Рекультивация земель, нарушенных геологическими и горными работами

     При выборе схемы и структуры механизации рекультивационных работ в первую очередь учитываются направление освоения восстанавливаемых земель, технология отвальных и вскрышных работ, состояние нарушенных участков и свойства вскрышных пород.

     Основное  требование рекультивации к технологии вскрышных отвальных пород сводится к созданию на отработанных землях биогеоценозов и форм рельефа, благоприятных для последующего освоения.

     Технология  горных работ должна обеспечить:

• селективную выемку пород, пригодных для биологической рекультивации, их транспортирование, хранение или непосредственное использование для рекультивации нарушенных земель;
• размещение непригодных и малопригодных пород в нижней части отвалов;
• компактную укладку вскрышных пород в  отвалы  для  снижения объема горно-планировочных работ;
• выполаживание откосов отвалов и бортов остаточных карьерных выемок;
• формирование оптимальных по геометрическим параметрам, негорящих и устойчивых отвалов;
• оптимальное изъятие и минимальные сроки использования земель в технологическом процессе;
• сокращение отрицательного влияния на окружающую среду, сохранение в зоне открытых разработок благоприятных экологических условий для растений и животных.

     Технологические схемы селективного отвалообразования  должны удовлетворять ряду требований, в частности:

• обеспечивать создание после выполнения планировочных работ рекультивационного слоя требуемой мощности и структуры из пород с благоприятными агрофизическими и агрохимическими свойствами в соответствии с направлением рекультивации и требованиями к качеству восстанавливаемых земель;
• предусматривать укладку в отвалы максимально возможного объема вскрышных пород наиболее производительным валовым способом;
• обеспечивать минимальные потери и разубоживание пригодных пород при их разработке, транспортировании и укладке.

     Установлено, что с целью уменьшения изъятия земель рационально: применение технологии отработки месторождений с внутренними отвалами; использование выработанного пространства карьеров для размещения вскрышных пород с разрабатываемых соседних участков; крупноплощадное расположение внешних отвалов в непосредственной близости от карьеров.

     При   большой   протяженности   месторождения  с  крутой   залежью полезного  ископаемого, когда внутреннее отвалообразование  невозможно, рациональна блочная  отработка карьерного поля с размещением пород в выработанное пространство предыдущего блока.

     Для сокращения сроков задалживания земель при внешнем отвалообразовании  целесообразен вариант форсированного возведения отвалов на проектную  высоту с односторонним подвиганием  фронта от границ земельного участка к его центру с одновременной отсыпкой всех отвальных ярусов и их последующей рекультивацией.

     Предпочтение  отдается отвалам, имеющим площадь  более 10 га и правильную геометрическую форму, максимально приближающуюся к квадрату, прямоугольнику или кругу. Такая форма отвала наиболее приемлема для рекультивации и последующего хозяйственного использования восстановленных земель.

     В процессе отсыпки и последующей  технической рекультивации отвалов с учетом направления хозяйственного использования земель возможно создание следующих основных видов рельефа их поверхности:

• плоская (платообразная) поверхность с небольшими уклонами (от 2 до 5°) для стоков избыточной воды - при сплошной грубой и чистовой планировке;
• волнообразная поверхность, сглаженная или с горизонтальными площадками с перепадами отметок рельефа отвала и чередованием участков с одинаковыми отметками - при частичной планировке, когда срезаются вершины гребней и выполаживаются их откосы;
• террасированная поверхность с чередованием террас одинаковой высоты и ширины - при выполаживании откосов одноярусных отвалов большой высоты и многоярусных отвалов, а также бортов карьеров.

     Способ  отсыпки определяет объем планировочных  работ. При планировке плоских (платообразных) отвалов, в том числе гидроотвалов, хвосто- и шламохранилищ, объем работ незначителен и составляет 0,01-0,05 м³/м². Во всех других случаях объем планировочных работ существенно выше.  Выбор форм рельефа рекультивируемых земельных участков определяется прежде всего необходимостью создания оптимальных условий для их последующего эффективного использования.

     Выполнение  операций технического этапа основным горнотранспортным оборудованием  требует изменения элементов  системы разработки и технологических схем горных работ, в частности, ширины вскрышной заходки, высоты уступов и подуступов, схемы расстановки экскаваторов в забоях, последовательности операций, прокладки новых транспортных коммуникаций, а также влияет на производительность этого оборудована и организацию горных работ, включая рекультивацию.

     В отдельных случаях (при бестранспортной  или транспортно-отвальной системе  разработки) при необходимости создания отвального массива со структурой, наиболее эффективной для целей рекультивации, может оказаться рациональной замена существующих горных машин     на другие с большими рабочими параметрами или переход на комбинированную систему разработки месторождения.

     По  мнению американских специалистов, основной объем работ по рекультивации  должен выполняться используемым на карьере оборудованием, а технология вскрышных и отвальных работ должна разрабатываться с учетом последующей рекультивации. При необходимости селективной разработки вскрышных пород могут применяться драглайны, хотя при бестранспортной системе это приводит к снижению производительности машин из-за увеличения времени цикла. При селективной разработке пород весьма эффективно применение роторных экскаваторов, но их использование ограничивается минимальной толщиной слоя, которая при работе крупных машин составляет 3-4 м.

     Министерство сельского хозяйства определило, что мелиоративный период при рекультивации земель, нарушенных горными работами, должен составлять не менее 5 лет.

     Затраты на выполнение биологической рекультивации  включают затраты на обработку земель, внесение удобрений, посев сельскохозяйственных культур и уборку урожая, устройство дренажных и оросительных систем, подвод воды, оборудование живых изгородей и выполнение других вспомогательных работ. Ежегодно на угольных разработках рекультивируется более 8 тыс. га.

     В последние годы принимаются новые законодательные акты и директивные документы, в которых требования к проведению горных работ значительно повышаются и конкретизируются. Так, Горным управлением штата Новый Южный Уэльс (Австралия) установлены следующие требования:

• при выборе способа разработки месторождения одновременно определяется способ рекультивации нарушенных земель;
• работы по рекультивации включаются в технологию горного производства;
• все затраты по восстановлению земель относятся на себестоимость добываемого полезного ископаемого;
• восстановленные земли должны иметь экономическую и эстетическую ценность не ниже, чем они имели до начала разработки месторождения.

     Административный  контроль за выполнением указанных  требований возлагается на муниципальные  советы, которые совместно с Комиссией штата по контролю за загрязнением окружающей среды и руководством горнодобывающей фирмы определяют условия эксплуатации месторождения и рекультивации отработанных земельных участков. 

     2. Опыт рекультивации в других странах 

     Большое внимание рекультивации земель, нарушенных горными работами, уделяется в социалистических странах.

     Наибольший  опыт в этом отношении накоплен в  ГДР, где рекультивационные работы ведутся планомерно уже более 30 лет. Нарушенные земли восстанавливаются для сельско-, лесо- и водохозяйственной использования и для других целей.

     В зависимости от направления рекультивации  работы могут выполняться в два  этапа (технический и биологический). При технической рекультивации особое внимание уделяют селективной разработке вскрышных пород и формированию отвалов Фитотоксичные породы укладывают в нижнюю часть отвала и перекрывают потенциально плодородными и плодородными породами мощностью от 0,8 до 5 м. Для выполнения этих работ обычно используют технологическое оборудование, применяемое на вскрышных работах, - роторные многочерпаковые цепные экскаваторы, транспортно-отвальные мостотвалообразователи и др. При необходимости проводят мелиорацию пород на поверхности отвалов, для чего применяют известь, буроугольную золу, минеральные удобрения в различных сочетаниях.

     Широко  используется фитомелиорация посредством  высева люцерны, донника и других трав.

     В США полная планировка нарушенных земель не является обязательным условием рекультивации. Результаты ряда исследований показывают, что при планировке отвалы могут уплотняться. Это приводит к снижению их способности поглощать влагу и развитию эрозионных процессов. Из двух видов планировки поверхности - сплошной и частичной (срезание верхушек гребней до ширины 2,5-5 м) - наиболее часто применяется вторая. Для лесопосадок не проводится полное выравнивание поверхности, так как проведенными исследованиями установлено, что приживаемость и скорость роста древесных культур выше при частичной планировке, в результате которой рекультивируемая поверхность, приобретает волнистый рельеф. Даже с учетом ручной посадки саженцев рекультивация неспланированных отвалов оказывается во всех отношениях эффективнее.

     При рекультивации земель в засушливых районах испытан новый метод, заключающийся в сохранении холмистой поверхности отвала, что способствует сбору дождевых вод. Незначительную верхнюю часть гребней срезают, а почвенный слой размещают в понижениях между ними. Дождевые воды стекают по откосам гребней, увеличивая таким образом увлажнение почвы. Для предотвращения водной и ветровой эрозии поверхность гребней обрабатывают вяжущими материалами.

     Интересное  решение принято по технологии горных работ и рекультивации на песчаных и гранитных карьерах.

     Затраты на рекультивацию изменяются в широких  пределах в зависимости от состояния нарушенности земель и направления их последующего использования. Удельные затраты на планировку поверхности отвалов колеблются от 123 до 1000 долл/га. Стоимость нанесения 15-30-сантиметроврго слоя почвы, ранее снятой и заскладированной в навалах, составляет 970-1450 долл/га, затраты на выполнение биологического этапа рекультивации, включающего высев трав, посадку кустарников или деревьев, - 80-320 долл/га. Например, общая стоимость рекультивации в штате Нью-Мексико в среднем составляет 2000 долл/га. По мнению американских специалистов, наиболее трудоемкой и дорогостоящей из всех операций является планировка отвалов. 

      Заключение 

      Итак, мы рассмотрели проблемы связанные с рекультивацией земель и требованиям для выполнения рекультивации. Подводя итог можно отметить, что в СССР существовал и был накоплен огромный опыт по рекультивации земель и использованию их. В наше время рекультивации уделяется не так много внимания, поскольку это дорогостоящий процесс и предприятию дешевле заплатить штраф за загрязнение окружающей среды, чем произвести рекультивацию после проведённых работ. Но значение рекультивации по прежнему велико и нужно всячески способствовать её возрождению и совершенствованию.

       Список использованной литературы. 

1. М.Е. Певзнер, В.П. Костовецкий и др. –  Экология горного производства, М.: Недра, 1990г. – 235с.
2. П.И. Томаков – Экология и охрана природы при открытых горных работах, МГГУ, 1994г. – 418с.