RU2794705C1 - Method of formation and storage of coal mining waste in rock dumps - Google Patents
Method of formation and storage of coal mining waste in rock dumps Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794705C1 RU2794705C1 RU2022129106A RU2022129106A RU2794705C1 RU 2794705 C1 RU2794705 C1 RU 2794705C1 RU 2022129106 A RU2022129106 A RU 2022129106A RU 2022129106 A RU2022129106 A RU 2022129106A RU 2794705 C1 RU2794705 C1 RU 2794705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pit
- coal
- overburden
- waste
- dump
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Техническое решение относится к горному делу, в частности, к разработке угольных месторождений открытым способом. По описанной технологии при ведении открытых горных работ в породных отвалах формируют участки для размещения и хранения отходов, образующихся при добыче угля.The technical solution relates to mining, in particular, to the development of coal deposits in an open way. According to the described technology, when conducting open-cast mining in rock dumps, areas are formed for the placement and storage of waste generated during coal mining.
Известен способ формирования отвала (патент RU 2667395, B09B1/00, E21C41/26, E02B 7/06, опубл. 19.09.2018, Бюл. №26), включающий отвалообразование гидронамывом с последующим размещением пород сухой отсыпкой поверх намытых слоев, первоначальное устройство системы противофильтрационной защиты в основании отвала в составе гидроизолирующего экрана и дренажной системы, затем формирование первого яруса отвала гидронамывом с отметок земли, при этом жидкую фазу пульпы гидронамыва отводят с поверхности намыва фильтрацией через тело отвала в дренажную систему и далее в пруд-отстойник за пределами отвала, а затем на поверхности первого яруса формируют второй ярус сухой отсыпкой.A known method of dump formation (patent RU 2667395, B09B1/00, E21C41/26, E02B 7/06, publ. 09/19/2018, Bull. No. 26), including dumping by hydraulic fill followed by placement of rocks by dry dumping over the washed layers, the initial arrangement of the system impervious protection at the base of the dump as part of a waterproofing screen and a drainage system, then the formation of the first tier of the dump by hydraulic fill from ground marks, while the liquid phase of the hydraulic fill pulp is removed from the surface of the fill by filtration through the body of the dump into the drainage system and then into the settling pond outside the dump, and then on the surface of the first tier, the second tier is formed by dry dumping.
Общими признаками аналога и предлагаемого технического решения являются формирование отвала, устройство системы противофильтрационной защиты.The common features of the analogue and the proposed technical solution are the formation of a dump, the installation of a seepage protection system.
Недостатками известного способа являются: необходимость использования дополнительного конвейерного оборудования в процессе гидронамыва, что приводит к значительному увеличению затрат при разработке месторождений полезных ископаемых, а также необходимость изъятия дополнительных площадей для создания пруда-отстойника, что ведет, в свою очередь, к увеличению капитальных затрат и к дополнительному экологическому ущербу.The disadvantages of the known method are: the need to use additional conveyor equipment in the process of hydraulic reclamation, which leads to a significant increase in costs in the development of mineral deposits, as well as the need to remove additional areas to create a settling pond, which, in turn, leads to an increase in capital costs and to additional environmental damage.
Известен также способ захоронения отходов в отвал, который принят за прототип, как наиболее близкое к заявляемому техническое решение (патент RU 2136402, B09B1/00, опубл. 10.09.1999). Способ включает предварительный анализ топографических, геологических и гидрогеологических характеристик территорий захоронения отходов с последующим формированием котлована, ядра и отвала, устройство по боковым откосам котлована и основанию водонепроницаемого экрана, поверх которого выполняют гравийно-песчаную подушку, формирование боковых откосов котлована под углом к основанию, укладку на дне котлована, в пределах подошвы ядра, распределительной железобетонной плиты, поверх которой устраивают ядро из крупнообломочного материала, выполнение в верхней части ядра непроницаемого экрана высотой в 1/3 высоты ядра с отверстиями под газоотводные трубы, формирование внутренней части отвала в зависимости от физико-механических свойств утилизируемых отходов; либо послойно с уплотнением, либо отсыпкой на проектную высоту без механического уплотнения созданием пригрузочного слоя из прессованных брикетов твердых бытовых отходов, покрываемых изолирующим слоем грунта, устройство между пригрузочным слоем и внутренней частью отвала переходной зоны из песчано-гравийного грунта величиной 0,8-1,0 м.There is also known a method of waste disposal in a dump, which is taken as a prototype, as the closest to the claimed technical solution (patent RU 2136402, B09B1/00, publ. 10.09.1999). The method includes a preliminary analysis of the topographic, geological and hydrogeological characteristics of waste disposal areas, followed by the formation of a pit, core and dump, the installation along the side slopes of the pit and the base of a waterproof screen, on top of which a gravel-sand cushion is made, the formation of the side slopes of the pit at an angle to the base, laying at the bottom of the pit, within the base of the core, a distribution reinforced concrete slab, on top of which a core of coarse-grained material is arranged, an impenetrable screen is made in the upper part of the core with a height of 1/3 of the height of the core with holes for gas outlet pipes, the formation of the inner part of the dump, depending on the physical mechanical properties of recyclable waste; either in layers with compaction, or backfilling to the design height without mechanical compaction by creating a preload layer of pressed briquettes of municipal solid waste, covered with an insulating layer of soil, a device between the preload layer and the inside of the dump of a transition zone of sand and gravel soil with a value of 0.8-1, 0 m
Общими признаками прототипа и предлагаемого способа являются: формирование отвала и котлована, формирование водонепроницаемого экрана по боковым откосам котлована и его основанию.Common features of the prototype and the proposed method are: the formation of a dump and a pit, the formation of a waterproof screen along the side slopes of the pit and its base.
Недостатком известного способа является сложная и затратная технология возведения котлована, ядра и отвала из дополнительных материалов, что существенно снижает эффективность способа и ведет, в свою очередь, к увеличению капитальных затрат.The disadvantage of the known method is the complex and costly technology of building a pit, core and dump from additional materials, which significantly reduces the efficiency of the method and leads, in turn, to an increase in capital costs.
Проблема заключается в повышении эффективности способа формирования и хранения отходов добычи угля в породных отвалах за счет его упрощения путем исключения из процесса создания отвала и котлована дополнительных материалов при сокращении общих капитальных затрат и повышении общей экологической безопасности при ведении горных работ.The problem is to increase the efficiency of the method of formation and storage of coal mining waste in rock dumps by simplifying it by excluding additional materials from the process of creating a dump and excavation, while reducing overall capital costs and increasing overall environmental safety during mining operations.
Решение проблемы достигается тем, что в способе формирования и хранения отходов добычи угля в породных отвалах, включающем формирование отвала и котлована, водонепроницаемого экрана по боковым откосам котлована и его основанию, согласно техническому решению при разработке угольного месторождения из вскрышной породы формируют отвал таким образом, что в нем образуют котлован, затем по боковым откосам и основанию этого котлована устраивают водонепроницаемый экран из уплотненных мелкодисперсных фракций вскрышных и глинистых пород, после чего в котлован перемещают и уплотняют углепородную массу из зон зачистки контактов вскрышных пород с угольными пластами, зон тектонических нарушений, зон забалансовых пластов и углепородные отходы из участков сухого обогащения, включая отходы с повышенной концентрацией потенциально опасных химических элементов и их соединений, затем производят укладку на указанную углепородную массу глинистых пород и их уплотнение, засыпают сверху вскрышной породой мелкой фракции и продолжают формирование породного отвала.The solution to the problem is achieved by the fact that in the method of formation and storage of coal mining waste in rock dumps, including the formation of a dump and a pit, a waterproof screen along the side slopes of the pit and its base, according to the technical solution, when developing a coal deposit, a dump is formed from overburden in such a way that a pit is formed in it, then a waterproof screen is made of compacted fine fractions of overburden and clayey rocks along the side slopes and the base of this pit, after which the coal mass is moved and compacted into the pit from the zones of stripping contacts of overburden rocks with coal seams, zones of tectonic disturbances, zones of off-balance formations and coal waste from dry enrichment sites, including waste with an increased concentration of potentially hazardous chemical elements and their compounds, then clay rocks are laid on the specified coal rock mass and compacted, covered with fine overburden from above, and the rock dump is formed.
Указанная совокупность признаков позволит использовать при ведении открытых горных работ в создаваемых породных отвалах формируемых участков для управляемого экологически безопасного размещения отходов добычи и обогащения угля, углепородной смеси из некондиционных по мощности пластов, уменьшить за счет экранирования глинистыми материалами риски самовозгорания органической массы и количество выделяемых продуктов окисления, образующихся при длительном хранении в отвалах, снизить экологическую нагрузку на окружающую среду и, как следствие, повысить эффективность освоения месторождения.The specified set of features will make it possible to use, when conducting open-pit mining in the created rock dumps, the formed areas for controlled environmentally safe disposal of mining waste and coal preparation, coal-rock mixture from substandard seams, to reduce the risks of spontaneous combustion of organic mass and the amount of released oxidation products due to shielding with clay materials formed during long-term storage in dumps, reduce the environmental burden on the environment and, as a result, increase the efficiency of field development.
Целесообразно при создании котлована соблюдать условие:When creating a pit, it is advisable to observe the condition:
Vк > Vзк + Vзт + Vзп + Vзх,V to > V zk + V zt + V zp + V zx ,
где Vк - объем созданного котлована, м3,where V to - the volume of the created pit, m 3 ,
Vзк - объем зоны зачистки контактов вскрышных пород с угольными пластами, м3,V zk - the volume of the zone for stripping contacts of overburden rocks with coal seams, m 3 ,
Vзт - объем зоны тектонических нарушений, м3,V zt - the volume of the zone of tectonic disturbances, m 3 ,
Vзп - объем зоны забалансовых пластов, м3,V cp - the volume of the zone of off-balance formations, m 3 ,
Vзх - объем углепородных отходов из участков сухого обогащения, включая отходы с повышенной концентрацией потенциально опасных химических элементов и их соединений, м3.V sx is the volume of coal waste from dry enrichment sites, including waste with an increased concentration of potentially hazardous chemical elements and their compounds, m 3 .
Это позволит на этапе анализа горно-геологических условий при планировании горных работ рассчитать объем котлована, необходимый для изолированного хранения углепородной смеси, для повышения экологической безопасности горных работ.This will allow, at the stage of analysis of mining and geological conditions, when planning mining operations, to calculate the volume of the pit required for the isolated storage of coal-rock mixture, in order to improve the environmental safety of mining operations.
Сущность технического решения поясняется примером конкретной реализации способа формирования и хранения отходов добычи угля в породных отвалах (далее - способ) и чертежом, где изображена схема реализации предлагаемого способа, на которой показан разрез месторождения по вертикали.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific implementation of the method for the formation and storage of coal mining waste in rock dumps (hereinafter referred to as the method) and a drawing showing a diagram of the implementation of the proposed method, which shows a vertical section of the deposit.
Способ формирования и хранения отходов добычи угля в породных отвалах реализуют следующим образом. При разработке угольного месторождения из вскрышной породы 1 (см. чертеж) создают отвал 2 таким образом, чтобы образовался котлован 3, затем по боковым откосам и основанию котлована 3 устраивают водонепроницаемый экрана 4 из уплотненных мелкодисперсных фракций вскрышных и глинистых пород. После чего в котлован 3 перемещают и уплотняют углепородную массу из зон 5 зачистки контактов вскрышных пород с угольными пластами, углепородную массу из зон 6 тектонических нарушений, углепородную массу из зон 7 забалансовых пластов и углепородные отходы из участков 8 сухого обогащения, включая отходы с повышенной концентрацией потенциально опасных химических элементов и их соединений, затем производят укладку глинистых пород (позиция не обозначена) поверх заполненного котлована 3 и производят их уплотнение. После чего засыпают сверху вскрышной породой 9 мелкой фракции и продолжают формирование породного отвала 2. При этом объем котлована 3 рассчитывают по условию:The method of formation and storage of coal mining waste in waste dumps is implemented as follows. When developing a coal deposit from overburden 1 (see drawing), a
Vк > Vзк + Vзт + Vзп + Vзх,V to > V zk + V zt + V zp + V zx ,
где Vк - объем созданного котлована 3, м3,where V to - the volume of the created
Vзк - объем зоны 5 зачистки контактов вскрышных пород с угольными пластами, м3,V zk - the volume of
Vзт - объем зоны 6 тектонических нарушений, м3,V zt - the volume of the
Vзп - объем зоны 7 забалансовых пластов, м3,V cp - the volume of the
Vзх - объем углепородных отходов из участков 8 сухого обогащения, включая отходы с повышенной концентрацией потенциально опасных химических элементов и их соединений, м3.V sx - the volume of coal waste from
Указанная совокупность признаков позволит на этапе анализа горно-геологических условий при планировании горных работ рассчитать объем котлована 3, при ведении горных работ сформировать его для повышения экологической безопасности при освоении месторождения.The specified set of features will allow at the stage of analyzing mining and geological conditions when planning mining operations to calculate the volume of
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2794705C1 true RU2794705C1 (en) | 2023-04-24 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU726253A1 (en) * | 1978-08-25 | 1980-04-05 | Государственный Институт По Проектированию Горнорудных Предприятий Центральных Районов Рсфср | Method of forming waste rock dumps |
| SU806867A1 (en) * | 1979-05-30 | 1981-02-23 | Криворожский Ордена Трудовогокрасного Знамени Горнорудныйинститут | Method of dump formation at open-cast mining of mineral deposits |
| DE3809128A1 (en) * | 1988-03-18 | 1989-10-05 | Schoenmackers Umweltdienste Gm | Method of setting up a landfill |
| US5054962A (en) * | 1988-12-15 | 1991-10-08 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for sealing the surface of dumps |
| RU2026122C1 (en) * | 1991-07-15 | 1995-01-09 | Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева | Method of storing industrial waste |
| RU2136402C1 (en) * | 1997-12-15 | 1999-09-10 | Московский государственный университет природообустройства | Method of burial of wastes in dump |
| RU2655548C1 (en) * | 2017-06-26 | 2018-05-28 | Анатолий Юрьевич Ермаков | Method for recultivation of open-pit workings |
| RU2667395C2 (en) * | 2016-12-28 | 2018-09-19 | Акционерное общество "ВНИИ Галургии" (АО "ВНИИ Галургии") | Method of forming dump |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU726253A1 (en) * | 1978-08-25 | 1980-04-05 | Государственный Институт По Проектированию Горнорудных Предприятий Центральных Районов Рсфср | Method of forming waste rock dumps |
| SU806867A1 (en) * | 1979-05-30 | 1981-02-23 | Криворожский Ордена Трудовогокрасного Знамени Горнорудныйинститут | Method of dump formation at open-cast mining of mineral deposits |
| DE3809128A1 (en) * | 1988-03-18 | 1989-10-05 | Schoenmackers Umweltdienste Gm | Method of setting up a landfill |
| US5054962A (en) * | 1988-12-15 | 1991-10-08 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for sealing the surface of dumps |
| RU2026122C1 (en) * | 1991-07-15 | 1995-01-09 | Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева | Method of storing industrial waste |
| RU2136402C1 (en) * | 1997-12-15 | 1999-09-10 | Московский государственный университет природообустройства | Method of burial of wastes in dump |
| RU2667395C2 (en) * | 2016-12-28 | 2018-09-19 | Акционерное общество "ВНИИ Галургии" (АО "ВНИИ Галургии") | Method of forming dump |
| RU2655548C1 (en) * | 2017-06-26 | 2018-05-28 | Анатолий Юрьевич Ермаков | Method for recultivation of open-pit workings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yilmaz | Advances in reducing large volumes of environmentally harmful mine waste rocks and tailings | |
| Terashi et al. | Ground improvement-state of the art | |
| US4358221A (en) | System for pollution control | |
| Evstatiev | Loess improvement methods | |
| Raj | Ground improvement techniques (HB) | |
| Kleinhans et al. | Guidelines for sinkhole and subsidence rehabilitation based on generic geological models of a dolomite environment on the East Rand, South Africa | |
| Ryan | Slurry cutoff walls: Applications in the control of hazardous wastes | |
| RU2794705C1 (en) | Method of formation and storage of coal mining waste in rock dumps | |
| RU2611749C1 (en) | Recovery method of mined-out pits for construction of cemetery | |
| RU2654906C2 (en) | Method of reconstruction of barrow pits for building of cemetery | |
| CN103276717A (en) | Method for treating soft soil foundations with composite geotechnical synthetic material reinforced cushions | |
| MINES | REPOR | |
| RU2791061C1 (en) | Method for waterproofing a man-made container using loose overburden rocks in development of mineral deposits | |
| RU2310756C1 (en) | Method for exhausted pit reclamation | |
| RU2611750C1 (en) | Method for recovery of exhausted open pits for construction of cemetry | |
| RU2387837C1 (en) | Method for recovery of exhausted open pits for construction of structures | |
| RU2235610C1 (en) | Method of storing solid and water-saturated waste | |
| RU2136402C1 (en) | Method of burial of wastes in dump | |
| Kleinhans | Rehabilitation of sinkholes and subsidences on dolomitic land Ekurhuleni Metropolitan Municipal area of jurisdiction Gauteng South Africa | |
| Mykhailovska et al. | Development of a method of utilization of oil and gas industry waste at Pereshchepyno field (Ukraine) | |
| RU2201949C2 (en) | Drilling reject burial method | |
| SU1765400A1 (en) | Method at sail mass reclamation during preparation of quarry sanitary-protection zone | |
| RU2699097C1 (en) | Method for formation of technogenic deposit and its subsequent development | |
| Mykhailovska et al. | Drilling Waste Disposal Technology Using Soil Cement Screens | |
| RU2588644C2 (en) | Method of drill cuttings disposal in trench reservoir |