Результат интеллектуальной деятельности: Способ закрепления поверхности хвостохранилищ с использованием инертных материалов

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для рекультивации техногенных образований при консервации техногенных объектов.

Известен способ, заключающийся в приготовлении водного раствора поливинилового спирта и нанесении его на поверхность грунта (Патент РФ №2267514 «Способ зашиты грунтов от эрозии». МПК C09K 17/40. 10.01.2006. Авторы: Медко В.В., Чеверев В.Г.).

Недостатком этого способа является ухудшение аэрации и увеличение гидрофобности почвогрунтов.

Известен способ рекультивации хвостохранилищ, заключающийся в обработке заскладированных хвостов связующим составом, посев многолетних трав и уплотнение поверхностного слоя. При этом предварительно, для формирования почвообразующего слоя, производят обработку поверхности хвостохранилища цеолитовой гидросмесью при соотношении "цеолит-вода" 1:2 и рыхление поверхностного слоя (Патент №2513468 «Способ рекультивации хвостохранилищ». 20.04.2014. МПК Е21С 41/32. Авторы: Мязин В.П., Шекиладзе В.Т., Шильникова Т.Л., Размахнин К.К.).

Однако недостаток этого способа заключается в трудоемкости и долгосрочности осуществления операций для воспроизводства земель, отчуждаемых техногенными объектами горного производства.

Также известен способ восстановления нарушенных земель, заключающийся в посеве семян многолетних трав с покровной культурой при одновременном внесении минеральных удобрений. Посевы прикатывают и обрабатывают 3-7%-ной водной эмульсией латекса в количестве 1,5-3,0 л/м² (Патент №2030851 «Способ восстановления нарушенных земель». 20.03.1995. МПК А01В 79/02. Авторы: Месяц С.П., Калацкая М.Н., Кириллова Л.А., Сентябрева И.А.).

Недостатком известного способа являются высокие трудозатраты по использованию водорастворимых латексов, добавление минеральных удобрений, низкая эффективность формирования почвообразующего слоя для прорастания семян.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является способ рекультивации, предусматривающий последовательное покрытие загрязненной токсическими веществами площадки слоями - сначала цеолитсодержащей породой, затем карбонатной глиной, смесью почвы с полиакриламидным полимером АК-639 марки В-415К в объемном соотношении 100:1, а также слоем почвы. Последующее залужение поверхности проводят с использованием корневищных многолетних трав костреца и пырея в весовом соотношении семян 1:1 и нормой высева 20 кг/га. Способ обеспечивает снижение в загрязненной почве содержания основных продуктов деструкции загрязняющих веществ до уровня ПДК (Патент РФ №2329882 «Способ рекультивации загрязненных земель», 27.07.2008. МПК В09С 1/08. Авторы: Иванов А.И., Иванов П.А., Стаценко А.П.).

Недостатком предложенного способа рекультивации загрязненных земель является большая трудоемкость, сложность выполнения мероприятий, высокая стоимость рекультивационных работ.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является сокращение сроков рекультивации, повышение надежности закрытия поверхности хвостохранилища, обеспечение экологической безопасности отходов хвостохранилища, снижение затрат.

Поставленная задача достигается тем, что в способе закрепления поверхности хвостохранилищ, заключающемся в последовательном покрытии загрязненной площади слоями, согласно изобретению, в качестве слоев используют инертные материалы, мощностью до 0,5 м в следующей последовательности: потенциально плодородные вскрышные породы, песчано-гравийные смеси, вермикулит, золошлаковые отходы.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

На поверхность хвостохранилища наносят слой потенциально плодородных вскрышных пород, далее слой песчано-гравийной смеси и вермикулита, а затем слой золошлаковых отходов.

Практически способ реализуется горнотехническими средствами, используемыми на горнодобывающих предприятиях. Поверхностный слой формируют путем отсыпки инертного материала на поверхность отходов. Отсыпанный слой выполняет функции корнеобитаемого и изоляционного слоя. В результате токсичные отходы, складированные в хвостохранилище, остаются изолированными на весь период хранения. В процессе зарастания поверхности растительные сообщества корнями проникают в глубину отсыпанного слоя, но не проникают в материал отходов.

Дня создания условий долголетнего функционирования растительных сообществ организуют мониторинг и проводят корректировку состава растительного покрова и свойств корнеобитаемого слоя. При необходимости для улучшения условий произрастания растений проводят различные мероприятия, в том числе, используют потенциал биологических систем, с последующей посадкой растений, устойчивых к неблагоприятным условиям.

Исследование выполнено за счет средств Российского научного фонда (проект №15-17-10016), Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет"