Разработка проекта рекультивации карьера

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

ФГАОУ ВО

Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского

Академия биоресурсов и природопользования

Факультет землеустройства и геодезии

Кафедра землеустройства и кадастра

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Инженерное обустройство территории»

на тему:

Разработка проекта рекультивации карьера

Содержание

Введение

Раздел 1. Расчет элементов площадей земельного отвода

1.1 Структура площадей

1.2 Расчет элементов земельного отвода

Раздел 2. Механизация отвальных и рекультивационных работ

Раздел 3. Технический этап рекультивации

3.1 Требования к проведению технического этапа рекультивации

3.2 Требования к снятию и сохранению плодородного слоя почв

3.3 Требования к составу вскрышных пород в отвалах

3.4 Обоснование параметров навалов плодородного слоя почвы

на техническом этапе рекультивации

3.5 Расчет объема земляных масс на рекультивируемой поверхности

Раздел 4. Биологический этап рекультивации

4.1 Требования к рекультивации при сельскохозяйственном использовании

4.2 Расчет количества семян при сельскохозяйственном направлении биологической рекультивации

4.3 Расчет норм удобрений

Раздел 5. Технико-экономические показатели рекультивации нарушенных земель

5.1 Технологическая карта производства рекультивационных работ

5.2 Технико-экономические показатели рекультивации

Заключение

Список литературы

Введение

Рекультивация земель - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность.

Рекультивацию осуществляют в два этапа:

- техническая (заключается в проведении работ по планировке, формированию откосов, и нанесению почв и плодородных пород на рекультивируемые земли).

- биологическая (этап рекультивации земель, включающий комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий по восстановлению плодородия нарушенных земель).

На территории Республики Крым насчитывается 276 карьеров, расположенных на 162 месторождениях полезных ископаемых. В результате разработки полезных ископаемых нарушено 4845,15 га земель, из них 1474,02 га отработано.

Нормативные документы о проведении рекультивационных работ.

1. Земельный Кодекс РФ (с изм. и доп. от 30.06.2003, 29.06., 03.10., 29.12.2010 г.)

2. Постановление №140 «О рекультивации земель, снятие, сохранение и рациональном использовании плодородного слоя, почвы».

3. Основные положения «О рекультивации земель, снятие, сохранение и рациональном использовании плодородного слоя, почвы».

4. ГОСТ 17.5.1.02-85. Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации.

5. ГОСТ 17.5.3.04-83. Охрана природы. Земли. Требования и определения норм снятия плодородного слоя почв при производстве земляных работ.

6. ГОСТ 17.8.1.01-86. Охрана природы. Ландшафты. Термины и определения.

7. ГОСТ 17.5.1.01-83. Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения.

Исходные данные для проекта рекультивации

Длина карьера в плане - 899 м.

Ширина карьера - 1300 м.

Конечная глубина карьера - 14 м.

Ширина основной капитальной траншеи - 14 м.

Вид отвалов - внешние

Угол капитальной траншеи - 35 ^о

Годовой объём вскрыши карьера - 400 тыс. м?

Срок существования карьера - 15 лет

Коэффициент рыхления пород - 1,16

Раздел 1. Расчет элементов площадей земельного отвода

1.1 Структура площадей горного и земельного отвода

Схема структуры площадей (рис. 1) и определение каждого структурного элемента.

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 1.1 Структура площадей горного и земельного отводов: а - горный отвод: 1 - карьерное поле; 2 - разрезная траншея; 3 - выездная траншея; 4 - остаточное выработанное пространство; 5 - капитальная траншея; 12 - граница горного отвода; б - земельный отвод: 6 - отвал пустых пород; 7 - спецотвал; 8 - отстойник карьерного водоотлива; 9 - отвал промышленного мусора; 10 - склад почвенно-растительного слоя; 11- склад потенциально плодородных пород; 13 - граница земельного отвода.

Горный отвод - часть земных недр, предоставляемая организации или предприятию для промышленной разработки содержащихся в них полезных ископаемых.

В структуре горного отвода выделяют:

1. Карьерное поле - месторождение полезных ископаемых с массивом покрывающих и вмещающих пустых пород, отведённые для разработки одним карьером.

2. Разрезная траншея - это открытая горная выработка в карьере, предназначенная для создания первоначального фронта работ и размещения горного и транспортного оборудования.

3. Выездная траншея - горная наклонная выработка, открывающая доступ с поверхности в карьер и служащая для доставки людей, оборудования, материалов, вывоза вскрыши.

4. Остаточное выработанное пространство - пространство, образующееся в недрах в результате выемки полезных ископаемых, а также вмещающих горных пород.

5. Капитальная траншея - служит для вскрытия карьерного поля и создания связи рабочих горизонтов с поверхностью в течение длительного времени. Ширина основания капитальной траншеи определяется либо видом карьерного транспорта, либо способом её проведения.

Земельный отвод - участок земной поверхности, который занимает горное предприятие, он выделен предприятию для своих нужд. Для горных предприятий земельные отводы выдаются под здания, сооружения, отвалы.

6. Отвал пустых пород - это размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород.

7. Спецотвал - склад попутно добываемых полезных ископаемых, устраивается в обязательном порядке для месторождений комплексных руд, если ряд их полезных компонентов не подлежит переработке одновременно с основными полезными компонентами руды.

8. Отстойник карьерного водоотлива - осветляющие сооружения с механизацией извлечения и транспортировки шлама.

9. Отвал проммусора - антропогенное образование, которое представляет собой искусственную насыпь из переотложенного материала.

10. Склад почвенно-растительного слоя занимает площадь земельного отвода, на которую вывозятся почвы с промышленной площадки предприятия.

11. Склад потенциально-плодородных пород - площадь земельного отвода, на которую вывозятся потенциально-плодородные породы (лёссы, лёссовидные суглинки и другие благоприятные по свойствам породы).

1.2 Расчет элементов земельного отвода

Общая площадь отчуждаемых земель Fобщ включает земельный отвод под промплощадку карьера Fк, земельный отвод под санитарно-защитную зону Fсзз, и земельный отвод под вспомогательные объекты Fв. С учетом площадей, занимаемых инженерными сетями и коммуникациями (дороги, ЛЭП, трубопроводы и др.) изымаются площади Fис на 15-20% больше расчетных, т.е.

Fобщ = Fк + Fв = Fк + (Fcзз + Fо + Fппп + Fпрс + Fс ) + Fис (1)

или Fобщ = (Fк +Fв ) *1,2,га (2)

где все линейные размеры приняты в метрах.

Вскрытие карьерного поля осуществляется капитальной горной выработкой внешнего заложения - капитальной траншеей площадью Fкт (располагаемой вне площади карьера)

Окончательно

Fобщ = (Fк +Fв) *1,2 +Fкт, га (3)

Fобщ = (1168700+2573920.0494)*1,2+7.818 = 459,12 га

Площадь карьерного поля определяется его размерами в плане на конец отработки карьера

Fк = L *B *10^-4, га (4)

Fk = 899 м*1300 м*10^-4 = 116,87 га

Площадь капитальной траншеи по верху

F_кт = (В _кт + Н_к ctg б_к) * Н_к/i * 10 ^-4, га (5)

где Вкт - ширина траншеи по низу, м; б_к - угол откоса бортов траншеи (при глубине Н_к до 30 м б_к = 35^о, при Нк?30 м б_к = 30^о); i - уклон траншеи, тыс.

F_кт = (14 м+14*ctg35^о)*14/60*10^-4 = 0,0007818 га

Расчет объемов складируемых отходов при внешнем размещении техногенных массивов

Площадь, занимаемая внешним отвалом, зависит от общего объема складируемых отходов V_общ и принятой высоты отвала Н_о.

Объём вскрыши при отработке карьера:

V_кар = А_в·Т·К_р, (6)

где А_в - годовой объём вскрыши, тыс.м³;

Т - срок существования карьера, лет;

К_р - коэффициент разрыхления пород в отвале (от 1,05 до 1,2)

V_кар = 400 тыс. м?*15 лет*1,16 = 6960 000 м?

Объём вскрыши траншеи:

V_тр = ((В_кт*Н_к)хl_тр)+((Н_к/tgб_к)х((Н_к*l_тр)/2); м³ (7)

где В_кт - ширина основания траншеи, м (в таблице 1.2);

Н_к - конечная глубина карьера, м (в таблице 1.3);

l_тр - длина траншеи, м (рассчитывается по формуле 8).

V_тр = ((14*14)*233) +((14/tg35⁰) * (14*233)/2) = 61651,8 м?

(8)

= 14/0,06 = 233 м

Отсюда общий объём вскрыши:

V_oбщ = V_кар+V_тр, м³, (9)

V_oбщ = 6960000+61651, 8 = 7021651,8 м³

При расчете необходимо учитывать следующее: рациональная технология отвалообразования с последующей рекультивацией предопределяет форму отвала, приближающуюся к геометрически правильной фигуре; углы откосов отвала должны обеспечивать его устойчивость; откосы подлежат террасированию при высоте террас h = 8-10 м, ширине горизонтальной площадки (бермы) z = 4-10 м и углах откоса террасы вт = 15-20^о; профилактика водной эрозии бермы обеспечивается обратным поперечным уклоном 1,5-2^о (см. рис. 1.2).

Расчетная ширина полосы под откосом отвала (В_шпо) может быть определена по уравнению

В_шпо = Н_осtgв, (1.10) В_шпо = 24,4

где Н_о - высота отвала, м (в таблице 1.6 по варианту); в - результирующий угол откоса (рисунок 1.2)

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рисунок 1.2 - Сечение откоса отвала:

в_т - угол откоса террасы; в - результирующий угол; h_т - высота террасы; z - берма террасы, Н_о - высота отвала; В_шпо - ширина полосы под откосом отвала.

Геометрические и объемные параметры отвала в форме усеченной пирамиды (рисунок 1.3). Размеры сторон основания а и поверхности с отвала рассчитываем по формулам 11 и 12:

, м (11)

а = 1,66*1,47+ = 674,63 м

, м (12)

, м

Для отвалов, располагаемых на землях сельскохозяйственного и лесохозяйственного назначения, рекомендуется принимать два яруса (две террасы) по вертикали в целях минимальных ландшафтных нарушений.

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рисунок 1.3 Геометрические параметры внешнего отвала в форме усеченной пирамиды: - сторона основания пирамиды, - ширина полосы под откосом отвала, - высота отвала, - рекультивируемая поверхность

Ширину полосы под откосом определяем графическим построением, и после этого измеряем результирующий угол откоса в.

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 1.4 - Сечение откоса отвала: в_Т - угол откоса террасы; в - результирующий угол; h_т - высота террасы; z - берма террасы

Площадь земельного отвода под внешний отвал (включая площадь под откосами) F_о и подлежащая рекультивации горизонтальная поверхность отвала F_o' рассчитываются по выражениям:

F_o = a², га (13)

F_o = 45,51 га

F'_o = c², га (14)

F'_o = 39,17 га

Кроме горизонтальной поверхности отвала рекультивации подлежат также боковые поверхности (рис. 1.5). В проекте допускается расчет боковой поверхности упрощенно

, га (15)

, га

Окончательно рекультивируемая площадь составит:

F_p = F'_o+F'_oб (16)

F_p = 39,17 +0,5 = 39,67 га

Рис. 1.5 Схема отсыпки с одновременным односторонним озеленением (растительность заштрихована)

Расчет объема отвала почвенно-растительного слоя. Склад почвенно-растительного слоя занимает площадь Fпрс земельного отвода, на которую вывозятся почвы с промплощадки предприятия в процессе строительства, для чего снимается верхний слой земли. На этот же склад вывозятся почвы с площади, отчуждаемой под спецотвал. Объем отвала почвенно-растительного слоя зависит от площади, с которой снимается верхний слой, и мощности почвенно-растительного слоя h_прс равной 0,3-0,5 м.

Для горных предприятий объем отвала ПРС:

Vпрс = (Fк + Fс + Fо) Ч hпрс, м³ (17)

Vпрс = (1168700+0+455125,64)*0,5 = 811912,82 м³

Высота отвала на складе почвенно-растительного слоя не должна превышать 8 м; при большей высоте качество почвенно-растительного слоя резко ухудшается.

Расчет объема отвала потенциально плодородных пород (ППП). Склад потенциально плодородных пород располагается на площади Fппп, а объем этого склада определяется с учетом мощности снимаемого слоя потенциально плодородных пород (h_ппп = 1,2-1,5 м) для горных предприятий:

V_ппп = (Fк + Fс + Fо ) Ч h_ппп,м (18)

V_ппп = (1168700 + 0 + 455125,6369) Ч 1,5 = 2435738,46 м

Расчет параметров склада почвенно-растительного слоя и потенциально плодородных пород

Ширина склада почвенно-растительного слоя с квадратным основанием

, м (19)

Ширина склада потенциально плодородных пород:

(20)

В уравнениях (19) и (20) углы откосов отвалов принимаются соответственно в₁ = 15-20^о, в₂ = 25^о. Окончательно площади, занимаемые отвалами на складах почвенно-растительного слоя и потенциально плодородных пород, составят

Fпрс = а₁^2, га (21)

Fпрс = 11,58 га

Fппп = а₂^2, га (22)

Fппп = 32,36 га

Профилактика эрозионных процессов и обеспечение устойчивости этого отвала достигаются при соблюдении условий, на которых базируется расчет внешнего отвала по технологии, представленной на рисунке 1.6

Рисунок 1.6 - Выполаживание откоса террасы бульдозером

Расчет площади санитарной защитной зоны. Все производственные объекты обеспечиваются защитными зонами, которые разделяются на санитарно-защитные зоны (СЗЗ) и защитные полосы (ЗП).

Санитарный класс регламентирует ширину санитарно-защитной зоны, сооружаемой по периметру промплощадки предприятия, являющегося источником производственных вредностей (загрязняющих и неприятно пахнущих веществ, создаваемого шума, ультразвука, электромагнитных волн радиочастей и др.).

Ширина санитарно-защитной зоны - 300 м

[(а+600*(в+600)]*10-(ав)х10^-4 = [(899+600)*(1300+600)]*10 = 167,9 га (23)

где (ав)х10^-4- площадь промплощадки предприятия, га.

а, в - длина и ширина карьера.

Раздел 2. Механизация отвальных и рекультивационных работ

Для планировки отвалов при их рекультивации применяют различные землемерные машины и оборудования.

Выбор средств механизации зависит от работ на которых он будет применяться:

1) Средства, используемые на отвальных работах:

Драглайн - самоходная выемочно-погрузочная машина на шагающем (реже гусеничном) ходу, у которой ковш гибко связан со стрелой и поворотной платформой. Предназначен для выемки взорванных горных пород, для погрузки горной массы в транспортные средства. Механическая лопата - самоходная полноповоротная выемочно-погрузочная машина (одноковшовый экскаватор), у которой подвижные элементы рабочего оборудования перемещаются с помощью механических передаточных устройств. Преимущества: возможность применения для сравнительно твердых пород; мобильность и маневренность. Недостатки: малый радиус черпания, небольшой объём ковша по сравнению с драглайном.

Погрузчик -- самоходная или ручная машина для поднятия, транспортировки и укладки различных грузов.

2) Средства, которые используются при планировочных работах

Скрепер -- землеройно-транспортная машина, предназначенная для послойной (горизонтальными слоями) резки грунтов, транспортировки и отсыпки их в земляные сооружения слоями заданной толщины.

Автосамосвалы - грузовой саморазгружающийся автомобиль, прицеп или полуприцеп с кузовом, механически наклоняемым для выгрузки груза или с принудительной разгрузкой. Применяются для перевозки навалочных, сыпучих, или иных грузов, пригодных для такой выгрузки, которая производится посредством их опрокидывания из кузова.

Бульдозер -- самоходная землеройная машина, представляющая собой гусеничный или колёсный трактор, тягач и тому подобное с навесным рабочим органом -- криволинейным в сечении отвалом, расположенным вне базы ходовой части машины. Служит для послойного копания, планировки и перемещения грунтов, полезных ископаемых.

Грейдер (нивелировать, выравнивать) -- прицепная или самоходная машина для планировки и профилирования площадей и откосов, разравнивания и перемещения грунта.

Самоходные грейдеры носят также название автогрейдеры. Отвал автогрейдера снабжен механическим или гидравлическим управлением, приводимым в действие от двигателя.

Выбор механизации зависит от:

1. Объема планировочных работ

2. Рельефа поверхности

3. Рельефа поверхности

4. Физико-механических свойств почв.

При планировочных работах в курсовом проекте используют в основном бульдозеры.

Производительность бульдозера при проведении работ по снятию и перемещению ПСП определяется по формуле:

(1)

V - объём перемещения грунта за рабочий цикл бульдозера;

(2)

q - ёмкость отвала, м³

q = h²L(2tg40⁰) = 7,73 м

K_н - коэффициент наполнения отвала

K_н = 0,5

Т_ц - продолжительность рабочего цикла бульдозера, мин

(3)

D - расстояние перемещения, м

F - скорость передвижения бульдозера передним ходом, м/мин

R - скорость передвижения бульдозера задним ходом, м/мин

Z = 0,75 м (4)

К_уклона - коэффициент, учитывающий уклон на участке дороги.

К_уклона = 0,77

К_и - коэффициент использования бульдозера во времени

К_и = 0,42

По формуле (5) рассчитаем объем бульдозерных работ на отвале:

(5)

T_p - количество рабочих дней в год

n_cмены - количество смен

По формуле (6) определим количество необходимых бульдозеров:

(6)

V_см - объём бульдозерных работ на отвале, м³

Q_B - производительность бульдозера, м³/час

рекультивационный плодородный сельскохозяйственный

Раздел 3. Технический этап рекультивации

Техническая рекультивация - этап рекультивации земель, включающий их подготовку для последующего целевого биологического освоения и использования в народном хозяйстве. К техническому этапу относятся планировка, формирование откосов, снятие, транспортирование и нанесение почв и плодородных пород на рекультивируемые земли, при необходимости коренная мелиорация, строительство дорог, специальных гидротехнических сооружений.

При проведении технического этапа рекультивации земель выполняют такие виды работ (рис. 3).

Рис. 3. Блок-схема технической рекультивации

3.1 Требования к проведению технического этапа рекультивации

В.С. Коваленко и другие указывают, что опыт рекультивации нарушенных земель доказывает следующие «рекультивация идёт более успешно, если ее отдельные операции выполняются в процессе основного производства, когда ТЭР рассматривается как неотъемлемая часть горной технологии».

На ТЭР должны соблюдаться требования к биологической рекультивации, поэтому такие работы, как размещение отвалов их параметры должны увязываться с ландшафтной организаций территории. Определено, что наилучшими являются размещение вскрыши в отработанном пространстве.

Уже на этапе производственного процесса отвалы пород должны формироваться с учетом выбранного направления рекультивации.

Технологические схемы производства открытых горных работ должны обеспечивать:

- оптимальное изъятие и минимальные сроки использования земель в технологическом процессе;

- формирование как внешних, так и внутренних отвалов с учетом выбранного направления рекультивации земель и ускоренного возврата рекультивированных площадей для использования в народном хозяйстве;

- опережающие снятие ПСП и его транспортировку для нанесения на рекультивируемые поверхности или складирования и хранения в целях землевания малопродуктивных угодий;

- минимальные потери плодородной почвенной массы и пригодных пород при их разработке, транспортировке и укладке в отвалы;

3.2 Требования к снятию и сохранению плодородного слоя почв

Согласно ГОСТу 17.5.1.01-83 «Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения » ППС - верхняя гумусированная часть почвенного профиля, обладающая благоприятными для роста растений химическими, физическими и биологическими свойствами.

Предприятия, организации и учреждения, осуществляющие промышленное и иное строительство, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых, а так же проводящие другие работы связанные с нарушением почвенного покрова обязаны снимать, хранить, а в последствии и наносить ПСП на рекультивируемые земли.

Целесообразность селективного снятия ПСП, потенциально плодородных пород и их смесей устанавливают в зависимости от уровня плодородного почвенного покрова конкретного региона, природной зоны, типов и подтипов почв, а также основных показателей свойств почв и выбранного направления рекультивации.

Согласно ГОСТу 17.4.3.02-85 «Охрана природы. Почвы. Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ ».

Снятие и рациональное использование ПСП при производстве земляных работ следует производить на землях всех категорий.

Нормы снятия ПСП

(1)

h_c - мощность ПСП

S- площадь почвенного контура или группы почвенных контуров с одинаковой глубиной и качеством снимаемого ПСП.

Нормы снятия плодородного слоя для основных типов и подтипов почв определены в ГОСТе 17.5.3.06-85 «Охрана природы. Земли. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ».

Мощность снимаемого плодородного и потенциально плодородного слоев почвы принимается на основе:

- оценки уровня плодородия почвы и структуры почвенного покрова;

- оценки плодородия отдельных генетических горизонтов почвенного профиля основных типов и подтипов почв.

Хранение ПСП использованного сразу после снятия осуществляется в буртах в соответствии с требованиями ГОСТа 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель». При сроках хранения бортов более двух лет, если не происходит задержание их растительностью, откосы должны засеиваться многолетними травами.

3.3 Требования к составу вскрышных пород в отвалах

Распределение различных пород в отвалах зависит от особенностей, от геологического строения вскрышной толщи и от технологии вскрышных работ.

При проведении биологической рекультивации состав пород поверхностного слоя определяет возможность использования рекультивации земель в том или ином направлении.

Особую важность приобретают изучение минералогического состава, водно-физических, химических и агрохимических свойств вскрышных пород их классификация по пригодности и биологической рекультивации.

Согласно ГОСТу 17.5.1.03-86 «Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель».

Все породы делятся на 3 категории:

1. Пригодные

2. Малопригодные

3. Непригодные

К пригодным относятся плодородные и потенциально плодородные породы. Плодородные породы используются при рекультивации земель для сельскохозяйственных целей -- создания пашни, сенокосов и пастбищ с применением зональных типов агротехнических мероприятий.

Малопригодные по физическим свойствам породы (быстро выветривающиеся, полускальные, осадочные, несвязные и связные породы) могут использоваться под сенокосы после мелиорации по улучшению физических свойств и специальных агротехнических мероприятий, а также в качестве подстилающих под пашню. Малопригодные по химическому составу (кислые) связные породы могут использоваться под сенокосы и в качестве подстилающих под пашню после мелиорации по улучшению химических свойств и специальных агротехнических мероприятий.

Непригодные породы размещать в верхнем слое отвалов не допускается. При наличии во вскрышной толще пород различной степени пригодности необходимо применять селективную их выемку и укладку в отвалы.

В зависимости от вида последующего использования земель и пригодности подстилающих горных пород для биологической рекультивации формируется одно, двух или трёхслойный рекультивируемый слой.

Структура насыпного рекультивационного слоя в зависимости от вида использования нарушенных земель и пригодности подстилающих пород для биологической рекультивации.

3.4 Обоснование параметров навалов плодородного слоя почвы на техническом этапе рекультивации

Мощность насыпного рекультивационного слоя на отвалах, поверхность которых сложена непригодными для биологической рекультивации породами для создания необходимого корнеобитаемого слоя рассчитывается по формуле:

Р = К_слой + Н_к + 0,2, м (2)

К_слой - мощность корнеобитаемого слоя, который формируется из пригодных пород, м

Н_к - мощность экранирующего слоя

При определении мощности экранирующего слоя учитываются зонально-климатические условия, характер и степень токсичности подстилающих пород, особенности водного режима и направления рекультивации.

Мощность наносимого ПСП при выбранном направлении рекультивации с учётом объема плодородного слоя на складах устанавливают из условия:

(3)

V_ПСП - объем, который хранится на складах

К_ПН - коэффициент, учитывающий потери ППС при нанесении

К_РU - коэффициент, учитывающий увеличение разрыхлительного объема ПСП при нанесении по сравнению с объемом его в отвале.

S_p - рекультивируемая площадь

S_p = F_k+F₀ (4)

F_k - площадь карьерного поля

F₀ - площадь земельного отвода под внешний отвал

S_p = 1168700 м²+455125,64 м² = 1623825.64 м²

h_пспн - мощность ПСП нормативного- пастбища

K_P - коэффициент разрыхления ПСП при нанесении его на рекультивируемую площадь.

Нанесение ПСП проводимого автосамосвалами на спланированную поверхность производится навалами ориентированными согласно розы ветров, которые разравниваются бульдозером.

Навал ПСП при отсыпке с использованием автомобильного транспорта, занятого на механическом этапе рекультивации, условно рассматривается, как геометрическая фигура конической формы.

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Рис. 1. Техническая схема размещения навалов очистки ПСП

Площадь основания навала в плане в основном зависит от разрыхленного объема, ширины кузова автосамосвала и угла естественного откоса.

Высота навала определяется по формуле:

(6)

R - расстояние от центра навала до края по его короткой оси, м

- угол естественного откоса

Рис. 2. Технологическая схема навала в разрезе

L - расстояние между навалами, м

H_ОСН1 - ширина основания насыпи ПСП, м

h_ПСП - мощность плодородного слоя, м

S₁ - площадь насыпи ПСП за вычетам площади наносимого слоя на данный участок, м²

S₂ - площадь нанесения ПСП до следующего навала, м²

Н_нав - высота навала ПСП, м

- угол естественного откоса, град.

Расчёт оптимального расстояния между навалами ПСП целесообразно рассчитывать исходя их неизменных параметров, таких как мощность наносимого слоя и технические характеристики горнотранспортного оборудования.

, м (7)

H_авт - ширина автосамосвала, м

V_k - объем кузова автосамосвала, м³

K_з - коэффициент заполнения кузова автосамосвалом плодородной почвой

- угол естественного откоса

K_p - коэффициент разрыхления ПСП при нанесении его на рекультивируемую поверхность

3.5 Расчет объема земляных масс на рекультивируемой поверхности

Основным принципом вертикальной планировки является принцип балансирования земельных масс. При проведении вертикальной планировки очень важно соблюдать условие, при котором баланс земляных масс должен быть приближенным к нулевому. Нулевой баланс земельных масс - это оптимальный вариант проведения работ по вертикальной планировке. Он означает равенство объемов выемок и насыпей. Проектирование вертикальной планировки осуществляется методом проектных (красных) отметок, методом продольных и поперечных профилей и методом проектных (красных) горизонталей.

Объем земляных работ подсчитывается по продольным и поперечным профилям, по красным горизонталям, квадратам и др. При всех способах подсчета определяют геометрический объем земляного массива для естественно залегающих грунтов при определенной его пористости.

Необходимо указать какой из перечисленных способов выбран в данном курсовом проекте и дать развернутое описание этого способа.

Далее привести порядок и результаты выполнения работ по этапам:

1) расчет рабочих отметок. Рабочие отметки (h) - это разность между Нкрасн.. и Нчерн - показывают на какую величину нужно снять или насыпать грунт в данном квадрате. Рабочие отметки рассчитываются по формуле (3.3):

h = + (Нкрасн. - Нчерн.) (3.3)

Как результат вычислений по данному этапу должен быть представлен рисунок с сеткой квадратов и подписанными рабочими отметками.

1	2	3	4
5	6	7	8
9	10	11	12
13	14	15	16

Масштаб 1:5000

2) построение линии нулевых работ. Для дальнейшего расчета на плане участка необходимо нанести линию, на которой рабочие отметки равны нулю (линия нулевых работ). Она проходит между точками на сторонах элементарных участков, имеющих рабочие отметки противоположных знаков на расстояниях прямо пропорциональных величин этих отметок.

Привязка точек с нулевыми рабочими отметками определяется из пропорции (3.4):

Х/(100-Х) = h_н/h_в, откуда (3.4)

где X - расстояние от вершины квадрата с положительной рабочей отметкой до точки нулевых работ, м; h_Н и h_В - значения рабочих отметок вершин квадратов насыпи и выемки соответственно, принятых со своими знаками.

Как результат вычислений по данному этапу должен быть представлен рисунок с сеткой квадратов и начерченной линией нулевых работ.

3) определение объемов грунта выемки и насыпи. Линия нулевых работ разбила площадку на фигуры: квадраты, треугольники и пятиугольники. Квадраты, имеющие в вершинах рабочие отметки одинакового знака, называют «чистыми», а имеющие рабочие отметки разных знаков - «смешанными».

Объем земляных работ в пределах каждого чистого квадрата определяется путем умножения площади квадрата на среднюю рабочую отметку в квадрате по формуле (3.5), рисунок 3.2:

(3.5)

где a - сторона квадрата; h₁, h₂, h₃, h₄, - рабочие отметки в вершинах квадратов, которые принимаются со своими знаками, ho - рабочие отметки на линии нулевых работ (равны нулю).

Объемы призм, основанием которых являются части квадратов, определяются по формулам: для треугольника (3.6), для пятиугольника (3.7), рисунок 3.3

Рисунок 3.2 - Пояснения к расчету объемов земляных работ в пределах чистых квадратов

(3.6)

(3.7)

где а - сторона квадрата; в, с - катеты прямоугольного треугольника, ho - рабочие отметки на линии нулевых работ (равны нулю).

Рисунок 3.3 - Пояснения к расчету объемов земляных работ в пределах треугольников и пятиугольников

Если линия нулевых работ делит квадрат на две трапеции, то объем призм определяется по следующим формулам (3.8) и (3.9), рисунок (3.4):

(3.8)

(3.9)

где Рв, Рн - средние линии трапеции; h1, h2, h3, h4, - рабочие отметки в углах фигур, которые принимаются со своими знаками, ho - рабочие отметки на линии нулевых работ (равны нулю).

Рисунок 3.4 - Пояснения к расчету объемов земляных работ в пределах трапеций

Результаты расчетов должны быть сведены в таблицу 3.1

Таблица 3.1

Расчет объемов земляных работ

№ п/п фигур	Объемы
	Выемки Vв,м3	Насыпи Vн,м3
1	2021	1598
2	741	2536
3	371	1550
4	1693	791
5	2397	3352
6	113	5503
7	312	1760
8	566	2381
9	1876	1144
10	21	4194
11	254	1487
12	91	833
13	168	1135
14	20	1519
15	24	2595
16	850	-
Итого	11518	32378
Отклонение, ?Vв-?Vн, по модулю	20860

Раздел 4. Биологический этап рекультивации

4.1 Требования к проведению биологического этапа рекультивации

Для обоснования способы рекультивации учитываются следующие условия:

1) Характер нарушения земель на рассматриваемой территории.

2) Природные условия района.

3) Формы и уровень воздействия нарушенных земель на окружающую среду.

4) Социально-экономические условия района.

В данном курсовом проекте в процессе биологического этапа рекультивации планируется выполнение конкурса агротехнических технологических работ, направленных на защиту территории от негативного воздействия водной и ветровой эрозии.

1) Посев многолетних трав на площади карьерного поля.

2) Посадка саженцев лесных культур на поверхности верхнего отвала отводятся от самозаростания.

Непригодные и малопригодные породы должны быть засыпаны слоем не токсичных потенциально плодородных пород.

Далее отводится отсыпка ПСП. Планировка поверхности должна быть особенно тщательной и должна выполняться в следующей последовательности:

1) Грубая планировка

2) 1 чистовая планировка

3) 2 чистовая планировка

Биологическая рекультивация - это комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на улучшение агрофизических, агрохимических, биохимических и других свойств почвы. Основная ее задача - создание продуктивных угодий, закрепление поверхностного слоя почвы корневой системой растений, создание сомкнутого травостоя и предотвращение развития водной и ветровой эрозии почв на нарушенных землях. Биологическая рекультивация завершает восстановительные работы нарушенных земель и проводится после горнотехнической рекультивации.

Биологическая рекультивация ведется специальными организациями за счет средств горного предприятия. Вполне естественно, что себестоимость добываемого карьером сырья повышается.

К основным мероприятиям по биологической рекультивации относится внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений, посев многолетних бобовых культур, посадка почвоулучшаюших деревьев и кустарников (ГОСТ 17.5.1.01-83).

Основные задачи биологической рекультивации - возобновление процесса почвообразования, повышение самоочищающей способности почвы и воспроизводство биоценозов. С помощью биологической рекультивации удается ликвидировать ущерб, нанесенный ландшафту, или предотвратить его; создать условия для поддержания экологической устойчивости ландшафта. Биологическая рекультивация проводят специализированные фирмы и те предприятия, которым возвращают земли согласно принятому направлению использования нарушенных земель. Организационно биологическая рекультивация осуществляют в два этапа. На первом этапе выращивают пионерные (предварительные, авангардные) культуры, умеющие адаптироваться в существующих условиях и обладающие высокой восстановительной способностью. На втором переходят к целевому использованию. Земли, загрязненные тяжелыми металлами, органическими веществами или продуктами промышленной переработки, на первом этапе очищают с помощью сорбентов, растений или микроорганизмов (биодеструкторов), а затем включают в хозяйственное использование под наблюдением агрохимических и санитарно - эпидемиологических служб.

4.2 Расчет количество семян

Таблица 4

Расчет количество семян, входящих травосмесь для рекультивации

Показатель	Обозначение	Ед. измерения	Тимофеевка луговая	Лисохвост луговой	Люцерна синегибридная
Процент содержания	Н	%	45	30	25
Норма высева	П	кг/га	35	40	25
Хоз. годность семян	Д	%	85	85	85
Норма посева	Х	кг/га	18,53	14,12	7,35

Количество семян травосмеси рассчитывается по формуле:

, кг/га (5)

Х - норма посева семян, входящих в травосмесь, кг/га

Н- процент, содержания данного вида в смеси, %

П - рассчитанная норма высева кондиционных семян в чистом виде, кг/гаД - хозяйственная годность семян, %

Норма высева семян на всю площадь рекультивируемого карьерного поля.

Хобn = Xn*Fк

X1 общ = 18,53*116,87 = 2165,6 кг

Х2 общ = 14,12*116,87 = 1650,2 кг

Х3 общ = 7,35*116,87 = 859 кг

4.3 Расчет количества саженцев при лесохозяйственном направлении биологической рекультивации

Состав культур для облесения отвалов подбирается с учетом биологических и экологических особенностей древесных пород, концентрации вредных веществ в воздухе, химического состава грунтов, лесорастительной зоны и других факторов. Поскольку все наушенные земли отличаются по физическим и химическим свойствам, то ассоримент древесных пород следует подбирать с учетом особенностей облесяемого участка.

При создании культур на отвалах расстояние между рядами в Полесье составляет 1,5-2 м, в Лесостепи - 2-2,3 м, в Степи - 2,5-3 м. В рядах посадочные места размещают через 0,6-0,7 м. Если создают культуры из быстрорастущих пород (тополя, ивы), посадочные места размещают по схеме: 3х2, 4х2, 4х3, 4х4 м.

Вариант	Породы	Между рядами	Между саженцами в рядах
44	сосна	2,5	0,6

100/2,5 = 40

100/0,06 = 166,6

166.6*40 = 6664

6665*39.17 = 261028,88

4.4 Расчет норм удобрений

Основные удобрения, которые вносят на биологическом этапе рекультивации - это удобрения, содержащие основные вещества азот, фосфор, калий.

Вес удобрений, который необходим для внесения на рекультивируемую площадь рассчитывается по формуле:

(1)

Х - все удобрения, кг/1 га

А - рекомендуемая доза, действующего вещества, 1га/кг

В - содержание действующего вещества в виде удобрений, %

S_p - площадь рекультивируемой поверхности, га

Виды применяемых удобрений:

1. азотные удобрения - аммиак безводный

содержание действующего вещества - 82,3%

рекомендуемая доза, действующего вещества А = 45 кг/га

(2)

2. фосфорные удобрения - суперфосфат простой порошковидный

содержание действующего вещества - 19%

рекомендуемая доза, действующего вещества А = 35 кг/га

(3)

Х ам общ = 116,87*54,68 = 6390,46

Х суп общ = 116,87*184,2 = 21527,45

Х калий = 116,87*33,3 = 3891,8

3. калийные удобрения - хлористый калий

содержание действующего вещества - 60 %

рекомендуемая доза, действующего вещества А = 20 кг/га

(4)

Раздел 5. Технико-экономические показатели рекультивации нарушенных земель

5.1 Технологическая карта производства рекультивационных работ

Перечень и последовательность проведения рекультивационных работ отражается в технологической карте с учетом специфики проектируемых объектов и ожидаемого нарушения почвенно-растительного покрова.

В технологической карте должны соблюдаться все природоохранные требования при строительстве промышленных объектов, добычи полезных ископаемых и других работах.

Если строительство или добыча полезных ископаемых выполнялись с от природоохранных требований, а уровень и масштабы разрушения ПРС превышают за проектированные, то технологическая карта подлежит соответственно корректировке на основании контурного обследования территории.

В таблице 5.1 представлена технологическая карта рекультивации.

Таблица 5.1

Технологическая карта рекультивации

Технологические операции	Машины, орудия, материалы	Сроки исполнения
1. Подготовительные работы
1. Обследование участка 1.1 определение места заезда на участок технических средств 1.2 фотографирование участка до рекультивации 1.3 геодезическая съемка	Автомобиль, фотоаппарат Тахеометр, нивелир, светодальномер	После завершения добычи полезных ископаемых
2. Технический этап рекультивации
1. Очистка территории от отходов 2. Отбор проб для определения категории грунтов 3. Засыпка выемок 4. Выполаживание откосов бортов карьером 5. Укрепление откосов, бортов карьера (посев многолетних трав) 6. Планировочные работы 7. Нанесение ПСП	Автосамосвалы, погрузчики Специальное оборудование Автосамосвалы, экскаваторы, скреперы Экскаватор, бульдозер Гидросеялка, гидросмесь Бульдозер Автосамосвалы, бульдозеры	После завершения добычных работ После выполаживания откосов После выполаживания откосов После планировочных работ
3. Биологический этап рекультивации
1. Обработка почвы 2. Посев многолетних трав с внесением минеральных удобрений	Трактор, дисковая барана Сеялка, трактор, семена, минеральные удобрения	Через год после завершения ТЭ Указывается конкретный срок выполнения работ

В технологической карте содержаться данные всех видов работ на всех этапах рекультивации.

5.2 Технико-экономические показатели рекультивации

Технико-экономические показатели должны быть обоснованы техническими, конструктивными, экономическими расчетами с учетом данных геодезических, геологических, гидрологических, экологических изысканий, выполненных в достаточном объеме.

Технико-экономические показатели представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Технико-экономические показатели

№ п/п	Наименование показателя	Величина показателя	Примечание
1	Общая площадь, отведенных земель, в том числе с/х земель, га	121, 46
2	Общая площадь рекультивируемых земель, га	121, 46

Заключение

При выполнении курсового проекта проведена работа по разработке проекта рекультивации земель:

1. Произведен расчет элементов площадей земельного отвода (структура площадей горного и земельного отвода; расчёт элементов земельного отвода; расчёт коэффициента рекультивации).

2. Рассмотрен этап обоснования механизации отвальных и рекультивационных работ (выбор и расчет средств механизации), произведены основные расчеты по количеству бульдозеров для планировочных работ.

3. Изучен этап технической рекультивации.

4. Дано обоснование выбора направления рекультивации земель.

5. Описан этап биологической рекультивации.

6. Описаны основные затраты, входящие в сметный расчет при разработке проекта рекультивации.

7. Обобщены сведения о рекультивации карьера.

Проект рекультивации земель предусматривает комплекс горнотехнических, инженерных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных и других мероприятий, направленных на восстановление биологической продуктивности и народнохозяйственной ценности отработанных горными работами или иными работами земельных площадей, а также улучшение состояния окружающей среды.

Обеспечение требуемого качества рекультивированных земель - одно из показателей технического и технологического совершенства горного производства, соответствия его современным экологическим требованиям и нормативам.

Таблица 6

Итоговые значения основных проектных расчетов

N п/п	Наименование расчетного показателя	Значение расчетного показателя
1	Площадь карьерного поля, га
2	Площадь капитальной траншеи, га
3	Площадь отвала, га
4	Площадь отвала ПРС, га
5	Площадь отвала ППП, га
6	Площадь под санитарно-защитной зоной, га
7	Общая площадь земельного отвода, га
8	Количество бульдозеров
9	Количество норм удобрений
10	Количество семян, т

Список литературы

1. Сметанин В.И. «Рекультивация и обустройство нарушенных земель». (Учебники и пособия для студентов высших учебных заведений.) - М.: Колос, 2000.- 96 с.: ил.-96.

2. Коваленко В.С. «Рекультивация нарушенных земель на карьерах»: Учебное пособие. / В.С. Коваленко, Р.М. Штейнцайг, Т.В. Голик // В 2 ч.-М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2008-Ч.1.Основные требования к рекультивации нарушенных земель.-65 с. ил.

3. Горный и земельный отводы

4. Технология и техника разработки карьера

5. Средства механизации при отвальных и планировочных работах

6. Определение параметров отвалов при горнотехническом этапе рекультивации

7. Необходимость рекультивации земель

8. Рекультивация земель

9. Словарь экологических терминов

10. Выполаживание

11. Технический этап рекультивации

12. Рекультивация

13. ГОСТ 17.5.3.04--83 «Охрана природы Земли. Общие требования к рекультивации нарушенных земель».

14. ГОСТ 17.5.1.03-86 «Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель».

15. Карьер. Общие сведения. Порядок проектирования

Размещено на Allbest.ru