CC BY
83
Список литературы
1. Беляков Н.А. Геомеханическое обоснование параметров крепления железнодорожных тоннелей в условиях Северного Кавказа // Записки горного института. 2010. Т.186. С. 99-103.
2. Протосеня А.Г., Беляков Н.А. Геомеханическое обоснование вариантов последовательности выполнения горнопроходческих работ при реконструкции двухпутных железнодорожных тоннелей в условиях Северного Кавказа // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: труды 7-й Межрегиональной научно-практической конференции 810 апреля 2009 г. Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт». Воркута, 2009. Т.1. С. 150-155.
A.G. Protosenya, N.A.Belyakov
PREDICTION OF RAILROAD TUNNEL’S TEMPORARY SUPPORT STRESS-STRAIN CONDITION WITH TAKING INTO ACCOUNT OF EARTH SURFACE LOCAL TOPOGRAPHY
The technique of transport tunnel’s temporary support stress-strain condition prediction is adduced. This technique allows to take into account main technological features of the tunnel drilling process and volumetric nature of temporary lining structure behavior. Technique is based on numerical analysis with finite-elements method.
Key words: tunnel, stress, modeling, temporary support, permanent lining, strain.
Получено 20.04.11
УДК 628.472.38
Д.О. Прохоров, канд. техн. наук, доц., 33-42-44, dp@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
КАРЬЕР-ПОЛИГОН ТБО - ПЕРСПЕКТИВНОЕ КОМПЛЕКСНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Рассмотрена возможность организации комплексного производства по добыче известняка и переработке и утилизации твердых бытовых отходов с последующей полноценной рекультивацией земель, нарушенных горнымиработами.
Ключевые слова: открытые горные работы, карьер, полигон, твердые бытовые отходы, рекультивация.
Отработанные карьеры по добыче нерудных строительных материалов часто используются как свалки твердых промышленных и бытовых отходов. Обычно это происходит с теми карьерами, на которых должным образом не была произведена рекультивация нарушенных горными работами земель в связи с нехваткой закладочного материала. Часть таких
карьеров находится в пригородной зоне, что является дополнительным стимулом для превращения выработанного пространства карьера в стихийную или условно-упорядоченную свалку. Да и проблема захоронения твердых бытовых отходов для крупных населенных пунктов является весьма трудноразрешимой. А ведь в ряде случаев сделать из карьера полигон для ТБО с последующим практически полным восстановлением первоначального ландшафта вполне возможно. Для этого необходимо на стадии проектирования карьера ввести в перечень производимой продукции -перерабатываемые и утилизируемые бытовые отходы, обеспечить проектными решениями выполнение заданной производительности по этим видам продукции и соблюдение при их производстве соответствующих условий, связанных с охраной окружающей среды, труда и т.п. Рассмотрим на примере разработки месторождения известняка в Тульской области возможность создания предприятия «карьер-полигон ТБО».
Обычно в Тульской области на карьерах по добыче известняка используется транспортная система разработки с внутренним отвалообразо-ванием, т.е. вскрышные породы по мере извлечения полезного ископаемого размещаются в выработанном пространстве карьера (рис. 1).
Транспортирование карьерных грузов в основном осуществляется автомобильным транспортом по соответствующим карьерным автодорогам. Все технологии, такие, как выемка, транспортирование и отвалообразование, отработаны до мелочей. На карьерах действуют системы комплексной механизации, связывающие и обслуживающие все производственные процессы. Для переработки полезного ископаемого на промышленных площадках возле карьеров размещают дробильно-сортировочные фабрики или мобильные комплексы по переработке располагают в выработанном пространстве карьера.
Одним из основных документов для строительства карьера является проект рекультивации нарушенных горными работами земель. Чаще всего заданием на выполнение данного проекта предусматривается проведение работ, направленных на возращение земель землепользователю в восстановленном виде, близком к первоначальному, т.е. если под разработку месторождения выделяются пахотные земли (большинство случаев), то и вернуть надо пашню. Для этого предусматриваются несколько этапов рекультивации: горнотехнический, биологический, а в ряде случаев и химический. На горнотехническом этапе рекультивации при формировании необходимого рельефа сталкиваются с очень серьезной проблемой -нехваткой закладочного материала. Дело в том, что в среднем мощность полезной известняковой толщи для условий месторождений Тульской области находится в пределах 20...40 м, а вскрышные породы имеют мощность 5...15 м. Это значит, что при выемке полезного ископаемого образуется глубокий котлован, на дно которого укладываются вскрышные породы, формируя площадь с минимальным уклоном. Борта карьера выпо-
лаживаются до уклона, приемлемого для организации пастбищ или высадки лесонасаждений. В завершении горнотехнического этапа рекультивации производится укладка плодородного слоя почвы. Получается, что часть земель восстановить под пашню не удается, да и пахотные земли на дне котлована большой сельскохозяйственной ценности собой не представляют. Для того чтобы полноценно восстановить нарушенные горными работами земли и сформировать первоначальный рельеф, необходимо большое количество закладочного материала, примерно равное объему извлеченного полезного ископаемого.
Рис. 1. Технологическая схемаработы бульдозерного отвала
Где взять такое количество закладочного материала? Ответ обычно «лежит на поверхности» - это твердые бытовые отходы.
Для того чтобы разместить полигон ТБО в выработанном пространстве карьера необходимо произвести соответствующую подготовку (рис.2):
- выполнить выполаживание бортов карьера (обычная практика при рекультивации карьера);
- разместить на промплощадке или в выработанном пространстве карьер оборудования для разделения ТБО;
- выполнить подстилающий экран (защитный экран основания полигона) с использованием имеющейся на карьере техники;
- осуществлять складирование сортированных ТБО с использованием имеющейся на карьере техники;
- по завершению складирования ТБО выполнить финальное перекрытие (защитный экран поверхности полигона) с использованием имеющейся на карьере техники.
Рис. 2. Система разработки на карьере-полигоне ТБО
Комплексов по сортированию ТБО, в т.ч. и мобильных, в настоящее время выпускается большое количество. Сортировка производится на лом и отходы черных и цветных металлов, отходы полимерных материалов, пластика, полипропилена, полиэтилентерефталата, полиэтилена, полиэтилена высокой плотности, биоотходы и биомусор, стеклянные отходы и стеклянный бой. Отходы этих групп сдаются за определенную плату на дальнейшую переработку. Те ТБО, которые не попадают ни в одну из
групп, измельчаются и укладываются во внутреннее пространство карьера поверх подстилающего экрана.
Подстилающий экран состоит из минерального противофильтраци-онного слоя (например, тульские глины, которые очень часто составляют вскрышные породы) мощностью 0,5.. .1 ми дренажного слоя (известняковый щебень) мощностью 0,3...0,5 м с дренажными трубами.
Финальное перекрытие формируется из выравнивающего газодренажного слоя (известняковый щебень) мощностью 0,3...0,5 м, минерального противофильтрационного слоя (тульские глины) мощностью 0,3...0,6 м, защитного дренажного слоя (известняковый щебень) мощностью 0,3.0,5м и плодородного почвенного слоя мощностью 0,3.1 м.
Для организации полигона ТБО нет необходимости дожидаться полного извлечения полезного ископаемого (рис. 2). Формировать подстилающий экран и складировать ТБО можно по мере отработки карьера, причем производительность полигона ТБО будет примерно равна производительности карьера по полезному ископаемому.
Таким образом, можно сделать вывод, что карьеру нужен полигон ТБО для ликвидации дефицита закладочного материала, полигону ТБО карьер нужен для формирования подстилающего экрана и финального перекрытия. Рекультивация карьера-полигона ТБО производится более качественно, и при утилизации и реализации отсортированных ТБО карьер получает дополнительную прибыль.
D.O. Prochorov
OPEN PIT AND DOMESTIC WASTE DUMP IS PERSPECTIVE COMPLEX ENTERPRISE
Possibility of organizing complex enterprise by mining carbon mineral and utilization solid domestic wastes with following full-fledged revegetation was studied.
Key words: open cast mining, open pit, dump, solid domestic wastes, revegetation.
Получено 20.04.11
