Площадей, нарушенных открытыми горными работами

Экологические проблемы при разработке месторождений открытым способом особенно остры, так как производство горных работ сопровождается нарушениями земель на большую глубину со значительным изменением ландшафта, гидрометеорологических условий, перемешиванием пород и выносом на дневную поверхность неплодородных или даже вредных пород. Нарушенные земли непригодны к использованию, если их не восстанавливают [41]. Площадь среднего угольного разреза составляет 1000–2500 га, железорудного карьера средней мощности – 2000–3000 га [41].Общая же площадь нарушаемых земель в 3-12 раз превышает площадь самого карьера, так как включает земли, занятые под внешние отвалы, промышленные площади, транспортные и энергосиловые коммуникации. Все техногенные нарушения природной среды разделяют на ландшафтные (изменение рельефа местности, растительного и почвенного покрова) и экологические (нарушение условий жизнеобитання в пределах горного отвода и прилегающих к нему землях: изменение водного режима, загрязнение почв, воздушного и водного бассейнов). Исключение из сельскохозяйственного оборота плодородных земель приводит к недополучению значительного количества продовольственного сырья.

Вопросы охраны атмосферы в зоне производства открытых горных работ рассмотрены в п. 5.16.

Одно из важнейших направлений в области охраны окружающей среды – рекультивация (восстановление) земной поверхности. В соответствии с требованиями Правил охраны недр [28] предприятия, ведущие разработку месторождений полезных ископаемых, обязаны за свой счет приводить нарушенные земли и лесные угодья в состояние, пригодное для дальнейшего использования их в народном хозяйстве. Рекультивацию земель осуществляют в ходе производства горных работ и завершают после отработки запасов полезных ископаемых в сроки, устанавливаемые органами, которые предоставляют земельные участки в пользование. Горные предприятия обязаны снимать, хранить и наносить слой почвы на рекультивируемые земли или на малопродуктивные угодья. Затраты на восстановление территории относят на себестоимость продукции, поэтому они должны быть учтены при составлении проекта на разработку месторождения.

Рекультивация земель предусматривает комплекс горно-технических, инженерных, сельско- лесохозяйственных и других мероприятий, направленных на восстановление биологической продуктивности и хозяйственной ценности отработанных горными или иными работами земельных площадей, а также на улучшение состояния окружающей среды. Обеспечение требуемого качества рекультивированных земель – один из показателей технического и технологического совершенства горного производства, соответствия его современных экологическим требованиям и нормативам.

С учетом характера дальнейшего использования восстановленной территории рекультивация нарушенных земель может иметь сельско- лесо- водохозяйственное, рекреационное, санитарно-гигиеническое и строительное направление [41].

Решение проблемы рекультивации не означает простого увеличения сельскохозяйственных площадей. Задача состоит в том, чтобы не только восстановить нарушенные природные ландшафты, но и создать новые, лучшие, более рационально организованные.

Основные морфометрические параметры техногенного рельефа, нормируемые при добыче полезных ископаемых открытым способом, в зависимости от направления рекультивации приведены в таблице 6.5.

Таблица 6.5. Морфометрические параметры техногенного рельефа на карьерах (по К.Н. Трубецкому и В.В. Хронину)

Продолжение табл. 6.5

* На мелководных зонах водоемов, создаваемых в карьерных выемках.

* Для отвалов, поверхность которых сложена непригодными породами (в скобках в черноземной зоне).

*** Для отвалов, поверхность которых сложена непригодными по химическому составу породами.

**** Размеры участков могут меняться в зависимости от конкретных условий.

***** Возможно использование потенциально плодородных пород.

Оптимальным вариантом следует признать комплексную рекультивацию по различным направлениям, имея целью создание новой ландшафтной единицы.

Работы по рекультивации подразделяют на горнотехнические и биологические. Задачи горнотехнического восстановления: формирование отвалов такой конфигурации, при которой возможно последующее использование земель для лесопосадок, возделывания сельскохозяйственных культур и создания пастбищ; снятие, складирование, хранение и нанесение на поверхность отвалов плодородного слоя; проведение мелиоративных и других мероприятий [41].

Перемещение вскрыши в отвалы средствами транспорта упрощает горнотехническую рекультивацию, так как поверхность отвальных уступов достаточно ровная и проще организовать раздельную выемку и складирование разнородных пород.

Снятие почвенного слоя и укладку его в штабели высотой до 10 м производят бульдозерами, скреперами, погрузчиками, иногда строительными экскаваторами в комплексе с автотранспортом. Временные склады плодородных и потенциально плодородных грунтов располагают, по возможности, вблизи объектов или территорий, подлежащих в дальнейшем рекультивации. Для предотвращения ветровой и водной эрозии предусматривают засев их поверхности травами. Срок хранения грунта во временных отвалах не более 10 лет [41]. Выемку этих пород из штабелей производят экскаваторами или одноковшовыми погрузчиками с отгрузкой в средства транспорта, а разравнивание на рекультивируемой поверхности ведут бульдозерами. Эффективны также колесные скреперы и гидродоставка. Гидроукладка пород по опыту карьеров КМА способствует созданию благоприятного рельефа, сохранению структуры и основных агротехнических свойств грунтов.

На горнотехническую рекультивацию уходит до 80 % общих затрат, предназначенных для рекультивации. При совмещении рекультивации с основными технологическими процессами затраты могут быть снижены более чем в 2 раза.

Биологическую рекультивацию на землях, предназначенных для использования в сельском и лесном хозяйствах, осуществляют землепользователи за счет средств горных предприятий, проводивших разработку месторождений. На нее приходится 20–25 % общих затрат на восстановление нарушенных территорий. Она включает комплекс работ по мелиорации и внесению удобрений с микроорганизмами, специальные севообороты, посадку деревьев и кустарников (самый дешевый и простой способ биологического освоения нарушенных земель) и другие мероприятия, направленные на восстановление плодородия и хозяйственной ценности угодий.

При отсыпке отвалов также выделяется значительное количество пыли, для осаждения которой используют стационарные или передвижные оросительные установки. Поверхностные временные отвалы и склады ограждают противопылевыми железобетонными оградами или лесонасаждениями. Хороший эффект дают лесопосадки на отвалах.

Для защиты населения от пыли, уносимой ветром с отвала, необходимо располагать жилые массивы с наветренной стороны, окружая их зеленым поясом из устойчивых к загрязнению растений. Один гектар зеленых насаждений увлажняет и освежает воздух в 10 раз больше, чем водный бассейн той же площади. Часть загрязнений растительность механически задерживает листвой, некоторые соединения она связывает и нейтрализует. Снизить загрязнение воздушного бассейна вблизи действующих объектов горного предприятия можно, сократив разрыв во времени между горными работами и рекультивацией путем интенсивного наращивания отвалов до проектной высоты [41].

Существенного снижения площади земель, отчуждаемых под горные работы, можно достичь, используя для размещения вскрыши выработанное пространство (ИВП), формируемое при отработке горизонтальных и пологих залежей (п. 9.3).

Блочная отработка обширных месторождений позволяет принять порядок отработки, при котором перемещение вскрышных пород отстающего блока в ИВП опережающего блока происходят по короткому плечу откатки (2,0–2,5 км) без изменения направления грузопотока (вскрышная заходка находится в одном створе с отвальной) и без выхода на поверхность. При этом не только снижаются затраты на отработку месторождения, но и создаются благоприятные условия по формированию техногенных ландшафтов на отсыпаемых отвалах в ИВП опережающего блока для скорейшего проведения горно-технического и биологического этапов рекультивации с целью уменьшения сроков возврата рекультивированных земель.

Применение подобной технологии с использованием ИВП в условиях разреза «Березовский-1» позволяет сократить площадь отчуждаемых земель с 864 га до 264 га.

Контрольные вопросы и задания

Дайте классификацию отвалов взависимости от места их расположения относительно контуров карьера.

Каким образом может перемещаться отвальный фронт?

Укажите, чем отличается приемная емкость от приемной способности отвала.

Перечислите способы механизации отвальных работ при перемещении вскрыши железнодорожным транспортом.

Сформулируйте достоинства и недостатки плужного отвалообразования.

Укажите область применения плужного отвалообразования.

Перечислите основные технологические операции при отсыпке плужных отвалов.

Какие факторы влияют на приемную способность плужных отвалов?

Назовите основные технологические операции при экскаваторном отвалообразовании.

Поясните, в каком случае приемную способность отвального тупика считают по количеству разгружаемых на нем составов, а в каком – по производительности отвального экскаватора.

Укажите достоинства и недостатки бульдозерного отвалообразования при вывозке вскрышных пород на отвал железнодорожным транспортом.

Перечислите средства механизации, используемые для перемещения железнодорожных путей на отвалах.

Поясните, в чем преимущества скреперного отвалообразования при вывозке вскрышных пород на отвал железнодорожным транспортом.

Опишите технологию работ на бульдозерных отвалах при перевозке вскрыши автосамосвалами.

Перечислите мероприятия, обеспечивающие безопасную работу оборудования на бульдозерных отвалах.

Укажите, с какой целью используют на отвалах экскаваторы-драглайны, если вскрышные породы перевозят в средствах автотранспорта.

Поясните, каким образом формируют отвал с помощью консольных отвалообразователей.

Укажите особенности внедрения аэрогеотехнологических схем производства отвальных работ

Сформулируйте особенности укладки железнодорожных путей на отвалах, позволяющие избежать опрокидывания локомотивосоставов.

Укажите, каким образом можно исключить на отвалах аварии оборудования и несчастные случаи вследствие падения кусков породы.

Перечислите разновидности техногенных нарушений природной среды при открытом способе разработки.

Опишите задачи и особенности технологии горнотехнической рекультивации отвалов.

Поясните сущность биологической рекультивации земель, нарушенных горными работами;

Перечислите преимущества использования вибротехники на отвалах.

Часть 2. Технология открытых горных

работ

7. Вскрытие карьерных полей