UA155114U

UA155114U - Спосіб біологічної рекультивації відвалів відходів вуглевидобування

Info

Publication number: UA155114U
Application number: UAU202303413U
Authority: UA
Inventors: Олександр Станіславович Ковров; Сергій Анатолійович Красовський
Original assignee: Національний технічний університет "Дніпровська політехніка"
Priority date: 2023-07-12
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2024-01-17

Abstract

Спосіб біологічної рекультивації відвалів відходів вуглевидобування включає нанесення суміші з насінням у вигляді композитних брикетів на поверхню відвалів гірських порід. Попередньо виготовляють суглинисто-біогумусні брикети з суміші природного суглинку, біогумусу, агар-агару та домінантних трав'янистих дикоростучих видів рослин сімейства злакових (Роасеае), хобових (Fabaceae) та хрестоцвітих (Brassicaceae) з подальшим розташуванням брикетів у шаховому порядку на укосах та терасах відвалів відходів вуглевидобування.

Description

Корисна модель належить до галузі екології, а саме стосується способів біологічної рекультивації відвалів відходів вуглевидобування із застосуванням методу фіторемедіації.

Спосіб може бути застосований під час біологічної рекультивації вугільних відвалів вуглевидобування, в екологічному контролі забруднених грунтів на гірничо-видобувних, промислових та забруднених територіях з низькою вологістю і високою температурою задля повернення цих територій до стану родючості та використання їх у секторі сільського господарства та зменшення впливу відвалів відходів вуглевидобування і забруднюючих речовин, що в них містяться, на навколишнє середовище.

Відомий спосіб біологічної рекультивації грунтів породного відвалу вугільних шахт від важких металів (патент ША Мо 50789, "Спосіб очищення грунтів породного відвалу вугільних шахт від важких металів"|1. У даному способі пропонується розпушувати родючий шар грунту, вносити мінеральні добрива, що виготовляють у вигляді капсул з природним сорбентом нітроамофоскою 800-50 г на 100 ме, та використовувати як рослини-акумулятори - або ріпак, або суріпицю, або тифон.

Недоліками даного способу є виконання трудомістких процесів у вигляді розпушення землі та процесу виробництва гранульованих капсул. Дані капсули розраховані на використання на кислих грунтах, які мають низький рівень рН. Після акумулювання запропонованими рослинами важких металів виникає потреба в утилізації отриманої біомаси.

Відомий спосіб біологічної рекультивації породних відвалів від важких металів |патент ОА Мо 99692, "Спосіб використання видів рослин з САМ-метаболізмом для локального озеленення породних відвалів вугільних шахт"|Ї. Рослини з САМ-метаболізмом є стресостійкими до фізико- хімічних умов відвалів відходів вуглевидобування. Його реалізація здійснюється у виробництві борозенок шириною 10 см, глибиною 15 см та наступним присипанням тонким шаром породи та подальше висаджування рослин посадковим методом.

Недоліками способу є трудомісткість та ресурсовитратність, залучення додаткової фізичної сили для висаджування рослин посадковим методом, що зумовлює створення додаткових дій та процесів у вигляді попереднього вирощування рослин та їх транспортування на вугільний відвал. Даний спосіб біологічної рекультивації спрямований на локальне озеленення території вугільних відвалів.

Найбільш близьким аналогом корисної моделі за технічною суттю та досягненням результату є спосіб біологічної рекультивації укосів породних відвалів (патент ОА Мо 127027, "Спосіб біологічної рекультивації укосів породних відвалів"|1. У даному способі використовуються композитні суглинисто-чорноземні брикети з насінням диких злаків, що з'єднують між собою у ступінчату стрічку з формуванням гантелеподібної касети, яку закріплюють на верхній бровці укосу відвалу.

Недоліком даного способу є те, що брикети виготовляють із вологої суміші субстрату, що робить структурну форму брикету вразливою при транспортуванні з потенційною втратою початкової форми даного брикету. Використання рослин тільки із сімейства диких злаків обмежує процес біологічної рекультивації, впливаючи на час фіторемедіації та загальне заселення рослин. Даний спосіб розрахований тільки на рекультивацію укосів відвалів та потребує певні трудомісткі роботи для виготовлення гантелеподібної касети та внаслідок неконтрольованого спускання по укосах відвалу, що визвано нерівністю поверхні укосу відвалу та наявністю певних фізичних перешкод у вигляді гірської породи, може нести нерівномірне розташування ступінчастої стрічки з брикетами.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб біологічної рекультивації відвалів композитними брикетами, в якому введенням нових технологічних операцій у вигляді спрощення процесу виготовлення брикетів, збільшення їх міцності та надійності, досягається можливість створення особливих умов для росту рослин на відвалах відходів вуглевидобування та створення стійких рослинних угруповань з мінімізацією процесів вітрової та водної ерозії, за рахунок чого підвищується ефективність управління станом довкілля та екологічної безпеки об'єкта.

Поставлена задача вирішується тим, що у способі біологічної рекультивації відвалів відходів вуглевидобування, що включає нанесення суміші з насінням у вигляді композитних брикетів на поверхню відвалів гірських порід, згідно з корисною моделлю, попередньо виготовляють суглинисто-біогумусні брикети з суміші природного суглинку, біогумусу, Агар-Агару та домінантних трав'янистих дикоростучих видів рослин сімейства Злакових (Роасеає), Бобових (РГарасеає) та Хрестоцвітих (Вгаззісасеає) з подальшим розташуванням брикетів у шаховому порядку на укосах та терасах відвалів відходів вуглевидобування, що створює умови для росту рослин та розвитку рослинних угруповань, які адаптовані до характерних кліматичних зон бо України.

Корисна модель пояснюється схемою розташування композитних суглинисто-біогумусних брикетів 1 на поверхні відвалу 2.

Спосіб реалізують наступним чином. У пластикових прес-формах із заданими параметрами і внутрішньою порожниною формують композитний брикет 1. В прес-форми засипають суміш природного суглинку, біогумусу, насіння рослин сімейства Злакових (Роасеає), Бобових (Гарасеає) та Хрестоцвітих (Вгаззісасеає). Для фіксування форми брикету дану суміш заливають розчином Агар-Агару і витримують в стандартних умовах до стабілізації Агар-Агару.

До складу композитно суглинисто-біогумусного брикету 1 входять природний суглинок (60 95-85 95) та біогумус (10-30 95), Агар-Агар (4-5 95), насіння рослин (3-7 95) із сімейства

Злакових (Роасеає) - Ячмінь мишачий (Н. птигіпит), Стоколос японський (В. |аропісабв),

Стоколос безостий (В. іпегптіб5 ПпоЇшб), Вівсюг звичайний (А. Таїша), Грястиця збірна (басіуїїв),

Стоколос гіллястий (В. гатоза); Бобових (Рабасеає) - Горох (Різит), Конюшина (Тгітоїїшт);

Хрестоцвітих (Вгаззісасеає) - (Гірчиця (5іпаріз), Грицики звичайні (СарзейПйа Бигза-равіогів І.).

Більшість запропонованих рослин є дворічним, що дає змогу їм повторно проростати, з подальшим процесом самозаростання вугільного відвалу в характерних кліматичних зонах.

Брикети 1 розташовують на породному відвалі 2 в періоді квітень-травень, на початку вегетаційного періоду даних рослин. На площі 1 м", для ефективного процесу біологічної рекультивації та покращення фіторемедіаційних властивостей рослин, рекомендується використовувати 14 брикетів, які розташовані в умовно шаховому порядку на рівновіддаленій відстані один від одного у три ряди. В першому і третьому рядах розташовано по п'ять брикетів, а в другому - чотири. Кількість брикетів залежить від загальної площі відвалу.

Внаслідок атмосферних опадів та інших природних чинників брикет 1 розм'якшується та розмокає, що створює особливі умови для росту рослин. При формуванні композитного брикету 1 використовуються біологічні матеріали, які не створюють додаткового антропогенного навантаження на відвали відходів вуглевидобування, що робить даний метод максимально екологічним.

Таким чином, за рахунок спрощеного процесу виготовлення та розташування брикетів 1 знижується трудомісткість процесу, за рахунок введення фіксуючої речовини - Агар-Агару збільшується міцність та надійність структури брикету, що дозволяє тримати форму брикету при

Зо транспортуванні та розміщенні його на території відвалу, фіксується насіння рослин в композитному брикеті в межах зони комфорту росту рослин, а різноманіття насіння рослин покращує процес фіторемедіації. Такі брикети можна розташовувати як на укосах, так і на терасах, вони не потребують додаткової фіксації за рахунок власної ваги та форми.

Спосіб біологічної рекультивації відвалів відходів вуглевидобування дає змогу ефективно проводити процес фіторемедіації в умовах характерних кліматичних умов, дозволяє створити первинний рослинний покрив, з розрахунком на подальше створення сприятливих умов для рослин вищих класів, зменшує техногенний вплив відвалу на навколишнє середовище за рахунок зменшення вітрової та водної ерозії.

Claims

40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб біологічної рекультивації відвалів відходів вуглевидобування, що включає нанесення суміші з насінням у вигляді композитних брикетів на поверхню відвалів гірських порід, який відрізняється тим, що попередньо виготовляють суглинисто-біогумусні брикети з суміші

45 природного суглинку, біогумусу, агар-агару та домінантних трав'янистих дикоростучих видів рослин сімейства злакових (Роасеає), бобових (РГабасеає) та хрестоцвітих (Вгав5ісасеає) з подальшим розташуванням брикетів у шаховому порядку на укосах та терасах відвалів відходів вуглевидобування.

! Рі : т

: . . 5. ї З Є т к : у : . дггесоттнттен о А : і Х ; і ні Е ! у ; і Я і хе І З і З Вапняні кн спонт ост кск ак кн кн кА КА КАК КА оодвовоаооггогоогогеотогеосогосогоссосої