План рекультивации карьера. Строительные отходы на рекультивацию карьеров. Рекультивация песчаных карьеров

8.Рекультивация карьера

Под рекультивацией земель понимают комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и хозяйствен­ной ценности нарушенных земель, а также улучшение условий окружающей среды.

Нарушенными считают земли, утратившие свою хозяйственную ценность или отрицательно влияющие на окружающую среду (ухудшение почвенных и гидрологических условий, образование отвалов и др.). Поэтому восстановлению (рекультивации) подле­жат породные отвалы карьеров и шахт, открытые горные выра­ботки, провалы поверхности на шахтных полях, хранилища отхо­дов, отвалы шлаков и другие земельные участки, поврежденные и загрязненные в результате деятельности промышленных предприятий, строительных геоло­горазведочных и изыскательских организаций.

Рекультивацию земель можно проводить в один или два этапа: техническая и биологическая рекультивация.

Техническая рекультивация включает снятие, складирование и сохранение плодородного слоя почвы, а такжe потенциально плодородных пород и при необходимости транспортировку их к новому месту укладки; раздельную выемку и складирование по­тенциально плодородных вскрышных пород; горно-планировоч­ные работы по выравниванию поверхности нарушенных земель, выполаживанию откосов отвалов и выемок; покрытие рекульти­вируемых поверхностей плодородным слоем почвы; при необхо­димости строительство подъездных путей и проведение противоэрозионных и культуртехнических мероприятий (включая стро­ительство гидротехнических сооружений, дренажной сети, рас­корчевку древесно-кустарниковой растительности, удаление кочек, уборку камней); химическую мелиорацию токсичных пород и загрязненных почв.

Техническую рекультивацию выполняют горные предприятия, а также организации, проводящие строительные, изыскательские и другие работы, связанные с нарушением почвенного покрова.

При планировке поверхности под пашню уклон рекультиви­руемого участка не должен превышать 20, для сенокосов и паст­бищ - 2 ...4, для посадки садов и ягодников - 50, недопустимо образование котловинных форм рельефа и микропонижений глу­биной более 30 см. На выровненную поверхность после усадки грунта наносят плодородный слой почвы. Мощность этого слоя для возделывания технических и овощных культур принимают 70 ... 80 см, зерновых колосовых, многолетних и однолетних трав - 30 ... 60 см. При закладке сада почву и потенциально пло­дородный слой породы вносят в посадочные ямы объемом не менее 1 м З.

Биологическая рекультивация включает комплекс агротехни­чecкиx и других мероприятий по восстановлению плодородия почв, повышению продуктивности сельскохозяйственных и лес­ных угодий, освоению водоемов, возобновлению флоры и фауны, а также устранению отрицательного воздействия нару­шенных земель на окружающую среду.

Биологическую рекультивацию выполняют землепользовате­ли, которым передают (возвращают) землю с выполненной тех­нической рекультивацией.

При биологической рекультивации земель под пашню подби­рают сельскохозяйственные культуры и мелиоративные севообо­роты, устанавливают нормы и периодичность внесения органи­ческих и минеральных удобрений, а также химических мелио­рантов, разрабатывают технологии обработки почвы.

Освоение рекультивируемых земель начинают с выращивания многолетних трав в течение 3 ...4 лет с запахиванием зеленой массы как сидерата. В случае, если техническим этапом не пред­усмотрено нанесение гумусированного слоя почвы и поверхность сложена потенциально плодородными породами, в мелиоратив­ных севооборотах предусматривают 6 ... 8-летнее возделывание бо­бовых трав.

Нормы внесения минеральных удобрений на рекультивируе­мых землях увеличивают в 1,5 ... 2 раза, навоза - в 2 раза по сравнению с нормами, рекомендуемыми для продуктивных зе­мель.

В проектах также предусматривают увеличение на 50 % нормы высева семян многолетних трав по сравнению с обычными. Состав травосмесей устанавливают в соответствии с зональ­ными особенностями. Отвальную вспашку намечают на глубину 22 ... 30 см (в зависимости от зоны) с почвоуглублением для улучшения водно-воздушного режима и более глубокого проникновения корневой системы растений в подпахотный горизонт.

Состав, содержание, порядок разработки, согласования и утверждения рабочих проектов рекультивации земель, а также ос­новные требования к изысканиям, проектированию и производ­ству работ зависят от объекта рекультивации (карьерные выемки, шахтные отвалы и др.), направления рекультивации (сельскохо­зяйственное, лесохозяйственное, водохозяйственное, строитель­ное и др.), периода времени, истекшего с момента окончания процесса нарушения земель и др. Составление рабочих проектов рекультивации нарушенных земель заключается в подготовительных камеральных и полевых работах; составлении проекта и изготовлении документов. Если необходимо, то проводят топографические, инженерно-геологи­ческие изыскания и почвенные обследования.

На основе материалов подготовительных работ разрабатывают задание на проектирование, в котором указывают общие сведе­ния об объекте, возможные направления рекультивации, требо­вания к проектным решениям, расчеты затрат на весь объем работ по очередям и условия производства работ. К заданию на проектирование прикладывают ситуационный план с указанием объектов рекультивации, дорог и т. д. При составлении рабочего проекта из возможных направлений рекультивации нарушенных земель, на­меченных в задании на проектирование, выбирают оптимальное и разрабатывают комплекс мероприятий по охране и воспроиз­водству природных и земельных ресурсов, эффективному ис­пользованию запасов плодородного слоя почвы.

Рекультивации в первую очередь подлежат участки нарушен­ных земель, оказывающих активное неблагоприятное воздейст­вие на окружающую среду. К ним относят глубокие карьеры, ямы и т. д., вызывающие на прилегающих землях иссушение или эрозию почвы, отвалы отходов обогатительного производства, золото отвалы с наличием токсичных веществ, загрязняющих по­чвенный покров и грунтовые воды. Направление рекультивации в значительной степени зависит от наличия пород, пригодных для рекультивации. В зависимости от химического и механического состава, а также инженерно-геологических показателей горные породы при проведении биологической рекультивации делят на: пригодные, малопригодные и непригодные, а пригодные, в свою очередь, ­на плодородные и потенциально плодородные, в соответствии с содержанием в них гумуса. Целевое использование рекультивируемых земель в большей степени определяется также характером их обводнения (иссу­шенные, сухие, влажные, переувлажненные и т. п.).

Для рыбного хозяйства в основном используются глубокие карьеры из-под глин и суглинков, а также в местах, где необходимо иметь водоемы для хозяйственных целей.

При рыбохозяйственном использовании рекультивируемых земель после планировки ложе водоема рыхлят на глубину 5…7 см и вносят 1…3 ц/га перегноя или навоза. Кислые почвы одновременно известкуют (до рН >7). Вода должна быть пригодной для жизни рыб. Фосфорные и азотные удобрения вносят как по сухому ложу, так и по воде. Норма минеральных удобрений за сезон составляет: аммиачной селитры 2…5, суперфосфата 1…2,5 ц/га. Аммиачную воду вносят за 7 дней до затопления пруда.

При производстве работ методом гидромеханизации рекультивации подлежат обводненный карьер и территории, занятые под отвалы песка, гравия, торфа.

После завершения выемки грунта обводненный карьер можно считать безупречным с санитарной точки зрения.

В процессе эксплуатации водоема вода может загрязняться не только за счет внешних загрязняющих веществ, поступающих с прилегающей территории, но и за счет биологической жизнедеятельности самого водоема, способствующей уменьшению подпитки грунтовыми водами из-за кольматации дна водоема взвешенными частицами, препятствующими непрерывному водообмену. Поддержание качества воды становится проблемой саморегулирования водоема. Поэтому в состав работ по необходимо включать все возможные мероприятия по нейтрализации загрязнений на подступах к водоему, а развивающаяся водная растительность и животный мир должны обеспечивать чистоту водоема за счет саморегулирования.

Качество воды часто страдает не от количества непосредственных загрязняющих веществ, а из-за общего избытка питательных веществ, возникающего либо за счет притока извне, либо вследствие подкормки рыб и большого скопления водоплавающих птиц. Избыточное накопление питательных веществ оказывает негативное влияние на застойные, мелководные водоемы, приводящее к нарушению биологических процессов регенерации.

Глубина водоема также имеет важное значение для саморегенерации и дальнейшего его использования и формируется в процессе выемки грунта. Глубина разработки определяется залеганием пригодных грунтов самого месторождения и способом их добычи.

При выемке грунта обеспечивается глубина разработки до 18…20 м, что способствует образованию достаточно глубоких, биологически стабильных водоемов.

Таким образом, при рекультивации и обустройстве обводненных карьеров следует руководствоваться тем, что при производстве выемки грунта необходимо создание ровного и плоского дна, а для того чтобы впоследствии водоем можно было использовать длительное время без значительного ухудшения качества воды, его ми­нимальная глубина должна составлять не менее 2 м при минимальном сезонном уровне колебания воды.

Мелкие водоемы быстро загрязняются и зарастают водными рас­тениями, становясь непригодными для использования.

В небольших водоемах, образовавшихся в карьерах площадью до 3 га, наиболее вероятен экологический дисбаланс, и их рекультивация менее эффективна по сравнению с рекультивацией водоемов, образуемых в крупных карьерах.

Обустройство и формирование ландшафта будущего водоема зависят от придаваемой в плане формы карьерной выработки и уровня залегания грунтовых вод. Из условий производства работ по добыче грунтового материала карьерам стараются придать в плане, как правило, прямоугольную форму с соотношением сторон L = 2В, где L и В - длина и ширина карьера, с отведением по его периметру полосы земли для складирования в кавальерах вскрышного слоя почвы и защиты соседних земельных участков.

При глубоком залегании уровня грунтовых вод после выемки грунта в таких карьерах образуются высокие и сухие склоны, недостаточно устойчивые к эрозионным процессам. Внешний вид склонов и форма их очертания плохо удовлетворяют условиям формирования ландшафта водоема. После завершения работ в таких карьерах необходимы устройство плавных сопряженных плоскостей откосов и горизонтов выработки с естественной поверхностью земли и придание овальных форм береговой линии (рис. 7.1) .

Рис. 7.1. Карьерные разработки

а - форма (прямоугольная) разработки карьера в плане; б - формирование извилистой береговой линии при выемке грунта в карьере

Очертание откосов карьеров определяется их устойчивостью и возможностью использования выработанного пространства в качестве искусственного водоема.

Для обеспечения устойчивости берегов водоема необходимо создание пологих склонов. Крутые склоны менее устойчивы и более подвержены эрозионным процессам, затруднено их озеленение, что препятствует интеграции карьера в структуру ландшафта. Пологие склоны водоема создают после выемки грунта в карьере, при этом любая доработка по превращению крутых откосов в пологие после окончания работ в карьере требует определенных затрат. Особенно трудно дорабатывать пологие склоны ниже уровня воды. На форму очертания откосов карьера также влияет запланированное целевое использование его как водоема; например, для водоемов, предназначенных для купания и отдыха, рекомендуется создавать более пологие склоны по сравнению с водоемами, используемыми для рыбной ловли, гребно-парусного спорта или другого назначения. Воз­можные профили склонов искусственных водоемов в карьерах показаны на рис. 7.2.

На границе водного пространства склоны водоема должны быть особенно пологими, чтобы предотвратить несчастные случаи на воде и обеспечить развитие растительности, служащей для укрепления берегов. Крутизна берега в этом месте должна быть не менее m = 3 на расстоянии не менее 1,5–2 м от минимального уровня воды в зависимости от целевого назначения всего водоема или его части.

Рис. 7.2. Возможные профили склонов искусственных водоемов, образуемых в карьерах (размеры в м)

а и б - высокий и невысокий надводные склоны выработки; в - мелководный участок с подводным уступом и невысоким надводным склоном; г - песчаный пляж; 1 - уровень воды в водоеме; 2 - берма с окружной дорогой; 3 - промежуточная берма; 4 - плавное сопряжение склона с рельефом местности

По условиям производства работ в глубоких карьерах откосы, как правило, выполняют более крутыми, с заложением т = 1,5…2. В таких карьерах откосы, расположенные выше уреза воды, как правило, сухие, а при заложении m = 2 и более устойчивы.

Поэтому откосы в глубоких карьерах, расположенные выше уреза воды, должны иметь заложение т = 2 и более, а при большой высоте их прерывают бермами шириной не менее 3 м через каждые 5 м по высоте склона.

Верхние края выемок на всех склонах округляют для плавного перехода в естественную поверхность земли.

Склоны, которым придана окончательная форма, покрывают слоем почвенного грунта, снятым перед началам разработки карьера, толщиной не менее 0,15 м. Почвенным грунтом покрывают и подводные склоны в местах высадки водной растительности.

После завершения формирования откосов и нанесения на них почвенного слоя проводят работы по озеленению с целью укрепления откосов (посадка растительности на линии уреза воды, а также на высоких крутых склонах). В противном случае возможны эрозия и разрушение откосов под воздействием волн.

При выемке грунта в карьерах землесосными снарядами образуются крутые откосы с заложением, равным откосам естественного обрушения. Формирование береговых откосов проектных размеров землесосными снарядами практически невозможно. Поэтому при формировании откосов проектных размеров с учетом последующего использования выработанного пространства в качестве хозяйственного водоема грунт в береговой зоне вынимают экскаваторами, перемещая пригодный грунт в зону последующей разработки части карьера землесосными снарядами.

При выемке грунта в карьере экскаваторами можно получить береговые откосы практически любых размеров и заложения.

Деревья и кустарники, водные растения и тростник способствуют восстановлению полноценной и стабильной природной среды и обеспечивают долговременную защиту берегов и откосов от разрушения. Правильное расположение растительного покрова способствует поддержанию чистоты воды в водоеме и достижению живописного и разнообразного пространственного расчленения прибрежной территории. Примеры возможного озеленения искусственных водоемов показаны на рис. 7.3.

После завершения мокрой выемки грунта и проведения работ по рекультивации и обустройству карьер превращается в непроточный водоем искусственного происхождения. В зависимости от сезонного колебания уровня воды в искусственных водоемах и размеров береговых склонов можно выделить четыре пояса, характеризующиеся различными условиями для развития растительности.

Рис. 7.3. Примеры укрепления береговых склонов искусственных водоемов озеленением: а, б и в - рекультивация неглубоких, средней глубины и глубоких карьеров; 1 - тростник; 2 - дернина; 3 - ивняк; 4 - отдельные деревья; 5 - древесно-кустарниковые насаждения

Подводный пояс - часть берегового склона, постоянно покрытая водой.

Пояс переменного уровня - часть берегового склона, периодически затопляемая водой водоема. Степень увлажненности почв в этом поясе меняется в зависимости от сезонного колебания воды в водо­еме и наката волн.

Первый надводный пояс - часть берегового склона, расположенная выше максимального уровня воды в водоеме, почвы которого недосягаемы воздействию наката волн, но находятся под влиянием воздействия капиллярного поднятия грунтовых вод.

Второй надводный пояс - часть берегового склона, расположенная выше первого надводного пояса, почвы которого недосягаемы для воздействия грунтовых вод.

Размеры каждого из поясов определяются природными условиями конкретного объекта рекультивации.

Особое внимание при выполнении работ по закреплению береговых склонов карьера необходимо отдавать озеленению и формированию растительного покрова в поясе переменного уровня воды, так как эта зона наиболее подвержена воздействию волн.

Озеленение в этой зоне выполняют, применяя специальные методы формирования ландшафта, создавая в первую очередь полосу тростника в прибрежной зоне, которая обеспечивает требуемую естественную защиту берега, создает условия для биологической регенерации водоема и формирует среду обитания для водоплавающих и болотных птиц. Ширина тростниковой полосы зависит от крутизны берегового склона. Более широкую полосу тростника формируют на пологих склонах. На крутых подводных откосах тростник выращивают на узкой полосе. Как правило, при создании защитной зоны из тро­стника растения высаживают на узкой прибрежной полосе у кромки воды, откуда тростник распространяется в обе стороны, но более интенсивно - в сторону воды.

Часть берегового склона, расположенную выше уровня воды, закрепляют инженерно-биологическим способом - укладкой хворостяных прутьев в виде выстилок с последующей присыпкой слоем почвенного грунта. Впоследствии хворостяные прутья, находясь в зоне действия грунтовых и поверхностных вод, прорастают, образуя заросли прибрежного ивняка.

Береговой склон, расположенный выше зоны прибрежного ивняка, крепят залужением - посевом трав по слою нанесенного по верху склона почвенного грунта и посадкой отдельных деревьев. При недостаточном количестве питательных веществ в почвах, образованных после разработки песчаных и гравийных карьеров, низкое расположение уровня грунтовых вод ограничивает выбор видового состава. В качестве посадочного материала используют саженцы дуба и березы. Водой в этом поясе растения снабжаются лишь за счет поверхностных вод атмосферных осадков. Примеры закрепле­ния береговых склонов искусственных водоемов озеленением показаны на рис. 7.3.

Гущенко В.В. (НИ ИрГТУ)

Обоснование требований к водохозяйственному направлению рекультивации карьеров песчано-гравийной смеси на примере техногенных водоемов

Для наибольшей части территорий России - 55% - самой острой признана проблема нарушения земель в процессе хозяйственной деятельности человека и невыполнения обязательных работ по их рекультивации, причем для 30% эта проблема оценена как имеющая приоритетный характер для значительной части территории. Это регионы с развитой добывающей промышленностью и северные регионы с низким потенциалом самовосстановления экосистем на нарушенных землях .

Как это не прискорбно, но большая часть площадей интенсивнее всего отчуждается в центре и на юге европейской части, а также на юге Западной и Восточной Сибири. То есть там, где природой созданы наиболее благоприятные условия для сельскохозяйственного производства и проживания человека. Ухудшение экологических условий имеет особенно глубокий резонанс из-за высокой плотности населения. К сожалению, видимого прогресса по решению проблем рекультивации и ремедиации нарушенных земель за последние годы наблюдать не приходится .

При распределении площади земли в РФ по видам ее использования площадь водоемов на нарушенных землях составляет 72,0 млн га, из них 60% территории занято озерами, более 30% - ручьями и реками, около 8% - водохранилищами и прудами . Возникает острая необходимость в восстановлении нарушенных земель и водного баланса территорий путем проведения рекультивационных работ после отработки месторождений полезных ископаемых и возможность совмещения процесса восстановления поверхности с отработкой карьеров.

При рекультивации земель, нарушенных при добыче строительных материалов, рекомендуется на месте отработанных карьеров устраивать водоемы различного назначения. Выработанное пространство карьеров, расположенных в поймах рек, обводнено, что не требует проведение специальных мероприятий по водообеспечению. Рекультивационные работы здесь сводятся, главным образом, к благоустройству надводных откосов, бортов карьеров и прилегающих к ним территорий.

В связи с необходимостью интенсификации восстановления нарушенных земель и повышения результативности работ по рекультивации автором были проведены дополнительные исследования, суть которых заключалась в выявлении факторов, влияющих на процесс восстановления и развития флоры и фауны вблизи водоемов, а именно на берегах и островных участках. Итогом проведенных исследований стало обоснование необходимости усовершенствования технологии рекультивации, введения новых требований, позволяющих снизить экономические затраты.

Исследования были проведены на техногенных озерах в районе ст. Баклаши Иркутского района. Обоснование проведения исследований в данном районе было сделано ранее .

При обработке результатов исследований участки техногенных озер были классифицированы автором по типу древесной растительности.

При сравнении интенсивности зарастания нарушенной поверхности был выявлен фактор влияния на этот процесс экспозиции склонов. В связи с этим возникла необходимость определения его значимости.

На исследуемых участках с северной, северо-западной и юго-западной экспозицией имеется плодородный слой, мощность 0,1 - 0,3 м, густая травяная растительность от 240 до 360 корней на 1 м 2 . Несмотря на наличие дерна, имеются следы водной эрозии, образованные во время снеготаяния и осадков. Размыв почвы наблюдается в непосредственной близости к водоему (1 - 4 м от линии воды в летний период). Высота берегов колеблется от 1,5 до 3 м от уровня воды.

При наклоне поверхности в диапазоне 20 - 26 град травяной дерн не обеспечивает необходимой защиты поверхности от водной эрозии. При меньшем значении размыва почвы на рассмотренных участках не выявлено.

Древесная растительность представлена в основном ивой (3 - 20 шт/100м 2) и в малом количестве березой (1 - 2 шт/1000м 2). На рисунке 1 приведена зависимость количества деревьев, выше 1 м на 100 м 2 от угла наклона поверхности.

На изучаемых водоемах была выявлена криволинейная зависимость высоты и развития деревьев от угла наклона поверхности. На рисунке 2 такое влияние приведено на примере растений высотой более 1 м.

При анализе графика установлено, что рост количества «корней» происходит при увеличении угла наклона поверхности, причем критическим значением угла является значение - 26 град. Далее происходит уменьшение числа растений.

Для полной оценки зарастания берегов был произведен анализ роста травы на исследуемых участках.

Преобладающая высота травы 0,2 - 0,4 м. На рисунке 3 видно, что резкое падение числа корней травы наблюдается со значения угла откоса в 26 град. Это объясняется увеличением влияния ветровой эрозии на склон, что приводит к выносу семян с данной территории.

В зоне затопляемости берегов отмечены густые заросли осоки, редкие плотные участки камышей (1 х 2 м). Места с пологими берегами (угол откоса 2 град), малым заложением дна водоема и низким уровнем водообмена заболочены. Болотные кочки достигают в высоту 0,5 м от уровня воды (см рисунок 4), в количестве 6 - 12 шт/10 м 2 .

На северной, юго-западной стороне доминирует облепиха (см рисунок 5) как малой высоты - до 1 м (30 - 60 шт/100 м 2), так и более 1 м (30 - 50 шт/100 м 2). Заросшие облепихой зоны находятся на всем протяжении откоса, угол варьирует от 22 до 34 град. Трава очень редкая, плотного дерна нет.

Породы на исследуемых участках представлены песчано-галечными отложениями с валунами до 0,5 м. Плодородного слоя нет.

Водная эрозия присутствует в первом надводном поясе.

Исследование влияния угла наклона поверхности на рост облепихи приведены на рисунке 6.

Увеличение численности корней происходит до наклона поверхности в 23 - 30 град. На рисунке 7 отображен рост облепихи при 33 град.

Островные участки на рассмотренных озерах густо поросли ивой и облепихой. Возвышение островов над уровнем воды 0,5 - 1,0 м в летнюю межень. Причиной развития плотных зарослей является ограниченная площадь поверхности, высокая увлажненность грунта, минимальное воздействие человеческого фактора на развитие флоры и фауны.

Проведенные исследования подтверждают необходимость создания новых и усовершенствования существующих требований к рекультивации земель, нарушенных горными работами при отработке месторождений строительного сырья. На примере карьеров ПГС в Иркутском районе выявлены положительные тенденции развития растительности в более сложных условиях, относительно существующих ранее. Так, на сегодняшний день рекомендуемый угол выполаживания поверхности выше уровня воды составляет 12 - 23 град - при посадке деревьев, а в результате исследований удалось выявить благоприятные условия для восстановления нарушенных земель при 20 - 26 град при нанесении плодородного слоя и 23 - 30 град (в отдельных случаях 33 град) без такового.

Таким образом, при рекультивации карьеров строительных материалов можно значительно упростить технологию и снизить экономические затраты на восстановление нарушенной поверхности при водохозяйственном направлении рекультивации. Это возможно достичь посредством обоснования новых требований и рекомендаций к технологии ведения горных работ при открытой разработки месторождений строительного сырья.

Используемая литература

1 Биологическая рекультивация и ремедиация техногенно нарушенных земель [Электронный ресурс]: Чекасина Е.В., Егоров И.В. Режим доступа: http://www.ecoguild.ru, свободный. - Загл. с экрана.

2 Проблемы рационального использования охраны земельных ресурсов в РФ [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.history.ru, свободный. - Загл. с экрана.

3 Анализ процесса самозарастания нарушенной поверхности карьеров строительных материалов, Гущенко В.В., Сборник научных трудов Безопасность-10. Иркутск: 2010.

4 Инструкция по рекультивации земель, нарушенных при разработки россыпных месторождений золота предприятиями объединения «Лензолото» [Текст]. Пермь: 1992.

Владельцы патента RU 2433268:

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при рекультивации и консервации неглубоких карьеров, расположенных в аллювиальных отложениях, в том числе при добыче стройматериалов и разработке россыпей. Техническим результатом является ускорение процесса восстановления нарушенных земель за счет повышения устойчивости выположенных бортов карьера к эрозионным процессам, а также за счет создания в выработанном пространстве водоемов с благоприятными для восстановления их биологической продуктивности параметрами. Для этого выполаживание бортов карьера осуществляется снизу вверх путем их подсыпки с использованием более крепких пород, взятых со дна карьера. Подсыпка может осуществляться до разных вертикальных отметок на борту карьера в зависимости от горнотехнических условий залегания месторождения. 4 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при рекультивации и консервации неглубоких карьеров, расположенных в аллювиальных отложениях, в том числе при добыче стройматериалов и разработке россыпей.

В связи с ухудшением горнотехнических условий разработки месторождений полезных ископаемых ежегодно растет удельная землеемкость (м 2 /т) горных работ, в результате чего в настоящее время общая площадь нарушенных открытыми горными работами земель в России превышает три миллиона гектаров. Вопросы восстановления нарушенных земель в настоящий период весьма актуальны и включены в приоритетное направление развития науки и технологий «Технологии экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых».

Известен способ рекультивации неглубоких карьеров (глубина 2-8 м) с отвалами вскрышных пород, размещенных на одном или двух бортах [Зубченко Г.В., Сулин Г.А. Рациональное использование водно-земельных ресурсов при разработке россыпей. - М.: Недра, 1980, с.189-190, с.198-199.]. Рекультивация здесь сводится к переэкскавации всех или части породных отвалов в выработанное пространство и последующему выравниванию поверхности (прибортовой полосы карьера) под углом 3-6°.

Общим признаком аналога с заявленным объектом является выполаживание бортов и засыпка дна карьера.

Недостатком способа является невозможность осуществления ускоренного восстановления нарушенных земель с использованием данного технического решения при небольшой мощности вскрышных пород, что не позволяет полностью сформировать растительный слой на нарушенной поверхности, а также в связи с эрозией выположенных бортов карьера из-за формирования их из рыхлых отложений, перекрывающих продуктивный пласт.

При разработке многих месторождений полезных ископаемых мощность пустых пород, перекрывающих пласт полезного ископаемого, невелика, поэтому вскрышных пород недостаточно для выполаживания бортов и засыпки выработанного пространства (в том числе месторождения песчано-гравийной смеси, песка, глины, россыпи). Данный способ неприемлем для карьеров с незначительным количеством вскрышных пород.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ рекультивации при открытой разработке месторождений (а.с. №1062392, кл. Е21С 41/00 / В.И.Горкунов, B.C.Завалишин, К.З.Валиев, опубликовано 23.12.83, бюл. №47).

Общими признаками прототипа с заявленным способом являются перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный склад (отвал) на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладка почвенного слоя на вскрышные породы.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что основным недостатком последнего является низкая устойчивость сформированных из рыхлых отложений выположенных бортов карьера к водной эрозии. При разработке месторождений песка, глины и песчано-гравийной смеси вновь сформированные борта рекультивированной выработки размываются дождевыми и талыми водами, в связи с чем затягивается их естественное зарастание. Кроме того, данный способ связан с повышенной опасностью работы горного оборудования на бортах карьера из-за возможности их обрушения или оползания, а также с дополнительным нарушением земель за пределами контура карьера. В случае создания в выработанном пространстве водоема его глубина на многих карьерах может быть недостаточной для сохранения ихтиофауны в зимний период.

Группа изобретений направлена на создание технологий рекультивации нарушенных земель, обеспечивающих более быстрое их восстановление при различных горно-технических параметрах разработки месторождений и природно-климатических условиях.

Технический результат заключается в обеспечении ускоренного восстановления экосистемы нарушенных горными работами земель за счет повышения устойчивости выположенных бортов карьера к эрозионным процессам и оползанию путем формирования их из более крепких пород, взятых со дна карьера, а также за счет создания в выработанном пространстве водоемов с благоприятными для восстановления их биологической продуктивности параметрами. Углубление карьера позволяет исключить полное промерзание создаваемого водоема в зимний период, приводящее к гибели ихтиофауны.

Технический результат достигается тем, что в способе рекультивации карьеров, охарактеризованном в п.1 формулы изобретения, включающем раздельную выемку, перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный склад на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладку почвенного слоя на вскрышные породы, согласно изобретению выполаживание бортов осуществляют снизу вверх путем их подсыпки с использованием пород, взятых со дна карьера.

Подсыпка бортов более крепкими породами, взятыми со дна карьера (песчаники, аргиллиты, сланцы, алевролиты и т.д.), позволяет увеличить устойчивость бортов к эрозионным процессам и обеспечить необходимый отвод излишек воды во время осадков и таяния снега из поверхностных слоев (слой вскрышных пород и почвы), выполняя роль дренажного устройства и предотвращая оползневые явления. При разработке месторождений глины и песка после рекультивации карьеров без укрепления бортов размыв последних продолжается длительное время. При незначительной мощности перекрывающих продуктивный пласт пород (при коэффициенте вскрыши менее 0,3-0,5) объемов отвалов недостаточно для выполаживания бортов известными способами либо требуется дополнительное нарушение поверхности за пределами контуров карьера. Подсыпка бортов породами со дна карьера позволяет обеспечить выполаживание без увеличения землеемкости горных работ.

При достаточно большой глубине карьера с целью сокращения трудоемкости рекультивационных работ осуществляют частичную подсыпку бортов карьера.

Технический результат достигается тем, что в способе рекультивации карьеров, охарактеризованном в п.2 формулы изобретения, включающем раздельную выемку, перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный отвал на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладку почвенного слоя на вскрышные породы, согласно изобретению выполаживание бортов осуществляют путем их подсыпки снизу вверх до кровли продуктивного пласта с использованием пород, взятых со дна карьера, после чего выполаживание производят сверху вниз с использованием вскрышных пород.

Подсыпка бортов до кровли продуктивного пласта позволяет предохранить от эрозии слабые породы, представляющие полезное ископаемое (песок, глина), а также обеспечить консервацию пласта угля и предотвратить его окисление или возгорание.

В случае консервации карьера подсыпка бортов полускальными породами позволяет уменьшить объем работ по перекрытию полезного ископаемого за счет увеличения угла откоса подсыпки, а также сокращает разубоживание минерального сырья за счет предотвращения естественного выполаживания в результате эрозионных процессов.

В случае рекультивации карьера с созданием в выработанном пространстве водоема подсыпка бортов предотвращает абразию или волновую эрозию выположенных бортов.

Технический результат достигается тем, что в способе рекультивации карьеров, охарактеризованном в п.3 формулы изобретения, включающем раздельную выемку, перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный отвал на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладку почвенного слоя на вскрышные породы, согласно изобретению выполаживание бортов осуществляют путем их подсыпки снизу вверх с использованием пород, взятых со дна карьера, до максимальной отметки прогнозируемого уровня воды в затапливаемом после рекультивации карьере, после чего выполаживание производят сверху вниз с использованием вскрышных пород.

В связи со значительными колебаниями уровня воды в создаваемых при рекультивации водоемах и волновом воздействии на прибрежную зону борта карьера, сложенные рыхлыми отложениями, подвергаются экзогенным процессам и интенсивной эрозии с заиливанием дна. Укрепление их полускальными породами позволит повысить их противоэрозионную устойчивость.

При разработке многих месторождений стройматериалов в поймах рек, а также россыпей вдоль небольших речек и ручьев глубина карьеров ограничивается несколькими метрами. После завершения добычных работ обеспечить самотечное удаление воды из выработанного пространства довольно сложно и часто связано с дополнительным нарушением земель при создании водоотводной траншеи. Вместе с тем, созданию в выработанном пространстве водоема препятствует незначительная глубина карьера, при которой водоем может промерзать до дна. Последний факт резко затрудняет процесс воссоздания ихтиофауны и ихтиофлоры в этих водоемах из-за их гибели в зимний период. В ряде случаев происходит заболачивание выработанного пространства. В этих условиях углубление выработки позволяет предотвратить промерзание водоема до дна и таким образом обеспечивает более интенсивное развитие его биологической продуктивности.

В таких условиях технический результат достигается тем, что в способе рекультивации карьеров, охарактеризованном в п.4 формулы изобретения, включающем раздельную выемку, перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный отвал на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладка почвенного слоя на вскрышные породы, согласно изобретению, выполаживание бортов осуществляют путем их подсыпки снизу вверх с использованием пород, взятых со дна карьера за счет его углубки, до отметки, соответствующей глубине создаваемого в рекультивированном карьере водоема на 0,5-1,0 м больше толщины льда.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема ведения работ по рекультивации карьеров по варианту, охарактеризованному в п.1 формулы изобретения, где

1 - слой почвы;

2 - слой вскрышных пород;

3 - пласт полезного ископаемого;

4 - подстилающие (полускальные) породы (плотик);

5 - борт карьера;

6 - подсыпка борта породами, взятыми со дна карьера;

7 - слой задирки плотика из полускальных пород (обозначен пунктиром);

8 - слой вскрышных пород на выположенном борту и дне карьере;

9 - слой почвы на выположенной поверхности вскрышных пород;

10 - временный отвал вскрышных пород (обозначен пунктиром);

11 - временный склад почвы (обозначен пунктиром).

На фиг.2 представлена схема проведения работ по рекультивации карьеров по варианту, охарактеризованному в п.2 формулы изобретения, где

позиции с 1-11 те же, что и на фиг.1,

12 - призма из пород вскрыши, перемещаемых при выполаживании.

На фиг.3 представлена схема проведения работ по рекультивации карьеров по варианту, охарактеризованному в п.3 формулы изобретения, где позиции с 1-12 те же, что и на фиг.1 и 2.

На фиг.4 представлена схема проведения работ по рекультивации карьеров по варианту, охарактеризованному в п.4 формулы изобретения, где позиции с 1-12 те же, что и на фиг.1-3.

Способ по варианту, описанному в п.1 формулы изобретения, осуществляется следующим образом. После очистки карьерного поля от растительности снимают слой почвы 1 и транспортируют ее на склад 11, расположенный на дне карьера или на спланированном ранее слое вскрышных пород 8. Выемку слоя почвы 1 могут осуществлять бульдозером с укладкой ее во временные навалы, из которых почвенный слой экскаватором перегружают в автотранспорт и перевозят к месту складирования в центр карьерного поля. После этого производят вскрышные работы с размещением пустых пород 2 во временные ленточные отвалы 10 за контуром карьера на нерабочих бортах 5. Указанные работы могут выполнять бульдозерами или скреперами. По завершении вскрышных работ производят выемку полезного ископаемого 3 в намеченных контурах. После актировки отработанных площадей производят выполаживание бортов с использованием полускальных пород 7, взятых со дна карьера.

Подсыпку бортов могут производить как до верхней бровки, так и чуть ниже ее. Высота подсыпки определяется с учетом суммарной мощности слоя вскрышных пород 8, наносимых сверху, и мощности почвенного слоя 9, а также с учетом величины осадки и степени заполнения пор полускальных пород, взятых со дна карьера 7, рыхлыми отложениями пород вскрыши 2.

С целью ускорения самозарастания рекультивированной поверхности полускальные породы 7, составляющие подсыпку 6, засыпают слоем вскрышных пород 2 мощностью не менее 0,2-0,4 м, взятых из временных отвалов 10, расположенных у кромки бортов. Вскрышные породы 2 частично заполняют поры полускальных пород подсыпки 6 и тем самым создают устойчивый к эрозии и потенциально плодородный слой пород.

Способ по варианту, описанному в п.2 формулы изобретения, осуществляется следующим образом. После очистки карьерного поля от растительности снимают слой почвы 1 и транспортируют ее на склад 11, расположенный на дне карьера или на спланированном ранее слое вскрышных пород 8. Выемку слоя почвы 1 могут осуществлять бульдозером с укладкой ее во временные навалы, из которых почвенный слой экскаватором перегружают в автотранспорт и перевозят к месту складирования в центр карьерного поля. После этого производят вскрышные работы с размещением пустых пород 2 во временные ленточные отвалы 10 за контуром карьера на нерабочих бортах 5. Указанные работы могут выполнять бульдозерами или скреперами. По завершении вскрышных работ производят выемку полезного ископаемого 3 в намеченных контурах. После актировки отработанных площадей производят выполаживание бортов с использованием полускальных пород 7, взятых со дна карьера.

Выемку (задирку) подстилающих пласт полезного ископаемого 3 слоя полускальных пород 7 производят бульдозерами, при необходимости оборудованными рыхлителями. Подсыпку бортов карьера 5 осуществляют послойно с углом откоса выположенного борта 7-23° в зависимости от направления рекультивации нарушенных земель.

Данный вариант способа рекультивации целесообразно применять при достаточно большой мощности вскрышных пород, поэтому с целью сокращения трудоемкости работ подсыпку бортов осуществляют до кровли продуктивного пласта. После этого породы вскрыши из отвалов 10 и призмы 12 у верхней бровки бортов выше кровли продуктивного пласта 3 укладывают бульдозером на выположенный борт и дно карьера.

Способ по варианту, описанному в п.3 формулы изобретения, осуществляется следующим образом. После очистки карьерного поля от растительности снимают слой почвы 1 и транспортируют ее на склад 11, расположенный на дне карьера или на спланированном ранее слое вскрышных пород 8. Выемку слоя почвы 1 могут осуществлять бульдозером с укладкой ее во временные навалы, из которых почвенный слой экскаватором перегружают в автотранспорт и перевозят к месту складирования в центр карьерного поля. После этого производят вскрышные работы с размещением пустых пород 2 во временные ленточные отвалы 10 за контуром карьера на нерабочих бортах 5. Указанные работы могут выполнять бульдозерами или скреперами. По завершении вскрышных работ производят выемку полезного ископаемого 3 в намеченных контурах. После актировки отработанных площадей производят выполаживание бортов с использованием полускальных пород 7, взятых со дна карьера.

Выемку (задирку) подстилающих пласт полезного ископаемого 3 слоя полускальных пород 7 производят бульдозерами, при необходимости оборудованными рыхлителями. Подсыпку бортов карьера 5 осуществляют послойно с углом откоса выположенного борта 7-23° в зависимости от направления рекультивации нарушенных земель.

С целью уменьшения объемов работ по подсыпке бортов в случаях создания водоемов в выработанном пространстве подсыпку осуществляют до отметок, соответствующих максимально возможному уровню воды после затопления выработки (как правило, максимальному естественному уровню грунтовых вод).

После этого породы вскрыши из временных отвалов 10 и призмы 12 у верхней бровки бортов выше кровли продуктивного пласта 3 укладывают бульдозером на выположенный борт и дно карьера.

После нанесения слоя вскрышных пород 8 на выположенные борта и дно карьера поверх него наносят слой почвы 9, взятый из временного склада почвы 11. Слой почвы наносят бульдозером.

Способ по варианту, описанному в п.4 формулы изобретения, осуществляется следующим образом. После очистки карьерного поля от растительности снимают слой почвы 1 и транспортируют ее на склад 11, расположенный на дне карьера или на спланированном ранее слое вскрышных пород 8. Выемку слоя почвы 1 могут осуществлять бульдозером с укладкой ее во временные навалы, из которых почвенный слой экскаватором перегружают в автотранспорт и перевозят к месту складирования в центр карьерного поля. После этого производят вскрышные работы с размещением пустых пород 2 во временные ленточные отвалы 10 за контуром карьера на нерабочих бортах 5. Указанные работы могут выполнять бульдозерами или скреперами. По завершении вскрышных работ производят выемку полезного ископаемого 3 в намеченных контурах. После актировки отработанных площадей производят выполаживание бортов с использованием полускальных пород 7, взятых со дна карьера.

Выемку (задирку) подстилающих пласт полезного ископаемого 3 слоя полускальных пород 7 производят бульдозерами, при необходимости оборудованными рыхлителями. Подсыпку бортов карьера 5 осуществляют послойно с углом откоса выположенного борта 7-23° в зависимости от направления рекультивации нарушенных земель.

Данный вариант способа рекультивации следует применять при большой площади выработанного пространства и незначительном превышении естественного уровня грунтовых вод над дном карьера (менее 1,5 м). В этом случае следует углубить карьер при рекультивации не менее чем на 0,5 м. При этом параметры подсыпки бортов определяются объемом пород, полученных при углубке. Поперечное сечение подсыпки 6 будет иметь трапециевидную форму. После этого породы вскрыши из временных отвалов 10 и призмы 12 у верхней бровки бортов выше кровли продуктивного пласта 3 укладывают бульдозером на выположенный борт и дно карьера.

После нанесения слоя вскрышных пород 8 на выположенные борта и дно карьера поверх него укладывают слой почвы 9, взятый из временного склада почвы 11. Слой почвы наносят бульдозером.

1. Способ рекультивации карьеров, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный склад на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладку почвенного слоя на вскрышные породы, отличающийся тем, что выполаживание бортов осуществляют снизу вверх путем их подсыпки с использованием пород, взятых со дна карьера.

2. Способ рекультивации карьеров, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный склад на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладку почвенного слоя на вскрышные породы, отличающийся тем, что выполаживание бортов осуществляют путем их подсыпки снизу вверх до кровли продуктивного пласта с использованием пород, взятых со дна карьера, после чего выполаживание производят сверху вниз с использованием вскрышных пород.

3. Способ рекультивации карьеров, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный склад на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладку почвенного слоя на вскрышные породы, отличающийся тем, что выполаживание бортов осуществляют путем их подсыпки снизу вверх с использованием пород, взятых со дна карьера, до максимальной отметки прогнозируемого уровня воды в затапливаемом после рекультивации карьере, после чего выполаживание производят сверху вниз с использованием вскрышных пород.

4. Способ рекультивации карьеров, включающий раздельную выемку, перемещение и складирование вскрышных пород у границ карьерного поля на нерабочих бортах в ленточные отвалы, а почвенного слоя в ленточный склад на дно в центре отработанного карьерного поля, перемещение вскрышных пород на выположенную поверхность бортов и дно карьера и укладку почвенного слоя на вскрышные породы, отличающийся тем, что выполаживание бортов осуществляют путем их подсыпки снизу вверх с использованием пород, взятых со дна карьера за счет его углубки до отметки, соответствующей глубине создаваемого в рекультивированном карьере водоема, на 0,5-1,0 м больше толщины льда.

Похожие патенты:

Изобретение относится к разработке полезных ископаемых открытым способом и может быть использовано при рекультивации затопленных агрессивной водой карьеров с целью снижения их негативного воздействия на окружающую среду и дальнейшего восстановления нарушенных земель

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при рекультивации и консервации неглубоких карьеров, расположенных в аллювиальных отложениях, в том числе при добыче стройматериалов и разработке россыпей

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Введение

Состояние земель большинства городов нашей страны является объективным отражением процессов, связанных с первой и второй индустриализациями. В составе земельного фонда крупных промышленно развитых городских поселений появились значительные площади неэффективно используемых земель, нарушенных в результате негативного воздействия факторов техногенеза. Эти территории загрязнены токсичными химическими веществами, захламлены свалочными телами, деградировали в результате эрозионных, оползневых процессов, а также подтопления. Они стали источником негативного воздействия на состояние окружающей городской среды, ее природных и антропогенных компонентов

1. Что такое рекультивация и ее цел ь

Рекультивация- это комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоёмов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия на них нарушенных земель.

Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов.

2. История развития рекультивации нарушенных земель: мировой и Российский опыт

Интенсивное развитие горнодобывающей, нефтяной, газовой промышленности и увеличение добычи полезных ископаемых приводят к нарушению и изъятию из пользования значительных площадей плодородных земель.

Добыча минерального сырья и такие виды деятельности человека, как создание свалок, золоотвалов, хвостохранилищ, строительство объектов военного, промышленного и гражданского назначения, приводят к исключению из использования ценных для народного хозяйства земель. Ежегодно в мире на эти нужды изымается 6-7 млн. га плодородных земель.

По данным ежегодных государственных докладов «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации», удельная землеемкость добычи возросла с 6,9 га/млн. т добычи в 2010 г. до 8,4 га/млн. т. Площадь рекультивированных земель в объеме нарушенных увеличилась с 0,322 до 0,356 га/га .

Таким образом, восстановление нарушенных земель является важной государственной задачей, решение которой улучшит экологическую обстановку, обеспечит возврат земель и создаст условия для развития на них различных видов хозяйственной деятельности.

Рекультивация включает в себя большой комплекс мелиоративных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных работ по восстановлению нарушенных земель в плодородные экологически сбалансированные земли, близкие по основным почвенным параметрам к эволюционно ненарушенным.

Цель рекультивации - создание нового ландшафта. В процессе рекультивации все компоненты ландшафта создаются заново: формируются рельеф и толща пород, составляющих подпочву будущего ландшафта; восстанавливается режим грунтовых вод; в соответствии с выбранным видом освоения рекультивируемых территорий создается структура почвенного и растительного горизонтов ландшафта. Искусственно воссозданная среда формирует животный мир восстанавливаемых территорий .

Основная задача, которая ставится перед рекультивацией - это восстановление продуктивности нарушенных земель. Эту задачу можно определить как перспективную, но трудно выполнимую за период проведения рекультивационных работ, поскольку ее решение зависит от вида объекта, его функционального предназначения и природных условий. Так, рекультивация свалок, токсичных отвалов, хвостохранилищ, золоотвалов и других объектов может быть лишь природоохранной, направленной на защиту окружающих земель, предотвращение эрозионных процессов и создание на этих объектах культурного ландшафта. Рекультивация земель, на которых возможно возобновление негативных процессов (загрязненные земли или находящиеся под постоянным техногенным воздействием) должна проводиться только на основе данных мониторинга .

Методы рекультивации определяются, прежде всего, составом и свойствами пород, идущих в отвал, технологией вскрышных работ и климатом местности.

При использовании нарушенных территорий под сельскохозяйственные и лесные культуры первостепенное значение имеет уровень плодородия грунтоотвалов. Поэтому для успешного осуществления рекультивации земель необходимо исследование состава и свойств пород вскрышной толщи с составлением карты распределения пород с их агрономической характеристикой.

Мировой опыт по рекультивации земель насчитывает всего около 80 лет. Первые работы по рекультивации земель были проведены в 1926 г. на участках, нарушенных горными работами (США, шт. Индиана) .

В России в 1912 г. на территории нынешней Владимирской области на участках заброшенных торфоразработок были поставлены опыты по их окультуриванию и выращиванию сельскохозяйственных растений.

Широкое развитие в Европе и США рекультивация получила в предвоенные годы и главным образом после второй мировой войны.

В настоящее время успешная работа по рекультивации буроугольных и каменноугольных разработок проводится в Германии, Польше, Англии, США и других странах.

На первых этапах развития рекультивация осуществлялась преимущественно в целях озеленения. Например, в Рейнском буроугольном бассейне различают 3 этапа рекультивации.

Рекультивация в Рейнском бассейне основывается на ландшафтно - экологическом анализе с разработкой перспективных планов дальнейшего развития ландшафта. Планируется создание экологических сбалансированных ландшафтов. При этом за единицу площади экологически сбалансированного сельскохозяйственного ландшафта принимается 2000 га, для рекреационного - 2500 га. Отработанные карьеры превращаются в водоемы для отдыха и спорта, склоны подлежат облесению.

В Англии с ее высокой плотностью населения предпочтение отдается сельскохозяйственной рекультивации и использованию отвалов под городские и рекреационные застройки. Устройство парков и строительство на шахтных землях практиковалось еще с середины прошлого века, сейчас такие парки имеются во многих городах страны.

Во Франции, Дании, Бельгии, Италии и других европейских странах существенную проблему охраны окружающей среды составляет озеленение терриконов угольных шахт и рекультивация карьеров строительных материалов.

В США рекультивацией земель занимаются Лесная и Геологическая службы, Служба охраны почв, Горное бюро и ряд федеральных ведомств и агентств в штатах. Регламентирование деятельности горнодобывающих предприятий и работ по рекультивации отражается в законах штатов.

Создан ряд специализированных объединений по восстановлению земель, нарушенных открытыми разработками. Преимущественное распространение здесь получила растительная рекультивация, заключающаяся в создании лесов рекреационного назначения.

Широко практикуется аэросев, заделка семян на крутых откосах гидронамывом, посадка ручным способом. Большое значение придается подбору видов древесных и кустарниковых растений, наиболее устойчивых к сложным экологическим условиям, который производится на основе наблюдений за естественным зарастанием отвалов. Достоинством американских программ является тесное увязывание рекультивации с планами работ по охране почв и вод в границах специальных мелиоративных районов, на которые разделена вся территория страны.

В Германии первостепенное значение придается восстановлению земель для сельскохозяйственного использования, однако вопросы лесной рекультивации занимают важное место в общей системе охраны и востановленни техногенных ландшафтов. Государственные лесничества успешно создают лесонасаждения на шахтных отвалах, сложенных каменистыми породами, в Рудных горах. Ельники, посаженные на таких отвалах более ста лет назад, представляют собой спелые полнодревесные насаждения. Однако наибольший размах работы по лесной рекультивации получили на территориях, нарушенных при открытой добыче бурого угля. Во всех законоположениях выдвигается требование о создании на нарушенных территориях нового культурного ландшафта. Ландшафтное планирование находится под контролем государственных организаций, на основе перспективных планов горные предприятия заключают долгосрочные договоры с государственными землепользователями, в которых оговариваются все виды рекультивационных работ, сроки исполнения и требования к качеству подготовки территории. Горные предприятия проводят разравнивание отвалов, нанесение плодородных грунтов, химическую мелиорацию и общее инженерно-техническое обустройство территории.

В Канаде службой леса начаты опытные работы по рекультивации отвалов на площади 4 тыс. га. Все горнодобывающие компании страны обязаны иметь рекультивационные планы, по которым они приступают к рекультивации не позднее трех лет после окончания вскрышных работ. Основную трудность в горных районах представляет закрепление поверхности эродирующих и зарязняющих воздух и воду отвалов, состоящих из отходов от обогащения руд, хвостов и шлаков. С этой целью производятся посевы трав и посадка деревьев на плоских вершинах и откосах дамб, водоочистных сооружений. Все работы по рекультивации проводят в соответствии с планами по предотвращению загрязнения рек, в верховьях которых обычно размещаются рудники и отвалы.

В отечественной литературе термин «рекультивация территорий» впервые встречается в 1962 г. (в работе Лазаревой И.В., осветившей зарубежный опыт рекультивации и рассматривающей эту проблему применительно к использованию нарушенных промышленностью земель для целей градостроительства).

Одной из первых работ по рекультивации в России следует считать освоение для лесохозяйственнык целей торфяных выработок на севере и северо-западе европейской части страны.

Крупенников И.А., Холмецкий А.М. выделяют следующие этапы развития рекультивационных работ в России:

· 1906-1949 гг. - увеличение площади нарушенных промышленностью земель, осознание необходимости их восстановления, зарождение идеи, разрозненные опыты.

· 1950-1968 гг. - резкий рост площади открытых разработок полезных ископаемых, начало правового регулирования, разработка требований и указаний по рекультивации, системные научно - производственные эксперименты, первые обобщения, научно-технические совещания, разрозненное планирование рекультивационных мероприятий.

· 1969-1980 гт. - принятие земельного кодекса и специальных правительственных постановлений по рекультивации, включение работ по рекультивации в технологический процесс производства, первые теоретические разработки и научно-организационное становление рекультоведения, возникновение проблемы утилизации почв, снимаемых с отчуждаемых из сельского и поеного хозяйства земель, разработка государственных и отраслевых стандартов.

· С 1981 г. началась усиленная разработка теории ускорения почвенных процессов и создание высокоплодородного почвенного профиля за счет сокращения потерь почвы в процессе рекультивации, расширения масштабов землевосстановительных работ и т.д.

В нашей стране с 1971 по 1980 гг. рекультивация была выполнена на площади 713 тыс. га, т.е. ежегодный объем рекультивационных работ составлял 71,3 тыс. га. Значительный их рост был заложен в Государственной комплексной программе повышения плодородия почв

России на 1992-1995 гг., где предусматривалось ежегодно рекультивировать для последующего сельскохозяйственного использования до 96 тыс. га .

С 2004 г. в стране нет органа, который бы занимался централизованным сбором данных о состоянии земельных ресурсов. В 2013 г. ученые и экологи предложили разработать закон об охране окружающей среды. Документ должен регламентировать ответственность недропользователей на всех этапах проектирования, эксплуатации и ликвидации предприятий, а также проведение комплексного экологического мониторинга.

Сегодня эти четкие правила для техногенных предприятий не прописаны. Как не прописаны механизмы ликвидации последствий разработки месторождений полезных ископаемых.

Летом 2012 г. кузбасские парламентарии обратились в правительство РФ с просьбой восстановить прекратившую свое существование в 2008 г. систему статистического наблюдения за состоянием рекультивации, снятием и использованием плодородного слоя почвы. Осенью 2012 г. правительство распорядилось данное наблюдение возобновить. Годовые отчеты по форме №2-ТП (рекультивация) от юрлиц, граждан, индивидуальных предпринимателей, добывающих полезные ископаемые, а также ведущих строительные, мелиоративные, лесозаготовительные, изыскательские работы и размещающих отходы, теперь принимают территориальные подразделения Росприроднадзора.

В условиях, когда реальных проектов нет, контроль не налажен, а самое главное - не предусмотрены средства на рекультивацию, необходимо сформировать механизм ликвидации последствий разработки месторождений, с созданием ликвидационных фондов.

По данным Минприроды РФ, средства в ликвидационные фонды будут отчисляться как недропользователями, так и государством. Проект внесения изменений сразу в несколько законодательных актов - о недрах, о несостоятельности и банкротстве, КоАП и налоговый кодекс - на стадии согласования.

По мнению ученых, федеральное законодательство должно стать рамочным: основные нормотворческие функции давно пора передать местным органам власти. Потому что природные условия в разных регионах большой страны отличаются. Значит и подходы к восстановлению земель должны отличаться. Где-то нужна сельскохозяйственная биологическая рекультивация, а где-то - санитарно - защитная .

При проведении работ, связанных с нарушением почвенного покрова и рекультивацией земель, соблюдение установленных экологических и других стандартов, правил и норм является обязательным. Рекультивация земель проводится согласно требованиям Постановления Правительства РФ от 23.02.1994 №140 «О рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы» и Основных положений о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы, утвержденных Приказом Минприроды России и Роскомзема от 22.12.1995 №525/67 .

Оценка качества выполнения работ по рекультивации земель должна осуществляться комиссией в составе специалистов муниципалитета в соответствии с действующими нормативами и стандартами по рекультивации и охране земель: ГОСТ 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель»; ГОСТ 17.5.1.03-86 «Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель», ГОСТ 17.4.203-86. «Охрана природы. Почвы. Паспорт почв»; ГОСТ 17.4.3.01-83. «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб»; ГОСТ 17.4.4.02-84. «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб»; ГОСТ 28168-89. «Почвы. Отбор проб»; ГОСТ 17.4.3.03-85. «Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ»; ГОСТ 17.473.06-86. «Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ» .

Организация использования нарушенных земель изменилась с развитием рыночных отношений: приоритетными стали экономические факторы - объективно обоснованная плата за землю и используемые природные ресурсы, налоговые поступления. Это привело к переориентации системы управления городским хозяйством с административных методов на экономические.

В новых условиях возникла необходимость совершенствования существующих подходов оценки качественного состояния городских земель, выявления, учета и классификации нарушенных городских территорий. Основной проблемой восстановления и возвращения в хозяйственное использование нарушенных земель является несовершенство регулирующей данные вопросы правовой базы. Главный недостаток действующего законодательства в области городского землепользования заключается в том, что большая часть существующих нормативно-правовых актов посвящена проблемам использования и охраны земель, а не их восстановления. К тому же городские земли рассматриваются только с точки зрения их социально-экономических аспектов в ущерб природно-экологическим, то есть предметом регулирования данных документов в основном являются земельные участки как объекты недвижимого имущества, а не городские земли или почвы как компоненты природной среды.

По мнению специалистов, сегодня ощущается острая необходимость в изменении нормативной базы. Совершенствование законодательства может стать прочной основой проведения масштабных работ по восстановлению земель.

3. Причины возникновения рекультивации

Причинами возникновения стали, виды деятельности человека, в результате которых может возникать потребность в проведении рекультивации земель и водоёмов:

В ходе добычи торфа: фрезерные поля, карьеры гидроторфа, машиноформовочные карьеры;

В ходе добыче нерудных строительных материалов: карьеры песка, глины, песчано-гравийных материалов;

В ходе производства открытых горных работ: карьерные выемки, внутренние и внешние отвалы;

В ходе производства подземных разработок: провалы, прогибы, шахтные отвалы (терриконы);

В ходе функционирования урбанизированных территорий: золоотвалы, шлакоотвалы, шламонакопители, свалки твердых бытовых отходов (ТБО) и др.;

В ходе проведения разведочных и изыскательских работ: участки земель с нарушенным растительным и почвенным покровом, а также участки земель, загрязненные нефтью и нефтепродуктами;

В ходе выполнения строительных и эксплуатационных работ: участки земель с частично или полностью нарушенным растительным и почвенным покровом, территории земель, подвергающиеся подтоплению, затоплению и эрозионным процессам, а также насыпи, кавальеры, отвалы, гидроотвалы и др.;

В ходе технологических процессов при получении материалов, веществ, электрической энергии: земли, загрязненные аэрозолями и пылевыми выбросами, органическими и неорганическими веществами, радиоактивными элементами;

В ходе сельскохозяйственного производства: земли, загрязненные остаточным количеством пестицидов, дефолиантов, сточными водами и удобрениями, а также засоленные, эродированные и малопродуктивные земли;

В ходе военных действий, производства оружия и его основ: земли, загрязненные радиоактивными, отравляющими, токсичными органическими и неорганическими веществами, опасными бактериологическими компонентами.

4. Основные этапы и направления рекультивации

Комплекс рекультивационных работ представляет собой сложную много компонентную систему взаимоувязанных мероприятия, структурированных по уровню решаемых задач и технологическому исполнению. Выделяют следующие этапы рекультивации:

1) подготовительный этап включает инвестиционное обоснование мероприятий по рекультивации нарушенных земель и разработку рабочей документации;

2) технический этап - реализация инженерно-технической части проекта восстановления земель;

3) биологический этап, завершающий рекультивацию и включающий озеленение, лесное строительство, биологическую очистку почв, агромелиоративные и фиторекультивационные мероприятия, направленные на восстановление процессов почвообразования.

Продолжительность двух последних этапов условно называют рекультивационным периодом, который в зависимости от состояния нарушенных земель и их целевого использования может быть от одного до нескольких десятков лет. При решении сложных экологических задач, требующих постоянного контроля и управления потоками вещества в техно-природных геосистемах, продолжительность этого периода устанавливается сроками полного восстановления компонентов природы.

5. Направления рекультивации земель

В зависимости от тех целей, которые ставятся при рекультивации земель, различают следующие направления рекультивации земель:

· природоохранное направление;

· рекреационное направление;

· сельскохозяйственное направление;

· растениеводческое направление;

· сенокосно-пастбищное направление;

· лесохозяйственное направление;

· водохозяйственное направление.

6. Рекультивация песчаных карьеров

Рекультивация карьеров может производиться различными методами в зависимости от типа карьера и его местоположения.

Например, рекультивация песчаного карьера будет существенно отличаться от рекультивации карьеров, в которых добывали щебень или глину. В большинстве случаев рекультивация карьеров производится путем засыпки их промышленными отходами с малой опасностью для окружающей среды. При этом порядок засыпки и устройства защитных сооружений определяет проект рекультивации карьера, который должен учитывать множество факторов.

Один из важных моментов, которой должен быть отражен в проекте рекультивации карьера - это размещение карьера относительно водоохранных зон и меры предотвращения фильтрации стоков. Особенно важно предусмотреть водоохранные меры, когда проектируется рекультивация песчаного карьера. Завешает рекультивацию карьеров восстановление плодородного слоя почвы и последующее вовлечение восстановленных участков в хозяйственное пользование.

По этим причинам рекультивация карьеров согласовывается с инстанциями, осуществляющими контроль природопользования и экологической безопасности. В виду несовершенства законодательства, регулирующего рекультивацию карьеров, каждая отдельно взятый проект рекультивации карьера требует особого подхода. Во избежание лишних расходов и предотвращения сложных, затруднительных ситуаций разработку проекта и его осуществление следует доверить компетентным профессиональным работникам, обладающими многолетним опытом в этой сфере.

Заключение

рекультивация экологический плодородие песчаный

Рекультивация земель - это комплекс работ по восстановлению нарушенных хозяйственной деятельностью территорий с использованием специальных технологий. Проводится главным образом в р-нах открытых горных разработок, изыскательских и др. работ, связанных с нарушением земель. Включает восстановление почв, растительности, нередко - ландшафта в целом.

В зависимости от предполагаемого использования земель существует несколько направлений их рекультивации: сельскохозяйственное (создание пашни, лугов, пастбищ, садов), лесохозяйственное (лесопосадки), рекреационное, рыбохозяйственное (создание в понижениях рельефа рыбоводческих прудов), водохозяйственное (устройство водоёмов разного назначения), строительное (подготовка участков для строительства).

Осуществляется в 2 этапа. Первый(технический) предусматривает подготовку земель к их дальнейшему целевому использованию (планировка поверхности, покрытие её плодородным слоем земли или улучшение грунта и др. работы в соответствии с проектом). На втором этапе (биологическая рекультивация) проводят агротехнические и фитомелиоративные мероприятия по восстановлению почвенного плодородия, ускорению почвообразовательных процессов, возобновлению флоры и фауны на рекультивируемых землях.

Литература

1. Будина Т.Ю. Рекультивация земель при различных видах работ // Справочник эколога, 2013. - №3.

2. Голованов А.И., Зимин Ф.М., Козлов Д.В. и др. Природообустройство. - М: «КолосС», 2008. - 551 с.

3. Гурина И.В. Рекультивация. - Новочеркасск: НГМА, 2008.

4. Савон Д.Ю., Шумилов В.Н. Процесс формирования землепользования крестьянских хозяйств //Terra Economicus, 2008. - Т. 6. - №4-4. - С. 160-162.

5. Черемисинов А.Ю. и др. Рекультивация нарушенных земель. - М., 2000.

6. ГОСТ 17.5.1.03-86 «Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель».

7. ГОСТ 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель».

8. ГОСТ 17.5.1.02-85 «Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации».

9. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 году». - Интернет-источник. - Режим доступа: http://www.mnr.gov.ru/regulatory/list.php? part=1392

10. Федеральный научно-практический журнал «Уголь Кузбасса». - Интернет-источник. - Режим доступа: http://xn-8sbacizug0a0baof7j.xn - p1ai/index.php? id=1302&start=1920

11. Сметанин В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель / В.И. Сметанин. М.: Колос, 2000. 96 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Изучение сущности и задач направления рекультивации. Рекультивация земель, расположенных вне городской зоны. Рекультивация нарушенных земель в городской черте. Погодные и климатические условия. Выбор способа горнотехнической рекультивации. Охрана труда.

дипломная работа , добавлен 14.07.2010


Сущность процесса рекультивации земель и требования к нему. Порядок проведения биологического этапа рекультивации земель, нарушенных при капитальном и аварийном ремонте нефтепроводов. Сравнение известных методов рекультивации нефтезагрязненных земель.

курсовая работа , добавлен 05.12.2010


Особенности рекультивации нарушенных земель при капитальном ремонте. Природно-климатическая и техническая характеристика объекта рекультивации нарушенных земель. Обоснование площади земель, подлежащих рекультивации. Составление сводной ведомости затрат.

курсовая работа , добавлен 10.11.2014


Рекультивация нарушенных земель. Формирование откосов отвала. Нанесение потенциально-плодородного слоя. Грубая планировка насыпного слоя. Затраты на горнотехнический и биологический этапы рекультивации. Оценка ущерба от выбросов загрязняющих веществ.

курсовая работа , добавлен 16.11.2012


Понятие, сущность и классификация природных ресурсов, а также основы их охраны и мониторинга. Порядок и особенности внесения платы за землю. Анализ и оценка эффективности использования территорий РФ. Общая характеристика и значение рекультивации земель.

контрольная работа , добавлен 11.10.2010


Восстановление продуктивности и биологической ценности нарушенных и загрязненных земель. Механизация отвальных и рекультивационных работ. Расчет параметров навалов плодородного слоя почвы. Требования к рекультивации при сельскохозяйственном использовании.

курсовая работа , добавлен 27.11.2017


Проектирование осушительной системы на севооборотном участке. Почвенно-климатическая характеристика объекта. Определение причин заболачивания и типа водного питания. Мелиоративный режим осушаемых земель, аэрация почвы. Выбор метода и схемы осушения.

курсовая работа , добавлен 03.01.2011


Географическое расположение, климатические и гидрологические условия рекультивируемой территории. Расчет баланса земляных масс, выполаживание откосов отвалов, подбор культур, разработка схем лесопосадок - основные этапы восстановления ландшафта.

реферат , добавлен 12.11.2010


Зональные типы земель - для земледелия, животноводства, лесного хозяйства. Категории пригодности земель. Экономическое плодородие. Капитальные вложения в сельское хозяйство. Себестоимость сельхозпродукции. Понятие, виды структуры по элементам затрат.

реферат , добавлен 03.02.2009


Проведение культуртехнических работ по коренному улучшению пастбищ и сенокосов, их поверхностного улучшения. Первичное окультуривание и повышение плодородия земель. Охрана окружающей природной среды. Экономическая эффективность и срок окупаемости затрат.