Изучение способов управления рекультивацией нарушенных земель при ведении открытых горных работ

На наш взгляд управление рекультивацией на открытых горных работах заключается в организации и планирования восстановления нарушенных земель в процессе освоения месторождения полезных ископаемых, достижении его целей путем применения современных способов технологии эксплуатации разработки месторождения для получения определенных результатов по уменьшению отрицательных последствий на окружающую человека среду.

При разработке месторождений полезных ископаемых рекультивацию нарушенных земель осуществляют последовательно в два этапа - технический и биологический - в соответствии с требованиями ГОСТ 17.5.1.01 и с учетом существующих наилучших доступных технологий [1,2].

Технический этап рекультивации нарушенных земель предусматривает планировку, формирование откосов, снятие и нанесение плодородного слоя почвы, устройство гидротехнических и мелиоративных сооружений, а также проведение других работ, создающих необходимые условия для дальнейшего использования рекультивированных земель по целевому назначению или осуществления мероприятий по восстановлению плодородия почв.

На биологическом этапе рекультивации нарушенных земель проводятся агротехнические. биологические и фитомелиоративные мероприятия по восстановлению утраченного качественного состояния земель, направленные на создание условий для восстановления экологических функций почв и биологической продуктивности, а также видового разнообразия экосистем.

Биологический этап рекультивации нарушенных земель включает мероприятия по восстановлению хозяйственной и экологической ценности нарушенных земель, их озеленение, возвращение в сельскохозяйственное, лесное или иное пользование, создание благоприятного для жизни и деятельности человека ландшафта. К нему относится комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий: внесение органических и минеральных удобрений, посев и посадка растений, уход за растениями до сдачи земель собственнику. Проводимые на биол*огическом этапе мероприятия направлены на улучшение агрофизических, агрохимических, биохимических и других свойств почвы и создание условий для восстановления видового разнообразия флоры и фауны.

На техническом этапе рекультивации нарушенных земель при открытой разработке месторождений полезных ископаемых способам управления подлежат следующие взаимосвязанные между собой работы [3]:

- проведение горно-геометрического анализа выемки вскрышных пород и добычи полезного ископаемого из карьера с целью управления снятием плодородного слоя почвы с площади карьерного поля;

- выполнение анализа развития и формирования отвала для управления снятием плодородного слоя почвы с нарушаемой площади;

- нахождение рационального варианта временного хранения плодородного слоя почвы в пределах земельного отвода;

- обоснование технологической схемы развития и формирования внешнего отвала, обеспечивающей ускорение подготовки рекультивируемых поверхностей к нанесению плодородного слоя почвы;

- установление рационального варианта нанесения плодородного слоя почвы на рекультивируемую поверхность отвала.

Выбор способов управления биологической рекультивации определяют с учетом климатической зоны, зонального биологического разнообразия, экономической целесообразности, целевого назначения и разрешенного использования. Период восстановления почвенно-растительного покрова после биологического этапа рекультивации нарушенных земель устанавливают с учетом [2]:

- природно-климатических условий, в том числе скорости и направленности процессов почвообразования. биологической активности почв, условий увлажнения, температурных условий, длительности вегетационного периода;

- оптимальных для данной территории видов удобрений, возможности использования, а также мощности и качества нанесенного плодородного слоя почвы и потенциально плодородных пород;

- особенностей растительности прилегающей территории и естественных ландшафтов, последующего хозяйственного использования рекультивируемых земель и земельных участков.

Горно-технологический этап ре­культивации при открытой разработке месторож­дений должен включать следующий комплекс ме­роприятий [4]:

- выявление оптимальных с точки зрения ре­культивации способа вскрытия карьерного поля и рациональной технологии его разработки;

- снятие и хранение плодородных и потен­циально плодородных пород при разработке место­рождения;

- рациональное размещение внешних отва­лов, исходя из принципов хозяйственного исполь­зования данной территории;

- увязка геометрических контуров отвалов с принятым способом рекультивации и последую­щим освоением восстановленной площади.

С целью снижения негативного воздействия открытых горных работ на окружающую среду следует изучить направление развития и распределения вскрышных, добычных и рекультивационных работ для обеспечения минимальные размеры отчуждаемых земель и интенсивность изъятия их под горные работы, высокие темпы рекультивации и своевременный их возврат в народное хозяйство. Все это достигается при рациональном режиме нарушения земель горными работами и своевременной рекультивации нарушаемых земель.

Изыскание организационно-технических решений по обоснованию технологических параметров карьера и технологий горных работ зависят от режима нарушения и восстановления нарушенных земель. При этом важное значение имеет срок существования карьера в течение какого срока происходят нарушения и рекультивация земель. Исследование режима нарушения и рекультивации на стадии планирования горных работ позволит определить ущерб от воздействия горных работ на окружающую среду и оценить эффективность рационального использования земельных ресурсов.

С целью определения наиболее эффективного варианта направления развития горных работ в режиме рационального нарушения и рекультивации нарушенных земель следует проводить горно-геометрический анализ месторождения, построить календарный график вскрышных, добычных и рекультивационных работ с целью рационального использования земельного отвода предприятия.

Для развития способов управления технического и биологического этапов рекультивации нарушенных земель на открытых разработках необходима реализация следующих мероприятий:

- совершенствование управления земельными ресурсами при освоении месторождений за их использованием и охраной;

- организация рационального использования земель после их рекультивации и вовлечения в хозяйственный оборот;

- совершенствование технологии отвалообразования с целью проведения своевременной рекультивации нарушенных земель;

- экономическое стимулирование совершенствования управления технического и биологического этапов рекультивации нарушенных земель;

Реализация вышеуказанных мероприятий при открытой разработке месторождений способствует совершенствованию управления технического и биологического этапов рекультивации и рационального использования восстановленных земель.

В настоящее время при разработке месторождений полезных ископаемых углубочной системой разработки рекультивация нарушенных земель происходит в основном после отработки месторождения. Возникает вопрос нельзя ли изменить данную ситуацию, сложившуюся на горных предприятиях республики. Для изменения этого обстоятельства следует искать возможности проведения рекультивации нарушенных земель в процессе освоения месторождения полезных ископаемых открытым способом. Поэтому изучение способов управления технического и биологического этапов рекультивации нарушенных земель создает условия для проведения ее при ведении открытых горных работ на месторождении. В этих условиях на месторождении появляются рекультивированные площади в процессе освоения месторождения открытым способом. Для успешного решения поставленной задачи следует предложить способы отвалообразования, позволяющие формировать площади для проведения рекультивационных работ на отсыпанной части поверхности отвала.

С целью ускорения рекультивации поверхности отвалов предлагается технологическая схема селективного размещения вскрышных пород, предусматривающая отсыпку в периферийной части от­вальных ярусов потенциально пло­дородные породы, а в тело отвала не­пригодные для цели рекультивации породы (рис. 1). При этом формирование всего отвала осуществляется в следующей последо­вательности. После отсыпки пионер­ной насыпи фронт отвальных работ на первом отвальном ярусе развива­ется вдоль границы отвального отвода с правого или левого фланга. Пери­ферийная часть первого отвального яруса отсыпается потенциально пло­дородными породами. По мере появ­ления достаточной рабочей площадки на первом отвальном ярусе начинает­ся отсыпка пионерной насыпи второ­го отвального яруса [5].

Отвалообразование на втором отвальном ярусе будет разви­ваться вдоль его контура и откосная часть отвального яруса отсы­пается потенциально плодородными породами. В соответствии с проектом вслед за подвиганием фронта отваль­ных работ на поверхность второго от­вального яруса укладываются также потенциально плодородные породы. В дальнейшем производится одновре­менная отсыпка отвальных ярусов с некоторым опережением периферий­ной части отвала. В момент окончания отсыпки отвальных ярусов их пери­ферийные части и горизонтальная по­верхность будет отсыпана пригодными для рекультивации породами, что по­зволит ускорить рекультивацию внеш­него отвала. Селективное размещение потенциально плодородных пород по периферийной части отвальных яру­сов позволяет ускорить рекультивацию внешнего двухърусного отвала. При отвалообразовании улучшаются пока­затели землепользования за счет сниже­ния интенсивности нарушения земель. В связи с селективным формированием откосной части отвальных ярусов по­тенциально плодородными породами предлагается исключить выполажива­ние откосов, что позволит уменьшить горно-планировочные работы.

Рис. 1. Технологическая схема селек­тивного формирования двухъярусного внешнего бульдозерного отвала круглой формы: 1 – бульдозер, 2 – автосамосвал

При предлагаемой технологиче­ской схеме селективного формиро­вания двухъярусного внешнего отвала одновременно отсыпаются отвальные ярусы и достигают в минимальные сроки проектной высоты. В дальней­шем отвальные ярусы формируются с подвиганием фронта отсыпки справа налево или слева направо с некото­рым опережением по периферии от­вального отвода. Во всех случаях подвигание фронта отваль­ных работ должно быть параллельным и равным с целью нормальной орга­низации отвальных и рекультивацион­ных работ.

Применение селективного раз­мещения вскрышных пород в теле отвала по пригодности их для рекуль­тивации позволяет ускорить рекуль­тивационные работы и уменьшить не­гативные последствия открытой раз­работки на окружающую природную среду. Проведение своевременной рекультивации нарушенных земель при открытой раз­работке месторождений полезных ис­копаемых способствует обеспечению экологической безопасности техносферы.

На основании изучения способов управления технической и биологической рекультивацией нарушенных земель с целью ускорения работ по восстановлению нарушаемых земель на конкретном месторождении полезных ископаемых предполагается целесообразным проведения следующих работ:

- в период эксплуатации месторождения следует определить способы управления рекультивациией технического и биологического этапов нарушенных земель в соответствии с отрицательными последствиями открытых разработок;

- проводить технический и биологический этапы рекультивации нарушенных земель с учетом существующих наилучших доступных технологий;

- на открытых разработках на основании изучения управления рекультивацией нарушенных земель определить взаимосвязанные между собой работы;

- на основе горно-геометрического анализа открытых горных работ проведение своевременной рекультивации нарушенных земель способствует снижению негативного воздействия на окружающую среду;

- ускорение рекультивации поверхности отвалов достигается при селективном размещения вскрышных пород в периферийной части от­вальных ярусов потенциально пло­дородными породами, а в тело отвала не­пригодных для цели рекультивации пород в период отвалообразования.

Таким образом, своевременное изучение способов технического и биологического этапов рекультивации и принятие мер по своевременному восстановлению техногенно нарушенных земель в процессе ведения горных работ позволит уменьшить отрицательное влияние открытой разработки месторождений полезных ископаемых на рациональное использование земельных ресурсов, окружающую природную среду и жизнедеятельность людей.