Горно-технический этап рекультивации земель

Рекультивация нарушенных земель

Рекультивация -комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоёмов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов.

Причины возникновения нарушенных земель и водоёмов

Виды деятельности человека, в результате которых может возникать потребность в проведении рекультивации земель и водоёмов:

§ хозяйственная деятельность;

§ добыча полезных ископаемых, особенно открытая разработка месторождений;

§ вырубка лесов;

§ возникновение свалок;

§ строительство городов;

§ создание гидросооружений и аналогичных объектов;

§ проведение военных испытаний, в том числе испытаний ядерного оружия.

Два основных этапа рекультивации

Работы по рекультивации обычно имеют два основных этапа - технический и биологический. На техническом этапе проводится корректировка ландшафта (засыпка рвов, траншей, ям, впадин, провалов грунта, разравнивание и террасирование промышленных терриконов), создаются гидротехнические и мелиоративные сооружения, осуществляется захоронение токсичных отходов, производится нанесение плодородного слоя почвы. На биологическом этапе проводятся агротехнические работы, целью которых является улучшение свойств почвы.

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.

Горно-технический этап начинается со снятия и буртования плодородного слоя (если он не нарушен). Мощность такого слоя определяется по почвенной карте, а при ее отсутствии - специалистами-почвоведами путем проведения специальных исследований. Почвенный слой, как правило, снимается бульдозером или грейдером и укладывается в бурты (кавальеры), которые хранятся до окончания строительных работ на площадке. Чтобы почва в буртах не размывалась водой или не раздувалась ветром в период хранения, рекомендуется бурты засевать травами, либо клевером, либо люцерной. Если снятая земля используется на площадке, то после окончания строительства она расходуется на планировку территории в соответствии с проектом. В некоторых случаях снятый грунт идет на выравнивание пониженных мест, засыпку ям, котлованов. Затем на выровненную поверхность как бы наносится почвенный слой, богатый органическими веществами. Если же территория используется для добычи строительных материалов, например, известняка, камня, гранита, то после снятия и складирования почвенного слоя приступают к производству вскрышных пород, из которых тоже формируют отвалы. При этом токсичные породы складируют отдельно от хорошей земли. Порядок работ определяется проектом рекультивации.

Биологический этап состоит в восстановлении плодородия нарушенных земель, создании и наращивании гумусового слоя почв путем посева трав, кустарниковых и древесных насаждений; допускается выращивание сельскохозяйственных культур. В последнем случае нужно соблюдать определенную последовательность: сначала культивировать малотребовательные культуры с большой растительной массой, а по восстановлении плодородия почвы - переходить к другим культурам на основе принятой агротехники их возделывания. На первых стадиях рекультивационных работ биологического этапа, как правило, преобладает лесоразведение, причем древесные породы подбираются в соответствии с кислотно-щелочными свойствами, механическим составом и другими особенностями грунтов и почвообразующих горных пород. Восстановление территорий осуществляется по различным направлениям предполагаемого использования:

Для нужд сельхозпроизводства (земледелие, садоводство и т.п.);

Для лесонасаждения, включая и промышленное лесопроизводство;

В целях создания водоемов различного назначения (рыборазведения, водоснабжения, устройства рекреационных зон и т.п.);

Под жилищное и промышленное строительство и др.

На успех рекультивации влияют многие факторы:

Петрографический и химический состав горных пород, складируемых в отвалах, кислотно-щелочные характеристики фильтрующихся сквозь них поверхностных, грунтовых и подземных вод;

Наличие примесей химических элементов в виде самостоятельных минералов или иных форм, способных переходить в растворимые в воде соединения (соли) с последующим накоплением в почвах и растительности и представляющих нередко токсичные вещества (ртуть, кадмий, селен, мышьяк и многие другие элементы);

Формы отвалов, крутизна откосов и др.

Биологическая рекультивация

(от лат. re - приставка, означающая повторность, и позднелат. cultivo - обрабатываю, возделываю * a. biological recultivation; н. biologische Rekultivierung; ф. remise en culture biologique; и. recultivo biologico, reproduccion biologica ) - мелиоративных и агротехнических мероприятий по восстановлению плодородия и хоз. ценности земель, осуществляемый после технической рекультивации. включает известкование, гипсование, промывку, пескование, глинование и др. приёмы, направленные на улучшение хим. и физ. свойств рекультивац. слоя. Агротехн. приёмы предусматривают систему обработки и удобрения насыпного слоя или слоя г. п. (рекультивац. слоя), спец. севообороты, посадку древесно- кустарниковых растений и др. Биол. активность рекультивируемого слоя повышается с помощью микроорганизмов, вносимых с органич. удобрениями. Обычно биол. этап рекультивации длится от 4-6 до 10 лет.
Состав и объём работ по Б. р. определяется в зависимости от направления рекультивации (создание с.-х. угодий, лесных насаждений, декоративно-озеленит. комплекса), а также от свойств г. п., слагающих поверхностный рекультивируемых земель. В СССР Б. р. выполняется на основании проекта рекультивации, разрабатываемого (в увязке с проектом горн. работ) проектными организациями мин-в и ведомств, эксплуатирующих м-ния п. и., с привлечением (на договорных условиях) проектных орг-ций Минсельхоза СССР, Гос. к-та лесного х-ва СССР и Минрыбхоза СССР. Проекты создания садово-парковых насаждений на нарушенной территории включаются в генеральные планы развития населённых пунктов и пригородных зон.
Б. р. на землях, предназначенных для использования в сельском и лесном х-вах, осуществляется землепользователями (совхозами, колхозами, лесхозами и пр.) за счёт средств горн. предприятий, проводивших на этих землях работы. На Б. р. приходится до 25% (0,2-1,5 тыс. руб. на 1 га) общих затрат горн. предприятия на рекультивацию нарушенных земель. Расходы на Б. р. земель относят на себестоимость добытого п. и. (при разработке м-ний), стоимость предприятий, зданий, сооружений (при стр-ве этих объектов) или работ (при проведении геол.-разведочных и др. работ). Литература : Moторина Л. В., Овчинников В. А., Промышленность и земель, М., 1975; ГОСТ 17 .5.1.01-78. Охрана природы. земель. Термины и определения. В. П. Костовецкий.

Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Смотреть что такое "Биологическая рекультивация" в других словарях:

биологическая рекультивация - biologinis atkūrimas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Geotechninių ir fitomelioracinių priemonių visuma pažeistų žemių derlingumui atkurti, dirvožemiui apsaugoti nuo erozijos ir defliacijos. atitikmenys: angl. biological… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Биологическая рекультивация земель - 16. Биологический этап рекультивации земель (биологическая рекультивация земель) этап рекультивации земель, включающий мероприятия по восстановлению их плодородия, осуществляемые после технической рекультивации... Источник: Приказ Минприроды РФ N … Официальная терминология

Биологический этап рекультивации или биологическая рекультивация - 7. Биологический этап рекультивации или биологическая рекультивация По ГОСТ 17.5.1.01 78 Источник …

биологический этап рекультивации земель (биологическая рекультивация) - 3.5 биологический этап рекультивации земель (биологическая рекультивация): Этап рекультивации земель, включающий в себя комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий по восстановлению плодородия нарушенных земель. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Земель (от лат. re приставка, означающая возобновление, и cp. век. лат. cultivo обрабатываю, возделываю * a. land reclamation; н. Bodenrekultivierung, Bodenwiederurbarmachen; ф. remise en etat des sols, rehabilitation des sols; и.… … Геологическая энциклопедия

Организационно технические и биологические мероприятия, направленные на восстановление пригодности земель для использования по целевому назначению. Различается техническая рекультивация (выравнивание поверхности или выполнение других земельных… … Словарь бизнес-терминов - комплекс мероприятий, направленных на восстановление хозяйственной, медико биологической и эстетической ценности нарушенных ландшафтов. В рекультивации ландшафтов различают 2 этапа: технический (рекультивация техническая) подготовка земель для… … Экологический словарь

биологическая мелиорация - Мелиорация, направленная на интенсивное повышение плодородия нарушенных земель, урожайности сельскохозяйственных и лесных культур путем применения системы агротехнических и гидромелиоративных мероприятий. Примечание К основным мероприятиям по… … Справочник технического переводчика

Технические мероприятия по рекультивации нарушенных земель подразделяются на следующие виды:

Структурно-проективные: создание новых проектных поверхностей и форм рельефа (профилирование, террасирование, вертикальная планировка), землевание, торфование, кольматаж, создание экранов, удаление ненужной древесно-кустарниковой растительности, пней, камней, разделка кочек;

Химические: известкование, гипсование, кислование, внесение сорбентов, органических и минеральных удобрений;

Водные (гидротехнические): осушение, орошение, регулирование сроков за-

топления поверхностными водами;

Теплотехнические: мульчирование, грядование, обогрев, применение утеплителей.

Практически всегда на нарушенных землях необходима планировка и землевание. Планировку в зависимости от направления рекультивации, объемов и расстояния транспортировки почвенного слоя проводят по всей территории (сплошная) или по отдельным участкам (частичная), ее включают в состав работ по террасированию и выполаживанию откосов отвалов, карьерных выемок, кавальеров и насыпей.

Сплошная планировка (разравнивание) выполняется при подготовке земель к сельскохозяйственному использованию и созданию лесных массивов, частичная - при подготовке земель к озеленению, созданию защитных или лесных водо-охранных полос, при благоустройстве территорий для целей рекреации или для придания нарушенным землям эстетичного вида с многообразием форм микро- и мезорельефа.

Планировка насыпей проводится в два этапа: предварительная и окончательная через 2…3 года с обязательным засевом поверхности насыпи бобово-злаковыми травами в промежутках между этапами.

Землевание – это нанесение почвенного слоя на спланированную поверхность или внесение почвы (потенциально плодородных пород) в другую почву для улучшения водно-физических, агрохимических и тепловых свойств. В качестве потенциально плодородных пород используют супесчаные и сугли-

нистые грунты. Землевание особенно необходимо при создании рекультивационного слоя на землях, непригодных по физическим или химическим свойствам для проведения биологической рекультивации.

В зависимости от площади и состояния нарушенных земель техническая рекультивация может ограничиваться двумя рассмотренными способами или созданием крупных инженерных систем с необходимым набором элементов управления потоками вещества. Для земель сельскохозяйственного использования – это мелиоративные системы, для рыбохозяйственного использования – это могут быть прудовые системы, для лесохозяйственного использования – это лесомелиоративные системы, для загрязненных земель – инженерно-экологические системы и т.д. Эффективность таких систем зависит от уровня инженерного исполнения и технологии управления движением минеральных и органических веществ в компонентах природы.

4.5. Биологический этап рекультивации

Основными задачами биологической рекультивации является возобновление процесса почвообразования, повышение самоочищающей способности почвы и воспроизводство биоценозов. Биологическим этапом заканчивается формирование культурного ландшафта на нарушенных землях.

Организационно биологическая рекультивация проводится в две стадии. На первой выращиваются пионерные (предварительные, авангардные) культуры, умеющие адаптироваться к существующим условиям и обладающие высокой восстановительной способностью. На второй переходят к целевому использованию. Земли, загрязненные тяжелыми металлами, органическими веществами или продуктами промышленной переработки, на первой стадии подвергают очистке с помощью сорбентов, растений или микроорганизмов (биодеструктуров), а затем включают в хозяйственное использование под жестким контролем со стороны санитарно - эпидемиологических служб.

Для разработки эффективных способов биологической рекультивации большое значение имеет изучение процессов эволюции растительного покрова в различных природных зонах и техногенных условиях. Формирование растительного покрова на отвалах вскрышных пород идет очень медленно – от 5 до 10…15 лет из-за сложного изменяющегося во времени рельефа поверхности отвала, бедности горных пород питательными веществами, неустойчивости водного и теплового режимов.

На выработанных торфяных карьерах при достаточном количестве влаги и питательных веществ растительность появляется уже в первый год. Вначале появляются редкие растения: мать-и-мачеха, овсяница, зеленый мох, крапива, осока. Через 2…3 года образуется сплошной травяной покров: овсяница, крапива, осока, череда, тростник, хвощ, ситник, гусиная лапка, кислица. Через 5…6 лет поселяются древесно-кустарниковые: ольха черная, ива, калина, лоза, ольха серая, клен, береза, осина, тополь.

Зарастание нарушенных земель создает в молодых почвах запас органических веществ, который в результате биохимических процессов улучшает питательный режим этих почв и способствует образованию устойчивого растительного покрова.

Скорость почвообразования и формирование почвенных горизонтов зависят от свойств почвообразующих пород, их водного и теплового режимов, рельефа, природно-климатических условий данного района, от видового состава растительности и продолжительности природного восстановления земель.

Отвалы и насыпи вскрышных пород быстрее зарастают с северной и северо-западной стороны, поскольку здесь наблюдаются устойчивый водный и тепловой режимы. Южные склоны, испытывающие наибольшие перепады температур и значительную эрозию, покрываться растительностью лишь в нижних частях склона, где накапливается смытый мелкозем.

Интенсивное накопление гумуса на нарушенных землях наблюдается в период от 5 до 20 лет, далее скорость почвообразования снижается, что обуславливается устойчивостью биогеохимических процессов под определенными сообществами растений.

На нарушенных землях, особенно в тех местах, где целевое использование затруднено в силу организационных, технологических, социальных и природно-климатических условий, необходимо стремиться, прежде всего, к стимулированию растительного покрова. Для этой цели можно использовать приуроченность отдельных видов растений к определенным типам и свой-ствам почв, грунтов и горных пород. Такие растения выявляются в ходе ботанического и видового анализа растительных образцов, взятых на нарушенных землях, и могут быть рекомендованы в качестве пионерных (предварительных, авангардных) культур.

На землях, где проведение технической рекультивации затруднено, или возможно повторное их использование (например: повторное использование отвалов, содержащих породы с малой концентрацией редких металлов) создают растительный покров разбрасыванием дражированных семян травосмесей и кустарников. Семена растений с учетом их приуроченности к горным породам разбрасывают самолетом ранней весной вместе с небольшими дозами минеральных удобрений.

Если нарушенные земли предназначены для сельскохозяйственного использования, то общий состав работ биологической рекультивации должен быть следующим:

Планировка поверхности земли и нанесение на нее почвенного слоя, особенно на субстраты, содержащие малопригодные породы (заключительные работы технической рекультивации);

Выращивание пионерных культур (однолетних или многолетних) для активизации процессов почвообразования;

Введение специальных севооборотов для восстановления и формирования почвенного слоя;

Применение приемов почвозащитного земледелия для повышения плодородия почвы и ее устойчивости против эрозии и дефляции;

Мониторинг почв природоохранными и санитарно- эпидемиологическими службами.

По исследованиям кафедры мелиорации и рекультивации земель МГУП выращивание викоовсяной смеси на пойменных луговых почвах, загрязненных нефтепродуктами, ускоряет процесс разложения углеводородов. Как показывает опыт, наилучшими пионерными культурами при проведении сельскохозяйственной рекультивации являются бобовые и бобово-злаковые травосмеси, обладающие высокой фиторекультивационной способностью по сравнению с другими растениями.

В формировании молодых почв при проведении рекультивации для лесохозяйственных целей в качестве пионерных используют бобовые, бобово-злаковые травы, кустарники и некоторые породы деревьев. Из древесно-кустарниковой растительности наибольшее распространение в качестве пионерных имеют: акация белая, лох узколистный, облепиха, акация желтая, смородина золотистая, береза бородавчатая, ива, ольха, тополь, черемуха.

Наиболее эффективным приемом биологической рекультивации на нарушенных землях является создание многовидового растительного покрова с участием многолетних трав и устойчивых пород кустарников и деревьев. При такой многоярусной структуре нарушенные земли хорошо защищены от

эрозии и дефляции, а благодаря листовому опаду и корневым системам получают большой прирост органических веществ.

На землях, загрязненных техногенными продуктами, главной задачей биологической рекультивации является повышение самоочищающей способности почвы. Решение этой задачи возможно с помощью совместного функционирования технических и биологических систем, оперирующих широким набором мероприятий, в том числе с использованием специально выращенных микроорганизмов.

Рекультивация (очистка) почв от техногенных продуктов с помощью микроорганизмов основан на деструктировании (разложении) этих продуктов. На практике этот способ применяется для очистки почв, загрязненных нефтью, нефтепродуктами и пестицидами. Технология биодеструктирование включает создание благоприятных водно-воздушных, тепловых и питательных условий микроорганизмам и регулярного контроля численности применяемой популяции. Поэтому эффективность такого вида рекультивации зависит от управляемости регулирующих факторов и качества штаммов.

Биологический этап рекультивации

Биологическая рекультивация - это комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на улучшение агрофизических, агрохимических, биохимических и других свойств почвы. Основная ее задача - создание продуктивных угодий, закрепление поверхностного слоя почвы корневой системой растений, создание сомкнутого травостоя и предотвращение развития водной и ветровой эрозии почв на нарушенных землях. Биологическая рекультивация завершает восстановительные работы нарушенных земель и проводится после горнотехнической рекультивации.

Биологическая рекультивация ведется специальными организациями за счет средств горного предприятия. Вполне естественно, что себестоимость добываемого карьером сырья повышается.

К основным мероприятиям по биологической рекультивации относится внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений, посев многолетних бобовых культур, посадка почвоулучшаюших деревьев и кустарников (ГОСТ 17.5.1.01-83).

Таблица 8

На первом этапе биологической рекультивации целесообразнее использовать однолетние и многолетние травы, преимущественно злаки. Выбор такой жизненной формы растений обусловлен несколькими причинами. Во-первых, эта группа растений обладает высокой продуктивностью. Во-вторых - злаки быстро образуют дернину и тем самым защищают поверхность от ветровой и водной эрозии. Еще одна причина состоит в том, что злаки, как правило, мало требовательны к плодородию почвы, большинство видов переносят недостаток влаги в почве. Наконец, в новых экономических условиях большими преимуществами использования злаков являются доступность семян, простая технология посева, минимальные затраты труда.

Площадь, на которой проводим рекультивацию составляет 30 га. Значит потребуется:

2100 кг семян многолетних трав;

21600 кг минеральных удобрений;

1500 м3 воды;

1500 м3 верхового торфа.

Схему посадки выбираем исходя из характеристики растительного мира данной территории.

С - С - С - С - С - С

Б - Б - Б - Б - Б - Б Сосна низкорослая 50%

С - С - С - С - С - С Береза пушистая 50%

Б - Б - Б - Б - Б - Б

На откосы отвалов сажаем иву сизую.

Посадка сосны, лиственницы и облепихи проводится обычно двухлетними сеянцами. Посадочные работы, как правило, выполняют вручную.

Обобщенные биоэкологические характеристики используемых для лесной рекультивации пород приведены в табл. 9. Степень указанных в таблице тех или иных качеств видов характеризуется следующими баллами.

Морозостойкость. 1 -- высокая, или абсолютная, обмерзаний не наблюдается; 2 - достаточно высокая, происходит только частичное обмерзание в первые годы жизни на непокрытых снегом поверхностях отвалов; 3 - недостаточная, происходит обмерзание побегов, возвышающихся над снегом; 4 - неморозостойкие, саженцы целиком вымерзают.

Засухоустойчивость. 1 - высокая, виды устойчивы против недостатка влаги (ксерофиты); 2 - менее высокая (мезоксерофиты); 3 -средняя (мезофиты); 4 - низкая (мезогигрофиты).

Светолюбие. 1 - светолюбивые, произрастают только на открытых местообитаниях, затенения не выносят; 2 -- менее светолюбивые, выносят незначительное затенение; 3 - теневыносливые, могут произрастать под пологом других пород.

Требовательность к почвенному плодородию. 1 -- малотребовательны к плодородию почв (олиготрофы); 2 - среднетребовательные (мезотрофы); 3- повышенной требовательности (мегатрофы).

Быстрота роста. 1 -- быстрорастущие высокоствольные деревья и кустарники, прирост по высоте в благоприятных условиях превышает 50 см в год; 2 - средние по энергии роста деревья и кустарники, прирост по высоте в пределах 20-50 см; 3 - медленно растущие деревья и кустарники (текущий прирост не превышает 20 см).

Мелиоративные (почвоукрепляющие и почвоулучшающие) качества. 1 - высокая степень, быстрорастущие корнеотпрысковые виды, азотонакопители; 2 - средняя степень, обогащают почвы листовым опадом, создающим «мягкий» гумус, имеют разветвленную корневую систему.

Биоэкологические характеристики используемых для лесной рекультивации пород

Таблица 9

Исходя из значений биоэкологических характеристик, Можно сделать вывод, что деревья и кустарники выбраны правильно, так как биоэкологические характеристики соответствуют гидрогеологическим и климатическим условиям района, а так же химическим свойствам пород отвала.

Сосна низкорослая и береза пушистая высаживается по сетке 3,0*3,0 м.

Количество саженцев: 0,5*43200=24000 шт,

Количество саженцев: 0,5*43200=24000 шт

Так как предусматривается наличие противопожарных полос, представляющих собой полосу лесонасаждений шириной 30 м, через каждые 100м, количество сосны и березы уменьшается до 16800 штук.

Кустарник (ива сизая) высаживается по сетке 3,0*3,0 м на откосах отвалов.

Количество саженцев: 1*40000=40000 шт,

Развитие человечества сопровождается ростом площадей нарушенных земель и сокращением количества естественных экосистем, снижением их восстановительной способности, устойчивости к воздействию антропогенных факторов . Значительный ущерб природным ландшафтам наносят размещение на поверхности отходов горного производства.

Технологические процессы горнодобывающей и горноперерабатывающей промышленности неразрывно связаны с потреблением природных ресурсов и формированием разнообразных отходов , накапливающихся в окружающей природной среде.

Отходами горного производства являются неиспользуемые продукты добычи и переработки минерального сырья, выделяемые из массы добытого полезного ископаемого в процессе разработки месторождения, при обогащении и химико-металлургической переработки сырья .

Классификация отходов горного производства проводится по фазовому составу и производственным циклам, на которых они формируются (таблица 1). На формирование отходов влияет производственный процесс, характер сырья, содержание извлекаемых компонентов в исходном продукте и др. .

Таблица 1.

Классификация отходов добычи и обогащения

Фазовая характеристика отходов	Технология добычи			Обогащение
	бурение	открытая	подземная
Твердые	Шлам	Вскрышные породы	Шахтная порода	Хвосты
Жидкие (растворы и суспензии)	Промывочные жидкости	—	Шахтные воды	Промывочная вода, шламы, жидкая фаза пульпы
Газообразные	—	Пыль	Вентиляционный воздух	Отсосы

Несмотря на высокую экологическую опасность, до настоящего времени доминирующим методом утилизации отходов обогащения остается наземное размещение с использованием площадок складирования в виде хвостохранилищ, отвалов и шламонакопители, которые занимают значительные по площади земли, лишенные естественного растительного покрова .

Участки земли, взятые под складирование отходов горных производств должны быть использованы разрешенными способами в соответствии с целевым назначением данной категории земель, что не должно причинять вред природным объектам, в том числе приводить к деградации, загрязнению, захламлению земель, отравлению, порче, уничтожению плодородного слоя почвы и иным негативным (вредным) воздействиям, возникающим в процессе горнопромышленного производства.

Неотъемлемой частью мер по защите литосферы являются работы по рекультивации земель взятых под складирование отходов горного производства.
Рекультивация рассматривается как комплексная проблема восстановления продуктивности и реконструкции нарушенных промышленностью ландшафтов в целом. Таким образом рекультивация должна определяться как комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды .

Традиционный процесс рекультивации делят на следующие этапы, осуществляемые либо преимущественно техническими приемами (горнотехническая рекультивация), либо биологическими методами (биологическая рекультивация) . Технический этап включает в себя планировку, формирование откосов, снятие, транспортирование и нанесение почв на рекультивируемые земли. На биологическом этапе проводят комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на улучшение агрофизических, агрохимических, биохимических и других свойств почвы .

Нарушенные территории в результате хозяйственной деятельности разделяют на две группы:

1. Земли, поврежденные насыпным грунтом, отвалы, гидроотвалы, терриконы, кавальеры и свалки;
2. Территории, поврежденные выемкой грунта, карьеры открытых горных разработок, добычи местных строительных материалов и торфа, провалы и прогибы на месте подземных горных работ, резервы и траншеи при строительстве линейных сооружений.

В зависимости от воздействия промышленных объектов и возникших нарушений природного ландшафта, в рамках указанных этапов определяют технологию рекультивации:

Рекультивация и обустройство карьеров нерудных материалов при сухой и обводненной выемке грунта представленных месторождениями фосфоритов, апатитов, калийных и каменных солей, известняками, мергелями, песчаниками, серой и так же графитом, асбестом, слюдой, мрамором, кварцем, плавиковым шпатом и др.

В результате добычи полезных ископаемых и минерального сырья земли нарушаются карьерными выработками, достигающими глубины более 100 м. В зависимости от положения дна карьера относительно залегания подземных вод он бывает обводненным или сухим .

Рекультивация сухих карьеров проводится в 3 этапа:

1. Транспортирование со склада и нанесение почвенно – растительного слоя;
2. Мелиорация и посев трав на подготовленной территории.

Рекультивация обводненного карьера проводится в 2 этапа:

1. Планировочные работы направленные на сформирование поверхности;
2. Заполнение карьера водой.

Обводненные карьерные выемки после прекращения их эксплуатации используют под водоемы многоцелевого назначения, сухие под площадки для строительства, пашни, пастбища, лесонасаждения и т. д. .

Перед массовой выработкой грунта снимают плодородный слой почвы с целью дальнейшего использования его на малопродуктивных угодьях и рекультивируемых землях. Нормы снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ определяются требованиями, изложенными в ГOCT 17.5.3.06-85.

По классификации пригодности скальные грунты и конгломераты считают непригодными для биологической рекультивации по физическим свойствам. В процессе добычи камня образуются насыпи из вскрышного слоя грунта, непригодного для производственных целей. Этот грунт можно разделить на плодородный слой почвы и материнскую породу или выветренные скальные породы, снимаемые при выполнении вскрышных работ .

Подошва выработанного пространства в карьерах скального грунта, а также уплотненные в результате движения транспортных средств производственные и складские площадки непригодны для непосредственного обустройства ландшафта без предварительного проведения работ по их рекультивации .

В соответствии с этими условиями выполнение рекультивации карьеров скальных пород проводится в следующем порядке:

1. Планировочные работы направленные на сформирование поверхности;
2. Отсыпка рыхлого вскрышного и почвенного грунта толщиной не менее 1 метра;
3. Посев семян на образовавшемся грунте;
4. Рекультивация выработанных площадей торфяных месторождений.

Возможность использования выработанных торфяников после рекультивации зависит от способа добычи торфа, водного режима, возраста выработки, степени задернения и т. д. Торф добывают фрезерным, гидравлическим, машиноформованным и резным способами .

Техническую рекультивацию выработанных месторождений торфа, как правило, выполняют в три этапа:

1. Создание осушительно — увлажнительной системы, обеспечивающей быстрый отвод воды с площадей во влажные периоды и увлажнение корнеобитаемого слоя почвы в засушливые периоды, а также обеспечение увлажнения корнеобитаемого слоя почвы путем шлюзования в вегетационный период ;
2. Проведение культурно – технических и планировочных работ. Параллельно работам рекультивации в полях строят дороги, а при рекультивации карьеров торфа строят дороги только после выполнения планировочных работ ;
3. Выполнение культуро — технических работ. Их основная задача — расчистка площадей от древесно — кустарниковой растительности. Расчистка, как правило, заключается в корчевании, срезке, фрезеровании и запашке.

Биологическая рекультивация выработанных месторождений торфа выполняют после проведения технической рекультивации. Она включает в себя:

1. Первичную обработку почвы;
2. Выбор предварительных культур для посева;
3. Внесение химических мелиорантов и удобрений.

Отвалами называют земляные насыпи, не имеющие делового назначения и образуемые в результате отсыпки грунта, разрабатываемого в любой выемке.

Последовательность мероприятий к выполнению горнотехнического и биологического этапа рекультивации:

1. Снятие почвенно – растительного слоя на площадке бедующего отвала, транспорт и складирование в удобных местах для последующего использования;
2. Формирование откосов отвала;
3. Планировочные работы на сформированных поверхностях;
4. Транспортирование со склада и нанесение почвенно – растительного слоя на сформированные и спланированные поверхности;
5. Строительство дорог целевого назначения, мелиорация;
6. Устройства специальных гидротехнических сооружений при необходимости;
7. Посев семян.

Предприятия лесной, бумажной, горнодобывающей и химической промышленности и энергетики в результате своей деятельности образуют достаточно большие объемы отходов, называемые шламами (зола, шлак, отходы газоочистки, хвосты горно-обогатительных фабрик, содовые, соляные и другие отходы химических предприятий). Эти отходы удаляют в большинстве случаев с водой в виде пульпы в специальные отстойники, называемые шламонакопителями и хвостохранилищами. Отвалы, образуемые намывным способом, называют гидроотвалами .

Последовательность мероприятий к рекультивации гидроотвалов:

1. Перед укладкой складируемого материала в гидроотвалы, намываемые по определенному профилю, снимают плодородный слой почвы и слой потенциально плодородного грунта с поверхности участка, отводимого под отвал ;
2. Проектируют устройство сооружений для отвода поверхностных вод, поступающих с поверхности водосбора в процессе производства работ по формированию гидроотвала.

После завершения работ по намыву гидроотвала рекультивируют внешние откосы дамб
обвалования, для этого:

1. На внешние откосы дамб обвалования и промежуточные бермы отсыпают плодородный слой почвы толщиной около 0,1 – 0,15 м. С целью предотвращения водной эрозии — сформированных валиков откосов промежуточным бермам придают не значительный поперечный уклон в сторону подножья откосов .
2. На откосах сеют дернообразующие травы, а по краям берм высаживают дpeвесно-кустарниковую растительность на расстоянии 5…6 м друг от друга.
3. Приступают к рекультивации пляжной части.

Рекультивацию пляжной части и прудка отстойника осуществляют с учетом последующего комплексного использования намывной территории: сельскохозяйственного, природоохранного и водохозяйственного назначения .

Прудок отстойник преобразуют в водоем. Для этого водосбросной колодец дооборудуют в шахтный водосброс. Пополняют водоем свежей водой за счет поступления поверхностных вод, собираемых с водосборной площади гидроотвала.

Материалы, намываемые в золоотвалы, шламонакопители и хвостохранилища, как правило, токсичны. Поэтому рекультивация таких отвалов прежде всего необходима с санитарногигиенической точки зрения. Водная и ветровая эрозия этих отложений приводит к загрязнению окружающей среды. После заполнения хвостохранилища до проектного объема намытый материал обезвоживают, опорожняя прудок отстойник от воды, разравнивания дамбы обвалования. Гребню хвостохранилища придают незначительный уклон от середины к краям для обеспечения плавного отвода поверхностных вод .

Такие отвалы самозарастают крайне медленно, что связано с ограниченностью азота неустойчивостью водного режима, поэтому осуществляют рекультивацию по следующей технологией в зависимости от вида нарушения :

1. На поверхность золоотвала тепловых электростанций наносят плодородный слой почвы мощностью 0,1…0,5 м с внесением больших доз удобрений для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур;
2. Шламонакопители металлургических заводов и хвостохранилища обогатительных фабрик из-за содержания токсичных соединений вначале экранируют слоем потенциально плодородного грунта мощностью 1…1,5 м, а затем сверху экрана наносят плодородный слой почвы толщиной 0,4…0,5 м.

Внешние откосы дамб обвалования рекультивируют по общепринятой схеме залужения откосов и посадки древесно-кустарниковой растительности.

Серьезный экологический ущерб окружающей среде наносят так называемые свалки и полигоны образовавшиеся из-за деятельности человека искусственные геологические образования. В зависимости от направления последующего использования территорий, занятых полигонами и свалками, принимают те или иные технические решения по их рекультивации :

1. Перед началом работ проводят инженерно — геологические изыскания, на основании которых составляют сетку профилей грунта свалки и подстилающих их слоев грунта основания, по ним определяют мощность слоя свалочного грунта, структуру подстилающих слоев, степень их загрязнённости и уровень грунтовых вод ;
2. Свалочные грунты удаляют на полигоны обезвреживания и захоронения отходов;
3. Привоз минерального грунта. Завозимый грунт должен быть нормативно чистым по бактериологическим, химическим и радиометрическим показателями;
4. Прикатка плодородного слоя почвы и посев семян.

При рекультивации полигонов и свалок без удаления свалочного грунта предусматривают мероприятия и работы по дегазации, устройству защитного экрана по верху свалочных грунтов, а также ограждению рекультивируемой территории во избежание вторичного ее загрязнения .

Защитные экраны, устраиваемые по верху свалочного грунта являются основными элементами, обеспечивающими главную природоохранную функцию. Конструкция защитных экранов представляет собой комбинацию изоляционных и фильтрующих элементов, позволяющих собирать и отводить просачивающиеся поверхностные воды и атмосферные осадки .

Технология рекультивационных работ полигонов и свалок состоит в следующем:

1. Проводят разравнивание отдельных неровностей на поверхности свалки, после чего выполняют общую планировку всей поверхности с приданием ей незначительного уклона;
2. Отсыпка выравнивающим слоем — толщеной не менее 0,5 м, из очищенного строительного мусора, с диаметром фракций 4…32 мм. При наличии газообразования в толще свалочного грунта устраивают по верху выравнивающего слоя слой из газопроводящего материала, например, толщиной равной 0,3 м;
3. Затем по верху газопроводящего слоя выполняют противофильтрационный экран, состоящий из двух слоев глины толщиной по 0,25 м каждый и слоя синтетической рулонной изоляции толщиной не менее 2,5 мм. Для устройства противофильтрационного экрана используют глину;
4. Сверху синтетической изоляции укладывают дренирующий слой в виде пластового дренажа толщиной не менее 0,3 м из минерального грунта;
5. Далее отсыпают слой потенциально плодородного грунта толщиной 0,7…0,85 м, по верху которого наносят плодородный слой почвы толщиной, 15…0,3 м.

С целью защиты грунтовых вод от загрязнения свалочным конденсатом и инфильтратом можно использовать способ силикатизации грунтов в основании свалки, основанный на нагнетании через инъекторы в основание свалки гелеобразующих материалов. В Качестве гелеобразующих материалов используют сернокислый алюминий, щавелевую кислоту и жидкое стекло. Образующийся при этом в основании свалки гелевый экран способствует укреплению нижних слоев свалочного грунта и верха горных пород основания и уменьшает его водопроницаемость, а также выступает в роли геохимического барьера на пути распространения загрязняющих веществ в подземные горизонты .

При добыче полезных ископаемых земли нарушаются не только за счет создания на них породных отвалов, шламохранилищ и хвостохранилищ, но и образования вследствие подземной разработки месторождения отрицательных форм рельефа земной поверхности в виде провалов, прогибов, воронок, углублений рельефа и т. д.

При разработке пластовых залежей малой и средней мощности горизонтального и волнистого залегания пологого падения с обрушением кровли образуются западинные прогибы глубиной до 1,5 м. Восстановление отрицательных форм рельефа заключается в засыпке образовавшихся понижений с проведением комплекса планировочных работ. Для засыпки понижений могут быть использованы рыхлые отложения, коренные породы, добытые в специальных карьерах или полученные при вскрышных работах, а также выдаваемая из шахт порода .

Технологию засыпки понижений земной поверхности и оформление рельефа выполняют для каждого конкретного случая отдельно в зависимости от используемого материала.
При заполнении образовавшихся вследствие подземной разработки отрицательных форм рельефа земной поверхности горными породами следует также учитывать их химические свойства. Породы, обладающие токсичными свойствами, укладывают в нижнюю часть провалов с последующим перекрытием их потенциально плодородными породами мощностью не менее 2…2,5 м. При глубине провалов менее 2 м засыпка их непригодными для биологической рекультивации по химическому составу (токсичными) породами допускается только с проведением работ по коренной химической мелиорации засыпаемых пород и обязательным их перекрытием потенциально плодородными породами мощностью не менее 0,5 .

При использовании заполнения провала непригодных для биологической рекультивации пород после завершения планировочных работ уложенную горную массу перекрывают вначале слоем потенциально плодородных пород, а затем плодородным слоем почвы.
Рекультивация нарушенных земель, обводненных или заболоченных в результате оседания земной поверхности, включает работы по предварительному их осушению. Для этого:

1. Вначале строят осушительную систему открытого или закрытого дренажа с целью отвода избыточных вод с рекультивируемой территории;
2. Далее с поверхности осушенной территории снимают вначале плодородный слой почвы и перемещают его во временный отвал, а затем слой потенциально плодородной почвы и также перемещают его во временный отвал;
3. После этого проводят капитальную планировку нарушенной территории с послойной засыпкой отрицательных форм рельефа шахтной породой, доставляемой из породных отвалов;
4. По верху спланированной поверхности шахтной породой отсыпают слой потенциально плодородного грунта, а затем наносят слой плодородной почвы с равномерным распределением ее по всей площади.

Магистральные трубопроводы и отводы от них, железные и автомобильные дороги, каналы относят к так называемым линейным сооружениям.
Строительство и эксплуатация линейных сооружений оказывают значительное воздействие на состояние окружающей среды повреждая или разрушая естественные элементы ландшафта .

При строительстве и эксплуатации линейных сооружений рекультивация проводится по следующим этапам:

1. Проводя засыпку линейных сооружений;
2. Общей планировка полосы отвода;
3. Уборке строительного мусора;
4. Задернения поверхности посевом трав.

Восстановление древесной и кустарниковой растительности в полосе отвода под строительство трубопровода не допускается из-за затруднений, возникающих в процессе его эксплуатации.

Направления использования нарушенных земель после рекультивационных работ
В соответствии с ГОСТ 17.5.1.0285 нарушенные земли различают по направлениям рекультивации в зависимости от вида последующего использования.

Рекультивированные территории можно использовать в следующих направлениях :

• Сельскохозяйственное – земли могут использовать под пашни, сенокосы, пастбища и многолетние насаждения;
• Лесохозяйственное — под лесонасаждения общего хозяйственного и полезащитного назначения, лесопитомники;
• Водохозяйственное — устраивают водоемы для хозяйственно бытовых и промышленных нужд, орошения и рыбоводства;
• Рекреационное — для создания зон отдыха и спорта, под парки и лесопарки, водоемы для оздоровительных целей, охотничьи угодья, туристские базы и спортивные сооружения;
• Природоохранное и санитарно-гигиеническое — под создание участков противоэрозионного лесонасаждения, задернованных или обводненных, закрепленных или закон сервированных с применением технических средств, участка для самозарастания специально не благоустраиваемых с целью последующего использования в хозяйственных или рекреационных целях;
• Строительное — для промышленного, гражданского и прочего строительства и другого назначения.

Заключение

Техногенные ландшафты оказывают негативное воздействие на окружающую среду, они, в свою очередь, являются объектами пристального изучения темпов восстановления почвенного покрова, скорости протекания элементарных почвенных процессов.

В настоящее время проводятся работы, связанные с уменьшением вредного воздействия на окружающую среду хвостохранилищ, отвалов, карьеров, полигонов и шламонакопители, которые занимают огромные площади, загрязняют токсичными соединениями почву, водный и воздушный бассейны.

На основе анализа существующих способов рекультивации, можно сделать вывод, что существующая проблема восстановления нарушенных земель может быть решена лишь частично. Это связано с тем, что большинство применяемых способов рекультивации часто не учитывают специфику территорий и не обеспечивают заданного сокращения негативного влияния техногенно-нарушенных территорий на природные экосистемы.

УДК: 502.65

Post-graduate student National Mineral Resources University of Mines Ecology Faculty

Аннотация: С каждым годом во всем мире все большую опасность для природной среды приобретает промышленная деятельность человека, проявляющаяся главным образом в местах добычи полезных ископаемых, строительных материалов и торфа, а также в местах их обогащения, переработки и дальнейшего складирования отходов.
Несмотря на высокую экологическую опасность, до настоящего времени доминирующим методом утилизации отходов обогащения остается наземное размещение с использованием площадок складирования в виде хвостохранилищ.
В работе проведен анализ существующих технических подходов к рекультивации земель, нарушенных горными работами. Приведена классификация отходов горного производства. Описаны этапы и направления рекультивационных работ в районах складирования отходов производства. Подробно расписаны методы рекультивации карьеров нерудных материалов, карьеров по добыче камня, торфяных месторождений, отвалов, свалок, полигонов и земель, нарушенных при подземных горных работах. Подробно рассмотрены способы рекультивации хвостохранилищ. Выбран наиболее оптимальный метод рекультивации хвостохранилищ.

Ключевые слова: рекультивация, горные работы, хвостохранилище.

Abstract: Every year around the world are a great danger to the environment becomes human industrial activity, which manifests itself mainly in the areas of mining fossil, construction materials and peat, as well as in their places enrichment, further processing and storage of waste.
Despite the high environmental hazard, thus far the dominant method of waste disposal remains enrichment ground occupancy with storage sites in the form of tailings.
The analysis of existing technological approaches to reclamation of land disturbed by mining operations. The classification of the waste processing industry. Stages and directions of remediation in the areas of storage of waste products. Painted in detail methods of reclaiming aggregates quarries, stone quarries, peat deposits, dumps, dumps, landfills and land disturbed by underground mining. More Ways reclamation of tailings.

Key words: reclamation, mining, tailing.

Список использованной литературы

1. Chemezov V.V., Kovryzhnikov V.L. Land use and reclamation of disturbed land in the mining of gold and diamonds: Aid for the development of land reclamation projects. — Irkutsk: Publishing of «Irgiredmed», 2007 — 330 p.
2. Galperin A.M., Forester W., Chief H.U. Anthropogenic the solid and protection of natural resources , Part 1 , Bulk and alluvial the solid , M. , 2006 — 586 p.
3. Shcherbakov E.P. Geological and Environmental assessment of technogenic alluvial mining waste storage arrays, 2000 — 156 p.
4. Atroschenko F.G., Gorbatov U.P. Multiple use of reclaimed tailings arrays in the development of diamond deposits in Yakutia, 2006 — 214 p.
5. Mironova S.I. Problems of biological reclamation of disturbed lands by mining companies in Yakutia: current state and prospects, 2012 — 325 p.
6. Androkhanov V.A. Problems of reclamation of the northern territories, 2012 – 4 p.
7. Lukina N.V., Chibric T.S. Glazyrina M.A., Filimonov E.I. Biological monitoring and remediation of disturbed land by industry, 2008 – 156 p.
8. State Standard 17.5.1.03-86. Protection of Nature. Earth. Classification of overburden and host rocks for biological reclamation of land.
9. State Standard 17.5.3.04-83. Protection of Nature. Earth. General requirements for land reclamation.
10. State Standard 17.5.3.05-84. Protection of Nature. Land reclamation. General requirements for earth mulching.
11. State Standard 17.5.4.01-84. Protection of Nature. Land reclamation. Method for determination of pH of aqueous extract of overburden and host rocks.
12. State Standard 25100-95. Interstate standard. Soils. Classification.
13. State Standard 17.4.3.01-83. Protection of Nature. Soils. General requirements for sampling.
14. State Standard 17.5.1.02-85. Protection of Nature. Classification for reclamation of disturbed lands.
15. Smetanin V.I., Restoration and improvement of disturbed lands. 2000 – 96 р.
16. Пашкевич М.А., Industrial массивы и их воздействие на окружающую среду. – SBR: SPMI (TU), 2000. – 230 р.
17. Pashkevich M.A. Industrial arrays and their impact on the environment. -Brian Bowman, Doug Baker MINE RECLAMATION PLANNING IN THE CANADIAN NORTH, 1998-75 p.