Технологии рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири

Юронен Юрий

Доведение мощности почвенного слоя на отвалах согласно ГОСТу требует снятия плодородного слоя почвы (ПСП) в горном отводе и транспортировки его до отвала. Затраты на этот вид работ определяются расстоянием транспортировки и объемом ПСП. Уровни финансовых затрат в увязке с объемом перемещаемого ПСП на рекультивированные отвалы площадью 100 га и дальностью его транспортировки представлены графически на рис. 2.26.

Статья расходов на этот вид работ имеет удельный вес 30–35 % в структуре общих затрат.

Нанесенный почвенный слой на сданных в сельскохозяйственный оборот поверхностях отвалов характеризуется низкими качественными показателями. Как правило, биологический этап рекультивации не решает проблемы доведения качественных показателей рекультивированных земель до уровня естественно-антропогенного. Для

решения этого необходимы ресурсные вложения в повышение продуктивности восстановленных земель. На практике в агропромышленном комплексе эффективным направлением повышения естественного плодородия считается внесение органических и минеральных удобрений.

Затраты на этот вид работ определяются расстоянием транспортировки органических удобрений в необходимом объеме. Последний рассчитывают исходя из нормативных значений в увязке с фактическими показателями плодородия рекультивированных земель. Статья расходов на этот вид работ имеет удельный вес 35–40 % в структуре общих затрат.

Рис. 2.24. Перечень основных видов работ по восстановлению земель ранее рекультивированных отвалов

Рис. 2.25. Блочная модель определения инвестиций на восстановление земель ранее рекультивированных отвалов

Рис. 2.26. Изменение затрат на доведение мощности рекультивированного почвенного слоя на поверхности отвалов до нормативных показателей

Наличие в рельефе отвалов понижений требует заполнения их грунтом. Нанесенный ранее почвенный слой перемещают бульдозером к линии излома рельефа, далее в основание отсыпают вскрышные породы с учетом толщины насыпаемого сверху ПСП. Мощность последнего принимается равной 0,5 м. Затраты на этот вид работ определяются расстоянием транспортировки вскрышных пород и ПСП. Статья расходов на этот вид работ имеет удельный вес 20–25 % в структуре общих затрат.

Итак, суммарные затраты на все виды работ при вовлечении ранее рекультивированных отвалов в сельскохозяйственный оборот составляют 9–12,0 млн руб. на каждые 100 га площади отвалов, что является серьезным обоснованием для отказа от существующих технологий горнотехнической рекультивации земель.

Глава 3

Результаты геоэкологического исследования углепородных отвалов и технологии формирования и рекультивации горно-промышленных ландшафтов

3.1. Современные тенденции и экологические проблемы в формировании и рекультивации породных отвалов при добыче угля ОТкрытым способом

В угледобывающих регионах Центральной и Восточной Сибири формируется новый тип техногенных ландшафтов – горнопромышленные ландшафты в виде рекультивированных породных отвалов. Результаты полевых экспедиций по изучению состояния последних в районах с масштабной добычей угля открытым способом указали на снижение качественных и количественных характеристик рекультивированного почвенного слоя относительно природных ландшафтов, потери плодородных почвенных слоев при добыче угля открытым способом находятся на уровне 85–90 % и др. К настоящему времени горизонтальные поверхности породных отвалов, рекультивированных под пашню, деформированы усадочными процессами, произошедшими в теле отвалов. Кроме того, выявлены обстоятельства и многочисленные факты разрушения целостности рельефа породных отвалов образующимися оврагами. Как известно, овраг – форма рельефа в виде относительно глубоких и крутосклонных незадернованных ложбин, образованных временными водотоками. Процесс оврагообразования является мало- или неуправляемым и непрерывным во времени. Оврагообразование сопровождается постоянным изменением морфологического состава пород, участвующих в формировании рельефа горно-промышленных ландшафтов. Как это ни парадоксально, но наиболее масштабно процесс оврагообразования проявляется на породных отвалах с идеально спланированной горизонтальной поверхностью.

Породные отвалы, отсыпанные при разработке месторождений Канско-Ачинского угольного бассейна (рис. 3.1), вскрышная толща которых сложена рыхлыми горными породами, разрабатываемыми без применения буровзрывных работ, наиболее подвержены воздействию водной эрозии. Морфологический состав породных отвалов угольных разрезов Канско-Ачинского бассейна представляет собой техногенную смесь из вскрышных пород (суглинки, супеси, глины, почвенные слои, углистые аргиллиты, уголь при зачистке пластов, песчаники и т.п.). Большой удельный вес четвертичных (мягких) отложений (75–85 %) в структуре пород отвала, интенсивное таяние снежного покрова на поверхности отвала, летние затяжные ливневые дожди способствуют интенсивному разрушению целостности рельефа отвалов под влиянием водной эрозии. В результате экологическое равновесие, формирующееся на рекультивированных отвалах, нарушается.

На разрезе «Березовский» породные отвалы отсыпают с 1974 г. Пионерные внешние отвалы имеют устойчивый рельеф. К настоящему времени в секторе производства горных работ в выработанном пространстве разреза размещен внутренний породный отвал, который разрушается водными потоками (центральный сектор рис. 3.1а). Водная эрозия формирует поверхность породного отвала в виде многочисленных водопропускных канав сечением от 1,0 до 3,5 м2. Комбинация канав имеет в плане вид сетки. Поскольку воздействие эрозии постоянное, то и растительность в этом секторе полностью отсутствует. Также на территории внутренних отвалов имеются одиночные промоины на откосах. Всего на территории разреза 151 канава и 17 мелких оврагов.

Рис. 3.1. Горно-промышленные ландшафты на породных отвалах угольных разрезов, формируемые при воздействии водной эрозии: а – внутренний отвал разреза «Березовский»; б – внутренние отвалы разреза «Назаровский»; в – внешний отвал «Северный» разреза «Бородинский»; г – внешний отвал «Западный» разреза «Бородинский»

На разрезе «Назаровский» породные отвалы отсыпают с 1950 г. В настоящее время добыча угля производится на двух участках угольного месторождения, которые в перспективе должны сомкнуться в один карьер. На месте отработанного угольного пласта также размещают внутренние отвалы вскрышных пород. На отработанной части месторождения сформирован горно-промышленный ландшафт, состоящий из следующих элементов рельефа. Нерабочий борт карьера засыпан инертной подушкой из вскрышных пород с углом откоса до 30°. Откосы внутренних отвалов сочленяются в плане с откосом насыпи над угольным пластом. В результате образуется локальное понижение рельефа, в котором скапливаются талые и дождевые воды. Последние представляют собой концентрированные водные потоки, размывающие откосы техногенного рельефа (рис. 3.1б). В этой части горизонтальные поверхности внутренних отвалов спланированы на разных высотных отметках, поэтому искусственно формируются значительные водосборные площади, с которых талые и дождевые водотоки переливаются с более высоких плато на менее низкие. Всего на территории горно-промышленного ландшафта, созданного с 1970 по 1995 г., действует 21 овраг, формирующий вторичный рельеф, и более 100 водопропускных мелких канав, принимающие участие в трансформации рельефа.

На разрезе «Бородинский» породные отвалы отсыпают с 1950 г., на них широко распространены начальные эрозионные формы в виде промоин (рытвин), приуроченные к откосам незадернованных склонов отвалов. В плане такие формы имеют линейную форму на откосах и извилистую форму – на поверхности отвалов (рис. 3.1в, г). Генеральный продольный профиль их соответствует направлению и форме склона, на котором они развиты. Всего на откосах и поверхности отвалов насчитывается 34 промоины, самые крупные из которых дали начало активному формированию локальных овражно-балочных систем. Обобщенные показатели породных отвалов представлены в табл. 3.1.