Технологии рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири

Юронен Юрий

На крупных угольных разрезах Красноярского края плодородный слой почвы снимается с опережением, как правило, за несколько лет (5–7 лет) до подхода горных работ к буртам ПСП. На снятии ПСП применяют тяжелые бульдозеры и гидравлические экскаваторы типа «обратная лопата» с емкостью ковша 1,2–1,5 м³. Этим оборудованием создают временные хранилища ПСП – бурты высотой не более 10 м (рис. 1.11, 1.12, 1.13). В этих буртах ПСП может храниться несколько лет. Если имеются подготовленные отвальные поверхности для нанесения ПСП, последний вывозится по указанным адресам авто- или железнодорожным транспортом (рис. 1.14). Заскладированный

на отвалах ПСП разравнивается бульдозерами (рис. 1.15), а чистовая планировка производится автогрейдерами.

Предварительный анализ проектных решений и обзор накопленного производственного опыта указывают на несовершенство технологических процессов, составляющих основу технологий рекультивации продуктивных земель сельскохозяйственного назначения. С 1970 г. и по сегодняшний день нет кардинальных решений, связанных с корректировкой существующих технологий, а также в области создания нового горно-транспортного оборудования, позволяющих производить восстановление разрушаемых горными работами земельных ресурсов с высокими агрохимическими показателями.

Рис. 1.11. Погрузка снятого ПСП в автосамосвалы на разрезе «Бородинский», июль 2010 г.

Рис. 1.12. Фрагменты отсыпки бурта ПСП высотой 6-8 м вдоль железнодорожных путей (разрез «Бородинский», октябрь 2009 г.)

Рис. 1.13. Плодородный слой почвы на хранении на территории внутренних отвалов угольного разреза «Бородинский» перед нанесением на поверхность рекультивируемых отвалов (в центре фотографии)

Рис. 1.14. Погрузка ПСП экскаватором ЭКГ-6,3ус в железнодорожные думпкары 2ВС-105 (разрез «Бородинский», октябрь 2010 г.)

Рис. 1.15. Разравнивание ПСП на породном отвале бульдозером Т-170

Глава 2

Современное состояние рекультивированных породных отвалов угольных разрезов для использования в сельском хозяйстве

2.1. Геоэкологическая оценка внешних и внутренних отвалов на угольном разрезе «Бородинский»

С 1949 по 2014 г. угольным разрезом «Бородинский» проведены значительные по площади (приблизительно 30 км²) техногенные преобразования земной поверхности. В результате отработки угольных пластов создано выработанное пространство глубиной до 100 м. Последнее частично заполнено внутренними отвалами вскрышных пород (рис. 2.1). Дневная поверхность внутреннего отвала (500 га) в меньшей степени рекультивирована для сельскохозяйственного использования, на остальной (700 га) посажены деревья хвойных пород (сосна, ель).

На начальной и последующих стадиях отработки месторождения (до 1980 г.) на территории примыкающих к разрезу сельскохозяйственных угодий отсыпаны три внешних отвала (рис. 2.2), поверхности которых также рекультивированы для использования в сельском хозяйстве.

Площадь внешних отвалов, отсыпанных угольным разрезом «Бородинский» в 1960–1970-х гг. и впоследствии рекультивированных для сельскохозяйственного использования, составляет 211 га. В наших исследованиях каждому из трех отвалов присвоено условное название: «Южный», «Западный», «Северный». Площадь каждого 69, 38 и 104 га соответственно. Отвалы расположены в центральной части Рыбинского района Красноярского края.

Требованиями к рекультивированным землям в долгосрочном периоде (15–20 лет) оговаривается наличие следующих показателей: в случае сдачи земель под пашню – высокие уровни агрохимических показателей (содержание гумуса, питательных веществ, макроэлементов и т.п.), а также жесткие геометрические параметры рельефа поверхности сдаваемых земель; в случае сдачи земель под пастбище или сенокос – те же показатели, что и под пашню, а также создание соответствующего растительного покрова из технических культур (люцерна, донник и т.п.).

Рис. 2.1. Внутренний отвал разреза «Бородинский» со стороны западного нерабочего борта

Рис. 2.2. Расположение внешних отвалов угольного разреза «Бородинский», рекультивированных для использования в сельском хозяйстве

Основой для принятия решения о необходимости разработки и внедрения новых технологий рекультивации, а также систем управления качеством в рекультивации земель с использованием стандартов серии ISO 9000 должны служить результаты комплексных исследований прошлой деятельности угольных разрезов – «рекультивированные и сданные в хозяйственный оборот поверхности отвальных массивов».

Широкий ассортимент локального фитоценоза, произрастающего на них, сложный микрорельеф поверхности отвала, неизученный агрохимический состав рекультивированных почв – все это явилось основой для проведения комплексных исследований, конечная цель которых дать научно обоснованный ответ на вопрос, почему в настоящее время в районе с развитым земледелием ни один из рекультивированных отвалов не задействован в сельском хозяйстве.

В связи с этим на отвалах «Южный», «Западный» и «Северный» с мая 2007 г. по октябрь 2009 г. проводились комплексные исследования, включающие: определение агрохимических показателей плодородия почвенного слоя, как нанесенного на поверхности отвалов, так и находящегося в естественном природном состоянии; определение геометрических параметров микрорельефа поверхностей отвалов;

определение количества камней, находящихся на поверхностях отвалов; изучение структуры фитоценоза, произрастающего на территории отвалов; изучение особенностей поверхностей отвалов.

Привлекательность для научно-практического анализа именно этих отвалов объясняется тем, что отвалы расположены в районе с развитым земледелием, характеризуются значительными площадями рекультивированных поверхностей, значительной дисперсией по времени нанесения почвенного слоя.

Исследование агрохимических показателей и санитарно-токсикологических свойств почв рекультивированного отвала