra-rare sod plantings and leaving strips for self-growth, while in the center of the plot there is a strip 10-12 m wide of dense sod planting, on both sides of which are self-growing strips 30-35 m wide and strips of ultra-rare landing of turf 10-12 m wide.

Недостатком известного способа является то, что он практически трудно осуществим и экономически невыгоден для использования, так как самозарастания голой загрязненной поверхности в условиях Сибири не происходит.The disadvantage of this method is that it is practically difficult to implement and economically disadvantageous for use, since self-growth of a bare contaminated surface in Siberia does not occur.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ рекультивации породных отвалов и бортов карьеров [авт.св. СССР N 1041052, кл. А01В 79/02,1983], включающий укладку пород в отвал, покрытие слоем почвенного грунта и посев трав, при этом перед нанесением почвенного грунта отвалы и борта покрывают слоем доломито-известковых отходов фракции 0-5 мм толщиной 15-30 см, затем наносят слой почвенного грунта толщиной 3-5 см, вновь покрывают слоем доломито-известковых отходов толщиной 3-5 см, высевают травы с последующим покрытием семян трав слоем доломито-известковых отходов толщиной 0,5-1 см и в период начального роста трав производят 3-5 разовый полив раствором полного минерального удобрения.Closest to the invention in technical essence is a method of reclamation of waste dumps and sides of quarries [ed. St. USSR N 1041052, class АВВ 79 / 02.1983], including laying the rocks in a dump, coating with a layer of soil and sowing grasses, while before applying the soil soil dumps and sides are covered with a layer of dolomite-limestone waste fractions of 0-5 mm with a thickness of 15-30 cm, then apply a layer of soil soil with a thickness of 3-5 cm, again covered with a layer of dolomite-calcareous waste with a thickness of 3-5 cm, sown grass with subsequent coating of grass seeds with a layer of dolomite-calcareous waste with a thickness of 0.5-1 cm and in the period of initial growth of herbs produce 3- 5 one-time irrigation with a solution of a complete mineral convenient eniya.

Недостатком данного способа является то, что он применим только для рекультивации небольших участков земли. Для рекультивации больших земельных пространств в условиях Сибири требуются большие материальные и трудовые затраты, связанные, в первую очередь, с транспортировкой почвы. Что практически невыполнимо.The disadvantage of this method is that it is applicable only for the restoration of small plots of land. Reclamation of large land spaces in Siberia requires large material and labor costs, associated primarily with the transportation of soil. Which is practically impossible.

Цель изобретения - снижение затрат на рекультивацию с вовлечением не токсичных отходов для создания потенциально плодородного слоя.The purpose of the invention is to reduce the cost of restoration with the involvement of non-toxic waste to create a potentially fertile layer.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка экономически выгодного и практически выполнимого экологичного способа рекультивации нарушенных и земель вблизи шламохранилищ глиноземного производства в условиях Сибири.The task to which the invention is directed is to develop an economically viable and practically feasible eco-friendly method of reclamation of disturbed and lands near alumina production sludge storages in Siberia.

Поставленная задача достигается тем, что для рекультивации и создания потенциально плодородного слоя, используют почвенный слой, который формируют путем внесения в голый грунт субстрата, приготовленного из смеси ила с городских очистных сооружений, ила со дна пруда-охладителя вод теплоэлектроцентрали глиноземного производства и вскрышной породы добычи песка в соотношении по массе 0,5:0,5:1, толщиной слоя субстрата 15-20 см, а в качестве травосмеси используют смесь трав в следующем соотношении: - мятлик луговой - 40%, тимофеевка луговая - 40%, клевер белый - 20%.The problem is achieved in that for the restoration and creation of a potentially fertile layer, use the soil layer, which is formed by applying to the bare soil a substrate prepared from a mixture of sludge from urban wastewater treatment plants, sludge from the bottom of the cooling water pond of the alumina cogeneration plant and overburden sand in the ratio by weight of 0.5: 0.5: 1, the thickness of the substrate layer is 15-20 cm, and a mixture of herbs is used as a grass mixture in the following ratio: - meadow bluegrass - 40%, timothy meadow - 40%, nibble p white - 20%.

Техническим результатом изобретения является восстановление растительного и почвенного покровов на разрушенных землях в условиях Сибири с минимальными материальными и трудовыми затратами и использование для рекультивации имеющихся не токсичных отходов, при этом исключается применение высоких доз химических препаратов.The technical result of the invention is the restoration of vegetation and soil cover on destroyed lands in Siberia with minimal material and labor costs and the use of non-toxic waste for reclamation, while eliminating the use of high doses of chemicals.

Сопоставительный анализ с ближайшим аналогом позволяет сделать вывод о том, что предлагаемый способ рекультивации породных отвалов отличается тем, что почвенный слой, формируют путем внесения в голый грунт субстрата, приготовленного из смеси ила с городских очистных сооружений, ила со дна пруда-охладителя вод теплоэлектроцентрали глиноземного производства и вскрышной породы добычи песка в соотношении по массе 0,5:0,5:1, толщиной слоя субстрата 15-20 см, а в качестве травосмеси используют смесь трав в следующем соотношении: - мятлик луговой - 40%, тимофеевка луговая - 40%, клевер белый - 20%. Ранее предлагаемое техническое решение не заявлялось и субстрат для формирования почвенного слоя с такими компонентами не применялся для рекультивации загрязненного голого грунта. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".A comparative analysis with the closest analogue allows us to conclude that the proposed method for reclamation of waste dumps is characterized in that the soil layer is formed by applying a substrate prepared from a mixture of sludge from urban wastewater treatment plants to the bare soil, sludge from the bottom of the water-cooling pond of the alumina cogeneration plant production and overburden of sand mining in the ratio by weight of 0.5: 0.5: 1, the thickness of the substrate layer is 15-20 cm, and as a mixture of grass using a mixture of herbs in the following ratio: - meadow bluegrass - 40 %, timothy grass meadow - 40%, white clover - 20%. The previously proposed technical solution was not announced and the substrate for the formation of the soil layer with such components was not used for the restoration of contaminated bare soil. Therefore, the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Предлагаемый способ рекультивации породных отвалов позволяет обеспечивать растительный почвенный покровов на разрушенных землях в условиях Сибири с использованием не токсичных производственных отходов и с минимальными материальными и трудовыми затратами.The proposed method of reclamation of waste dumps makes it possible to provide vegetative soil cover on destroyed lands in the conditions of Siberia using non-toxic industrial waste and with minimal material and labor costs.

Кроме того, в отличии от способа, принятого за прототип, для рекультивации не применяются химические минеральные удобрения. Предлагаемое изобретение придает способу рекультивации породных отвалов новое техническое решение способа рекультивации, основанное на применении в качестве почвенного слоя субстрата из смеси ила с городских очистных сооружений, ила со дна пруда-охладителя вод теплоэлектроцентрали глиноземного производства и вскрышной породы добычи песка, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".In addition, in contrast to the method adopted for the prototype, chemical mineral fertilizers are not used for reclamation. The present invention gives the reclamation method of waste dumps a new technical solution for the reclamation method, based on the use of a soil layer of a substrate from a mixture of sludge from urban wastewater treatment plants, sludge from the bottom of a water cooling pond, a heat and power plant of alumina production and overburden of sand mining, which allows us to conclude compliance of the technical solution with the criterion of "inventive step".

Способ рекультивации породных отвалов осуществляли следующим образом.The method of reclamation of waste dumps was carried out as follows.

На опытный участок загрязненной территории в районе размещения отходов глиноземного производства завозили пробы ила с городских очистных сооружений, ила со дна пруда-охладителя вод теплоэлектроцентрали глиноземного производства и вскрышной породы добычи песка и производили их смешение согласно заявляемого массового соотношения, затем готовую смесь субстрата из не токсичных отходов для создания потенциально плодородного слоя наносили на поверхность почвенного слоя толщиной 15-20 см„ после этого осуществляли посев травосмеси следующего состава: мятлик луговой - 40%, тимофеевка луговая - 40%, клевер белый - 20%.Sludge samples were imported from the city sewage treatment plants, sludge from the bottom of the cooling water pond of the alumina production and overburden of sand mining, and mixed according to the claimed mass ratio, and then the prepared mixture of the substrate from non-toxic waste to create a potentially fertile layer was applied to the surface of the soil layer with a thickness of 15-20 cm, after which the grass mixture was sown as follows its composition: meadow bluegrass - 40%, timothy meadow - 40%, white clover - 20%.

Примеры выполнения способа рекультивации породных отвалов приведены в табл. 1. Пример 1-прототип, примеры 2-6 заявляемый способ.Examples of the method of reclamation of waste dumps are given in table. 1. Example 1 prototype, examples 2-6 of the inventive method.

Заявляемый способ рекультивации породных отвалов проверен на примере использования его для рекультивации нарушенных земель вокруг шламохранилища глиноземного производства АО «РУСАЛ Ачинск». В качестве ила с очистных сооружений была взята проба 5-летней выдержки с иловых площадок городских очистных левобережных сооружений г. Ачинска Красноярского края. Ил 5-летней выдержки не содержал токсичных компонентов и имел в своем составе большое количество органического вещества и общего азота, что обеспечивало положительное влияние его на агрохимические свойства получаемого субстрата при его смешении с илом, взятым со дна пруда-охладителя сбросных вод ТЭЦ АО «РУСАЛ Ачинск». В иле со дна пруда-охладителя сбросных вод ТЭЦ АО «РУСАЛ Ачинск» содержалось большое количество калия и подвижного фосфора, отсутствовали соединения тяжелых металлов. Вскрышная порода добычи песка из поймы реки Чулым являлась также не токсичным почвогрунтом и временно размещалась в виде отхода производства добычи песка на площадках на расстоянии до 2 км от территории шламохранилища АО «РУСАЛ Ачинск», что снижало затраты на ее транспортировку на место рекультивируемых участков.The inventive method of reclamation of waste dumps is tested on the example of using it for reclamation of disturbed lands around the alumina sludge storage facility of RUSAL Achinsk JSC. A 5-year sample was taken from the treatment facilities as sludge from the sludge sites of the city treatment facilities on the left-bank facilities of Achinsk, Krasnoyarsk Territory. The 5-year-old sludge did not contain toxic components and had a large amount of organic matter and total nitrogen in its composition, which ensured its positive effect on the agrochemical properties of the obtained substrate when it was mixed with sludge taken from the bottom of the waste water cooling pond of the thermal power plant of RUSAL JSC Achinsk. " A large amount of potassium and mobile phosphorus was contained in the silt from the bottom of the waste water cooler pond of the RUSAL Achinsk JSC, and there were no heavy metal compounds. The overburden of sand mining from the Chulym floodplain was also a non-toxic soil and was temporarily located as waste from sand production at sites up to 2 km from the territory of the RUSAL Achinsk sludge storage facility, which reduced the cost of transporting it to the site of the rehabilitated sites.

Применение субстрата с заявляемым составом улучшает продуктивные свойства травосмеси. Использование для создания потенциально плодородного слоя субстрата с илом с городских очистных сооружений с массовой долей менее 0,5 не обеспечивало высоких показателей по продуктивности ввиду низкого содержания гумуса в субстрате. Увеличение в субстрате количества ила с городских очистных сооружений с массовой долей более 0,5 приводило к более скорой засухе образуемой травосмеси. Увеличение в субстрате количества ила со дна пруда - охладителя более 0,5 массовых долей приводило к снижению продуктивности травосмеси. Уменьшение количества в субстрате ила со дна пруда-охладителя менее 0,5 массовых долей не обеспечивало необходимого количества калия в субстрате. Слой смеси субстрата, наносимый на грунт, оставляли постоянным 15-20 см, так как менее 15 см были затруднения с образованием стойкой корневой системы травосмеси, а более 20 см было экономически не целесообразно. Применение заявляемого состава травосмеси на почвогрунтах (мятлик луговой -40%, тимофеевка луговая - 40%, клевер белый - 20%) было проверено в лаборатории Красноярского ГАУ и показало наиболее высокие показатели по всхожести и продуктивности растений.The use of a substrate with the claimed composition improves the productive properties of the mixture. The use of a sludge from urban wastewater treatment plants with a mass fraction of less than 0.5 to create a potentially fertile layer of sludge did not provide high productivity indicators due to the low humus content in the substrate. The increase in the amount of sludge in the substrate from urban wastewater treatment plants with a mass fraction of more than 0.5 led to a more rapid drought of the resulting grass mixture. An increase in the amount of sludge in the substrate from the bottom of the cooling pond by more than 0.5 mass fractions led to a decrease in the productivity of the grass mixture. A decrease in the amount of sludge in the substrate from the bottom of the cooling pond to less than 0.5 mass fractions did not provide the necessary amount of potassium in the substrate. The layer of the substrate mixture applied to the soil was left constant 15-20 cm, since less than 15 cm there were difficulties with the formation of a stable root mixture of grass mixtures, and more than 20 cm was not economically feasible. The use of the claimed composition of the grass mixture on soils (meadow bluegrass - 40%, timothy meadow - 40%, white clover - 20%) was tested in the laboratory of the Krasnoyarsk State Agrarian University and showed the highest rates of germination and plant productivity.

Таким образом, на основе данных лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний заявляемый способ обеспечивает в отличие от прототипа повышение продуктивности травосмеси на рекультивируемой поверхности нарушенных земель за счет качественного состава субстрата. Применение заявляемого состава субстрата на основе отходов глиноземного производства позволяет в отличие от прототипа обеспечить необходимую продуктивность травосмеси и качественную рекультивацию поверхности нарушенных земель.Thus, based on the data of laboratory studies and pilot tests, the claimed method provides, in contrast to the prototype, an increase in the productivity of the grass mixture on the reclaimed surface of disturbed lands due to the qualitative composition of the substrate. The use of the claimed composition of the substrate based on waste from alumina production allows, in contrast to the prototype, to provide the necessary productivity of grass mixtures and high-quality land reclamation of disturbed lands.

Использование изобретения позволяет существенно повысить продуктивность и обеспечить рекультивацию с использованием не токсичных промышленных отходов, при этом исключить применение минеральных удобрений.The use of the invention allows to significantly increase productivity and ensure reclamation using non-toxic industrial waste, while eliminating the use of mineral fertilizers.

Claims

A method for reclamation of waste dumps, including laying waste in a dump, covering it with a layer of soil and sowing grasses, characterized in that to reduce the cost of restoration and creating a potentially fertile layer, the soil layer is formed by applying a substrate prepared from a mixture of sludge from urban soil to the bare soil sewage treatment plants, silt from the bottom of the cooling water pond of the alumina-based heat and power plant and overburden of sand mining in the ratio by weight of 0.5: 0.5: 1, the thickness of the substrate layer is 15-20 cm, and as a mixes use a mixture of herbs in the following ratio: meadow bluegrass - 40%, timothy meadow - 40%, white clover - 20%.