Рекультивация нарушенных земель на примере породного отвала обогатительной фабрики шахты «Капитальная» Кемеровской области



Проблема оптимизации окружающей среды всегда была и остаётся чрезвычайно важной, особенно для промышленных регионов нашей страны. Десятилетия развития промышленности в Кузбассе привели к глубокому экологическому кризису в области землепользования. В процессе производства образуются и быстро увеличиваются площади, нарушенные разработками, отвалами пород и отходов переработки, которые в свою очередь представляют собой бесплодные поверхности, отрицательно влияющие на окружающую природную среду.

Добыча угля является одним из самым природоемким. В его процесс вовлечены все виды природных ресурсов: недра, земля, леса, вода, атмосфера. Одни эксплуатируются, другие нарушаются, вызывая те или иные экологические последствия.

Не менее 70 % почвенного покрова равнинной части области в той или иной степени нарушено, около 200 тыс. га разрушено.

Целью работыявлялось изучение процесса рекультивации отвалов горных пород на примере породного отвала обогатительной фабрики шахты «Капитальная».

В задачи исследований входило:

– изучить характеристики породного отвала обогатительной фабрики;

– изучить и проанализировать этапы рекультивации породного отвала обогатительной фабрики;

– обосновать мероприятия по обеспечению экологической безопасности объекта.

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 [3].

Работы по рекультивации обычно имеют два основных этапа — технический и биологический. Технический (планировка поверхности, покрытие ее плодородным слоем или улучшением грунта, строительство дорог, гидротехнических и мелиоративных сооружений и другие работы в соответствии с проектом) и биологический (агротехнические и фитомелиоративные мероприятия по восстановлению плодородия, ускорению почвообразовательных процессов, возобновлению флоры и фауны на некультивированных землях) [2].

Процесс рекультивации отвалов угольных шахт и обогатительных фабрик очень сложный и дорогостоящий процесс, но прямого дохода не приносит. В связи с этим большинство отвалов остаются не рекультивированными. Рекультивация выполняется в качестве мероприятия восстановительного характера и рассматривается как основное направление восстановления хозяйственной ценности нарушенных земель и улучшения условий окружающей природной среды.

Ликвидированная ОАО Шахта «Капитальная» располагается в центральной части Осинниковского каменноугольного месторождения геолого-экономического района Кузбасса. Площадь рекультивации земель, нарушенных горными работами ОАО «Шахта «Капитальная», составляет 130,1га [1].

Разработка угольных пластов осуществлялась подземным способом. Выемка пластов привела к нарушению состояния равновесия пород и их сдвижению, проявляющемуся на земной поверхности в виде мульд сдвижения. Мульды сдвигаются неодинаково, в результате чего возникают вертикальные и горизонтальные деформации поверхности, проявляются просадки и провалы.

По результатам проведенной работы выделено 13 участков, подлежащих рекультивации, общей площадью 72,18 га, одним из которых является породный отвал обогатительной фабрики.

Породный отвал занимает площадь 22,6 га. Отвал расположен в западной части горного отвода ОАО «Шахта «Капитальная» в непосредственной близости от жилых строений [1].

Производственная деятельность ликвидируемой шахты оказывала антропогенное влияние на окружающую среду, в т. ч. на земельные ресурсы. На поверхности ее горного отвода отмечаются нарушения земель в виде промышленных площадок различного назначения.

Горнотехнический этап рекультивации:технический этап рекультивации являлся подготовительным звеном к биологической рекультивации. Основная задача этапа — техническое устройство нарушенной территории, подготовка условий для нормального роста и развития растительности.

По результатам обследования были приняты основные технические решения по рекультивации данного отвала:

– обрушение опасных нависающих массивов отвала безопасным методом;

– послойная разборка предотвала с предварительным охлаждением слоев методом дождевания с применением известковой суспензии, вывозка потушенной породы на прилегающую территорию;

– послойное понижение породного отвала с предварительным охлаждением слоев методом дождевания с применением известковой суспензии;

– выполаживание откосов до угла не более 25°;

– складирование потушенной породы на прилегающую территорию с осуществлением противорецидивных мероприятий самовозгорания;

– формирование изоляционного слоя из суглинка на всей территории размещения отвала и предотвала (не менее 0,5м);

– уплотнение сформированных плато и откосов отвала;

– посев многолетних трав с применением илового осадка.

Биологический этап рекультивации: после завершения горнотехнического этапа рекультивации настоящим проектом предусмотрена биологическая рекультивация по санитарно-гигиеническому направлениям. В качестве плодородного слоя используется иловый осадок с очистных сооружений города Осинники.

По агрохимическим свойствам техногенный элювий пригоден для целей биологической рекультивации и развития любого вида растительности при обязательном проведении мелиоративных мероприятий по компенсации условий азотного питания. Посев травяной растительности на рекультивируемой поверхности обеспечит создание дернины, прекращающей процессы дефляции и водной эрозии.

При посеве трав используются районированные виды травяной растительности, малотребовательные к почвенному плодородию с мощной корневой системой, которые хорошо развиваются на слабокислых, нейтральных и слабощелочных почвах, имеют способность в симбиозе с микроорганизмами фиксировать атмосферный азот и длительный периодом произрастания. В состав травосмеси включены травы различных биологических групп, что делает травостой более устойчивым и долговечным. В проекте принят, как наиболее перспективный для условий зоны лесостепи Сибири, следующий состав травосмеси (62 кг/га): люцерна пестрогибридная — 12кг/га; кострец безостый — 25кг/га; пырей бескорневищный — 25кг/га. При гидропосеве (70 кг/га): люцерна синяя — 21кг/га; кострец безостый — 20кг/га; овсяница луговая — 29кг/га.

Основные виды работ, такие как: разборка илового осадка, его транспортирование, нанесение гидросмеси, посев многолетних трав, внесение фосфорных, калийных и азотистых удобрений требуют точного количественного подсчета. Объем работ по биологической рекультивации представлен в таблице 1. На данный момент породный отвал полностью разобран, вывезен, площадка выровнена и рекультивирована. все проектные работы по разбору терриконика и ликвидации провалов на территории Осинников завершены с условием выполнения требований по благоустройству. Выполнили температурную и газовую съемки для подтверждения того, что они не горят. Проведена биологическая рекультивация (завезен плодородный слой, засеяно многолетними травами).

Таблица 1

Ведомость объемов работ биологического этапа рекультивации

№	Наименование работ	Ед. изм.	Количество
1	Разработка илового осадка с погрузкой в транспортные средства	тыс. м3	1,110
2	Перевозка илового осадка автомобилями	тыс.м3/тыс.т	1,110/1,887
3	Нанесение гидросмеси	га	11,099
	Иловый осадок	м3	1110
	Вода	м3	1665
4	Посев многолетних трав в том числе:	кг/га	776,93/11,099
	люцерна синяя	кг/га	233,08/11,099
	костер (кострец) безостый	кг/га	221,98/11,099
	овсяница луговая	кг/га	321,87/11,099
5	Внесение фосфорно-калийных удобрений	кг/га	887,92/11,099
6	Внесение азотистых удобрений	кг/га	499,46/11,099

Выводы ипредложения

1. Проведение рекультивации является необходимым мероприятием, так как рекультивация нарушенных земель имеет большое хозяйственное и природоохранное значение в связи с дефицитом земельных ресурсов и отрицательным воздействием на окружающую среду промышленных разработок.
2. Введение рекультивации в единый технологический процесс горных работ способствовало снижению затрат на рекультивацию и совершенствованию самого процесса рекультивации.
3. Благодаря правильному подходу к проблеме рекультивации на месте промышленных разработок можно создать сельскохозяйственные угодья, сады, леса, водоемы и зоны отдыха.

Литература:

1. Материалы к государственному докладу о состоянии и охране окружающей среды Кемеровской области в 2011 году. Администрация Кем.обл., ГУ «Областной комитет природных ресурсов». — Кемерово: «ИНТ», 2008. — 352с.; ил.
2. Методические указания по проектрованию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности. ВНИИОСуголь.-Пермь, 1991.-290 с.
3. Федосеева Т. П. Рекультивация земель /Т. П. Федосеева. — М.: Колос, 1977. — 142 с.