WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

При сельскохозяйственном использовании карьерных выемок и прилегающих территорий обустройство может проводиться для выращивания овощей, зелени, создания пашни, залужения для восполнения кормовой базы и.т.д.

Возможные виды нарушенных земель при разработке известняков-ракушечников и направления их использования после рекультивации приведены ниже:

Сухие выровненные карьерные выемки могут быть использованы в сельско-, лесо- и водохозяйственных производственных целях;

Глубокие или среднеглубокие обводненные карьерные выемки – равнинная, не подтопляемая грунтовыми водами поверхность для сельскохозяйственного использования, по бортам лесозащитные насаждения, обводненная часть карьеров – рекреационное использование;

Терассированные или гребневидные отвалы отходов камнепиления или пород вскрыши могут быть залужены с целью восполнения кормовых угодий, местами под овощеводство, под лесопосадки;

Сочетание глубоких карьерных выемок и высоких внешних отвалов гребневидных или конических – под лесопосадки противоэрозионного, водоохранного, санитарно-защитного направлений, сельскохозяйственное использование отвалов.

Определен весь комплекс природоохранных рекультивационных мероприятий и работ, исходя из основных целей рекультивации и использования нарушенных земель при разработке месторождений известняков-ракушечников.

Рассмотрены следующие этапы рекультивации:

Подготовительный этап, который начинается с проведения инвестиционного обоснования мероприятий и заканчивается разработкой рабочей документации;

Технический этап – инженерно-техническая часть проекта, направленная на подготовку нарушенных земель для ликвидации последствий антропогенной деятельности и решения задач биологической рекультивации;

Данный раздел работы посвящен вопросам подготовки территории к различным видам целевого назначения. Определены основные требования и виды ландшафтно-восстановительных и экоохранных работ в зависимости от целевого назначения рекультивируемых земель. Освещены вопросы инженерной защиты восстанавливаемых территорий, которая включает мероприятия по отводу поверхностных вод, защите от подтопления и заболачивания, борьбе с оврагообразованием и эрозией почв, устройству дорог, подъездов и других сооружений.

Биологический этап – завершающий этап рекультивации, включающий озеленение, лесное строительство, биологическую очистку почв, агромелиоративные и фиторекультивационные мероприятия, направленные на восстановление процессов почвообразования. По ГОСТ 17.5.1.03 – 86 известняки-ракушечники относятся к карбонатным, скальным породам, к 3-й группе по пригодности для биологической рекультивации, непригодные по физическим свойствам, хотя не являются фитотоксичными. Поэтому их породные отвалы должны быть спланированы и засыпаны слоем потенциально плодородных грунтов, пригодных для развития корневой системы растений в пределах искусственно насыпаемого слоя, то есть должен быть сформирован корнеобитаемый горизонт, мощность которого зависит от назначения участка: для пашни не менее 0,6 м, для лесопосадок – 1…. 2 м и 0,7 м для сенокосов.

Пятая глава диссертации посвящена разработке способов и технологий переработки и использования отходов камнепиления известняков-ракушечников в строительстве.

Для обоснования пригодности отходов камнепиления известняков-ракушечников для использования в строительстве определены их физико-механические характеристики и определена пригодность отходов для создания новых строительных материалов.

Заполнители, получаемые при дроблении горных пористых пород и отходов их добычи, как и сами эти породы, отличаются большим разнообразием свойств, определяемых их структурой, химическими и минералогическими свойствами. Одним из главных условий возможности переработки и использования отходов камнепиления известняков-ракушечников является, соответствие основных свойств получаемых материалов требованиям гостов. Поэтому в работе рассмотрены основные характеристики и требования к заполнителям из отходов камнепиления пористых горных пород. Приведены результаты исследования физико-механических характеристик заполнителей из отходов камнепиления известняков-ракушечников Дагестанских карьеров.

Испытание заполнителей фракций 5 – 20 и 20 – 40мм, показало, что такие крупные пористые известняковые заполнители можно отнести к маркам 50; 75; 100, насыпная плотность составляет 800 –950 кг /м3. Межзерновая пустотность составляет 45 –55 %. Прочность при сжатии зависит от их начальной влажности и находится в пределах 0,4 – 10 МПа. Следовательно, они могут быть рекомендованы в качестве крупных заполнителей для получения легких бетонов. Пески, получаемые при переработке отходов камнепиления известняков-ракушечников, относятся к мелким пескам и пригодны для использования в легких бетонах в качестве мелкого заполнителя. Они имеют насыпную плотность 1100…… 1150 кг /м3, а пустотность их не превышает 50 %.

Рассмотрено оборудование и технологии для переработки отходов камнепиления в заполнители для бетонов. Технологическая схема получения заполнителей из отходов камнепиления горных пород состоит из камнедробилки, транспортеров и сортировочной установки.

Данная глава диссертационной работы посвящена также разработке методики подбора состава легкого бетона на пористых заполнителях. При проектировании составов легких бетонов по существующим методикам, рекомендуется применять зависимости прочности бетонов от активности цемента и цементно-водного отношения или от активности и расхода цемента. То есть зависимости вида: R = A* R ц * (Ц/В – Б) или R = К о * Rц *(Ц - Со). Влияние вида и свойств заполнителей при прочих равных условиях учитывается входящими в формулу коэффициентами и свободными членами: А, Б, К0, и С0.

Недостатком существующих методик проектирования составов легких бетонов является то, что в них не учитывается влияние объемной концентрации крупного заполнителя на прочность бетона. Кроме того, значения коэффициентов и свободных членов, входящих в формулы прочности бетона, должны определяться для каждой породы и каждого месторождения. В ходе исследований нами в работе получены зависимости водопотребности бетонной смеси от водопотребности заполнителей (рисунок 10. и 11.), с учетом требуемой удобоукладываемости бетонной смеси. Зависимости водопотребности заполнителей от их зернового состава и средней плотности (рисунок 12.). А также зависимости прочности бетона от цементно-водного отношения, активности цемента, прочности, качества и концентрации заполнителей (рисунок 13, 14, 15.).

В основу разработанной в работе методики проектирования состава легкого бетона на пористых заполнителях легли выведенные по полученным зависимостям формулы:

Вб.см.подвиж. = 4* [25 + 1,5* (Вкр. + Вп.) +О. К.], кг/м3, (3)

Вб. см.жестк. = 4* [25 + 1,5* (Вкр. + Вп.) – 0,1* Ж.], кг/м3, (4)

где Вб.см.подвиж.–водопотребность подвижной бетонной смеси;

Вб.см.жестк.– водопотребность жесткой бетонной смеси.

О. К. – осадка конуса бетонной смеси, см.; Ж. – жесткость бетонной смеси, с.

Вкр. = в / Рз.кр. * (3а5 +1,5 а10 + 0,75 а20 + 0,375 а40), % (5)

где Вкр- водопотребность крупного заполнителя, аi - частные остатки на ситах, %

В =50 для гравия; в = 80 для щебня.

Б) водопотребность мелкого заполнителя.

Вп. = 18 / з.п. * (а5 +2 а2,5 +4а1,25 + 8а0,63 + 16 а 0,315 +32 а 0,14 + 64 а <0,14), % (6)

где Вп- водопотребность мелкого заполнителя, аi - частные остатки на ситах, %

Rб. = Ц / 0.05 * В – А * / 0,3 * Rкр. + 0,05 * Rц., (7)

где Rб.= Вб / 0,778 - прочность легкого бетона на сжатие в возрасте 28 суток, Мпа; Вб. – класс бетона по прочности на сжатие, Rц. – активность (марка) цемента, МПа; Rкр. – прочность крупного заполнителя при сдавливании в цилиндре, Мпа; А – коэффициент, зависящий от вида мелкого заполнителя- А = 50 для плотных песков; А = 70 для пористых песков; - коэффициент насыщения бетона крупным заполнителем. Определены основные физико-механические свойства бетонов на заполнителях из известняков-ракушечников Дагестанских карьеров, запроектированных по разработанной в работе методике.

Анализ полученных результатов показывает, что при расходе цемента 200 …..230 кг/м3 на заполнителях из известняков-ракушечников можно получить бетон прочностью 5…..10 МПа, что соответствует маркам М50, М75, М100. Средняя плотность таких бетонов в естественных условиях составляет 1800 - 1900 кг/м3, а в сухом состоянии 1700 – 1720 кг/м3. По морозостойкости эти бетоны выдерживают от 75 и более циклов замораживания и оттаивания, водопоглощение завершается через двое суток после затворения, водонепроницаемость колеблется в широких пределах от W 2 до W 8, коэффициент размягчения находится в пределах от 0,65 до 0,88.

Так как, со снижением средней плотности легких бетонов связана возможность получения менее теплопроводного бетона, то в работе теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения легких бетонов со средней плотностью Р=1400 кг/м3, используя отходы винной промышленности. При взаимодействии винной кислоты С4 Н6 О6 с карбонатом кальция СаСО3 образуется углекислый газ, искусственно повышающий пористость цементно-песчаного раствора, уменьшая тем самым плотность самого бетона. Зависимость средней плотности бетона от расхода добавки дана на рис. 16. На рисунке17. представлена зависимость теплопроводности и средней плотности бетона от расхода добавки. При расходах добавки в количестве 0,02 %…..0,35 % от массы цемента можем получать легкие бетоны со средней плотностью 1400 – 1600 кг/м3.

Шестая глава диссертации посвящена оценке эколого-экономической эффективности переработки отходов камнепиления известняков-ракушечников и рекультивации нарушенных земель, с определением величины предотвращенного ущерба за счет проведения природоохранных мероприятий.

При разработке каменных месторождений увеличивается антропогенная нагрузка на окружающую природную среду и количество нарушенных земель, огромные площади земель занятые отвалами отходов и пород вскрыши надолго изымаются из сельскохозяйственного оборота.

Такая специфика разработки пильных камней из известняков предопределяет важность учета природоохранных и ресурсосберегающих факторов при оценке и разработке данных месторождений. Использование этих технологических отходов (отвалов) может явиться большим резервом сырьевой базы для производства химических мелиорантов и строительных материалов, что приведет как к объемному наращиванию этих запасов, к улучшению их количественной, качественной и территориальной структуры. Вследствие этого, с учетом природоохранных и ресурсосберегающих факторов, переработка отходов (отвалов) камнепиления имеет большое практическое значение.

Учитывая актуальность проблемы, данная глава диссертационной работы посвящена определению зколого-экономической эффективности переработки и использования отходов, а также рекультивации нарушенных земель при добыче пильного стенового камня. В целях решения данной задачи даны методики расчетов эффективности переработки отходов камнепиления и рекультивации нарушенных земель. Определена величина предотвращенного экологического ущерба от нарушения и захламления почв и земель Дербентского района отходами камнепиления известняков-ракушечников. По данным земельного комитета Дербентского района Дагестана, на территории этого района на данный момент функционируют 8 карьеров на площади 112,5 га, общая площадь территории нарушенной при камнедобыче составляет 250 га. В 2 карьерах разработка пильного камня только закончилась, а на площади 42 га проведена рекультивация.

Экологический ущерб от ухудшения и разрушения почв и земель под воздействием антропогенных (техногенных) нагрузок выражается главным образом в: деградации почв и земель; загрязнении земель химическими веществами; захламлении земель несанкционированными свалками, другими видами несанкционированного и нерегламентированного размещения отходов. Величина предотвращенного ущерба наносимого природной среде, в соответствии с Временной методикой, утвержденной Госкомэкологии РФ в 1999г., определяются дифференцированно по видам природных ресурсов (вода; атмосфера; земельные ресурсы, включая загрязнение и захламление отходами; лесные ресурсы; биоресурсы).

Суммарная величина предотвращенного ущерба от ухудшения и разрушения почв Дербентского района составит: Упр = Упрд + Упрс = 14603,4 + 86925 = 101528,4 тыс. руб. (в ценах 1998г.)

Заключение

На основе обобщения результатов экспериментальных и теоретических исследований выполненных в области переработки и использования отходов камнепиления известняков-ракушечников и рекультивации нарушенных в процессе камнедобычи земель, в заключении по диссертации могут быть сформулированы следующие выводы и рекомендации:

1. Отработанные карьеры известняков – ракушечников представляют собой источник загрязнения окружающей среды, непосредственно воздействующей на атмосферный воздух, прилегающие территории, изменяя их почвенный и растительный покров, гидрологический и гидрогеологический режимы.

2. Рекультивация отработанных карьерных выемок, ликвидация отвалов с помощью рекомендуемых способов обеспечивает возврат и народнохозяйственную ценность нарушенных земель.

3. Тонкие фракции отходов камнепиления, содержащие значительное количество СаСО3 могут эффективно использоваться при регулировании кислотности почвы с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных земель. Требуемый объем для известкования почв Республики Дагестан (Д ф = 22,6 млн.т) может быть обеспечен отходами камнепиления.

4. На загрязненных землях внесение тонких фракций отходов камнепиления позволяет регулировать соотношение подвижных соединений тяжелых металлов в почве. Наибольшее поглощение почвой кадмия наблюдается при рН =6.5-10.0, а свинца – рН =6.0-9.5.

5. Для прогнозирования изменения содержания тяжелых металлов в почве при известковании тонкими фракциями отходов камнепиления целесообразно использовать программу А.И. Голованова, модернизированную с учетом полученных зависимостей изменения подвижности тяжелых металлов от кислотности почвы и зависимостей коэффициента сорбции от коэффициента подвижности металлов.

6. Результаты прогноза показывает, что при заданном уровне загрязненности почв, после внесения отходов камнепиления уже в первый год наблюдается снижение содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве. Такой способ использования известковых отходов при рекультивации загрязненных сельскохозяйственных или приусадебных земель обеспечивает получение экологически чистой продукции и безопасность здоровью населения

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»