Мероприятия по охране природного ландшафта в горном производстве

В горнодобывающей промышленности охрана ландшафта представляет собой комплексную систему мероприятий для предотвращения или уменьшения прямого и косвенного воздействия горного производства на ландшафт, и в первую очередь па земли.

Рациональное использование земельных ресурсов предусматривает выполнение системы мероприятий, направленных на оптимизацию размещения производственных объектов и параметров, плотности застройки, сроков отчуждения и использования земельных участков.

Рекультивация земель, нарушенных горным производством, рассматривается как основной способ воспроизводства земельных ресурсов, создания оптимальных культурных антропогенных ландшафтов в конкретных, природно-климатических и социально-экономических условиях данного района.

Выделены две группы мероприятий по охране, рациональному использованию и воспроизводству земель при разработке месторождений полезных ископаемых.

К первой группе отнесены мероприятия предохранительного характера, предусматривающие максимально возможное, экономически оправданное и технически осуществимое сокращение прямого и косвенного воздействия на земли

Ко второй группе отнесены мероприятия восстановительного характера, направленные на установление последствий негативного воздействия горного производства на земли.

Сокращение прямого и косвенного воздействия достигается: за счет внедрения научно обоснованной системы размещения промышленных предприятий и отдельных объектов; путем разработки и внедрения прогрессивных норм нарушения территорий при промышленном и гражданском строительстве: строгим соблюдением строительных норм -и правил, регламентирующих взаимное расположение зданий и сооружений, линий электропередачи, дорог, инженерных коммуникаций; оптимизацией параметров карьерных откосов, что позволяет объективно установить как размеры карьерного поля в плане, так и объемы разрабатываемых вскрышных пород и, следовательно, объемы отвалов, оптимизацией параметров отвалов, хвоста- и шламохранилищ, предотвращением деформаций земной поверхности в зоне горных работ; путем внедрения прогрессивных методов осушения месторождений полезных ископаемых, позволяющих сохранить запасы, состояние и режим грунтовых и подземных вод и обеспечить их рациональное использование; устранением и уменьшением сбросов сточных и рудничных вод в гидрографическую сеть; устранением или уменьшением выбросов в атмосферу отходов переработки; предотвращением ветровой и волной эрозии нарушенных земель, утилизацией вскрышных порол и отходов переработки.

Одним из средств уменьшения прямого воздействия на земли является управление карьерными откосами.

Углы наклона бортов карьеров должны быть оптимальными с технико-экономической точки зрения. Критериями оптимальности могут служить минимизация приведенных затратили максимизация прибыли, подсчитанная с учетом перебора всех возможных в данных условиях вариантов формирования равноустойчивых бортов карьеров с различными углами наклона, профилями борта, способами и средствами искусственного повышения устойчивости ослабленных участков и зон.

Увеличение емкости внешних отвалов и хвостохранилищ, является одним из мероприятий по охране и рациональному использованию земель на горных предприятиях, так как способствует сокращению прямого и косвенного воздействия на земли.

Складирование вскрышных пород и отходов производства на непродуктивных или нарушенных землях. Реализация этого положения зачастую осложняется техническими, экономическими, организационными и другими причинами. При производстве горных работ естественно стремление разместить вскрышные породы и отходы переработки в выработанном пространстве месторождений.

Для сокращения площадей земель, отчуждаемых под отвалы и хранилища отходов, в ряде случаев целесообразно использовать отходы в качестве закладочного материала при подземной разработке месторождений.

Сформировавшиеся на сегодня техногенные ландшафты крупных объектов недропользования настолько тесно пространственно связаны с урбанизированными территориями, что образуют единый коммунально-промышленный (антропогенный) ландшафт с элементами сельскохозяйственного производства, все больше и больше угнетающий природный ландшафт. Поэтому рекомендации по охране ландшафта обычно меньше всего направлены на сохранение или восстановление природного ландшафта. Они сводятся к рациональному соотношению и сосуществованию техногенного и культурно-бытового (антропогенного) ландшафтов – за счет архитектурно-планировочных решений, на основе эколого-экономических моделей объектов горного производства (прежде всего карьеров и отвалов) и противоэрозионных мероприятий на этих объектах.

На таких моделях рассчитывают форму и размеры карьеров и отвалов (углы откосов, профиль бортов и оптимальные параметры уступов и террас); рассматривают различные варианты размещения технологических отходов, с учетом требований экологического дизайна техногенного ландшафта. Инженерно-экономические решения предусматривают увеличение емкости отвалов и хвостохранилищ, размещение вскрышных пород в выработанном пространстве, использование отходов в качестве закладочного материала при подземных работах, частичную рекреацию нарушенных земель.

Защита поверхности отвалов, шламо- и хвостохранилищ, автодорог и других сооружений от ветровой и водной эрозии может осуществляться техническими, физико-химическими и биологическими противоэрозионными методами. Технические методы наиболее трудоемки и сводятся к защите поверхности от эрозии.

Противоэрозионные мероприятия

Агротехнические методы. Обработка почв поперек склона создает препятствия для водной эрозии почвы и способствует накоплению воды в пашне. На крутых склонах поперечную пахоту целесообразно сочетать с обвалованием. Более глубокая вспашка также способствует задержанию влаги, а растения более глубоко пускают корни, создавая прочный защитный покров.

Лесомелиоративные методы борьбы с водной и ветровой эрозией. Лесные посадки на выположенных откосах и террасах размещают поперек склона. На склонах и на террасах посадку производят в плужные борозды с отвалом пласта вниз по склону. На крутых склонах, где механизацию применять сложно, почву под посадку готовят в виде борозд, лент или площадок, вытянутых поперек склона.

Гидротехнические сооружения. Агротехнические мероприятия применяются на склонах. Действие лесомелиоративных мероприятий начинает проявляться через 10-12 лет и более. Поэтому в горной практике применяют специальные сооружения:

· сооружения на водосборной площади – горизонтальные и наклонные валы-террасы, водозадерживающие валы. Водоотводящие и водо-направляющие валы и канавы и др.

· сооружения сброса поверхностного стока с более высоких отметок на более низкие;

· донные и русловые сооружения, запруды, плотины в оврагах;

· противоселевые сооружения на горных склонах и руслах.

Физико-химический метод. Метод укрепления поверхности основан на управлении свойствами и структурой грунта в укрепляемом слое путем введения в него различных вяжущих веществ. По типу применяемых вяжущих (структурообразователей различают способы: цементации, битумизации, силикатизации, укрепления грунтов синтетическими смолами, сложными высокополимерными композициями и др.)

В процессе укрепления грунтов участвуют две физико-химические системы: грунт и структурообраюватель (вяжущее) Процесс протекает на границе контакта этих двух систем.

Для предотвращения эрозии на торных предприятиях могуч использоваться различные типы структурообрачователей: неорганические вяжущие, битумы, синтетические смолы, лигнины, латексы, композиции (поликомплексы), реже цементы.

Физико-химический метод противоэрозионной защиты в сравнении с приведенными выше является наименее трудоемким и наиболее дешевым. Метод универсален по отношению к свойствам укрепляемой поверхности и факторам внешнего разрушающего воздействия и может быть рекомендован для преимущественного использования в специфических условиях эксплуатации горных предприятий. Для повышения его эффективности необходима разработка рациональных составов вяжуших веществ и способов их внесения в укрепляемую породу, учитывающих специфику условий осуществления метода на объектах горного производства, а также соответствующих средств механизации, обеспечивающих его технологичность и широкое промышленное внедрение

Процессы реконструкции нарушенных земель классифицируются по типам выполняемых работ и технологическим признакам. Основные направления рекультивации нарушенных земель следующие:

а) сельскохозяйственное – создание на нарушенных землях сельскохозяй-ственных угодий (пашни, сенокосы, пастбища, сады, подсобные хозяйства и др.);

б) лесохозяйственное – создание лесонасаждений общего и защитного на-значения, лесопитомников;

в) рыбохозяйственное и рекреационное – создание на нарушенных землях парков, водоемов с рыбой, зон отдыха, туризма и спорта;

г) природоохранное – биологическая или техническая консервация нару-шенных земель, отвалов и хвостохранилищ;

д) строительное – приведение нарушенных земель в состояние, пригодное для промышленного и гражданского строительства, размещения отходов, строительного мусора;

е) горнотехническая планировка: трансплантация почвы (снятие, хранение и повторное ее использование); планировка поверхности отвалов, их уплотнение, выхолаживание или террасирование откосов и уступов карьеров; восстановление режима поверхностных и подземных вод.

Горнотехническая планировка подразделяется на первичную (грубую), осуществляемую синхронно с технологическими процессами формирования отвалов, и заключительную (чистовую), которая проводится спустя 1-2 года после усадки пород и стабилизации поверхностных отвалов.

Типы выполняемых работ: ландшафтно-восстановительные и эколого-охранные мероприятия для устранения и нейтрализации вредного воздействия объектов недропользования на почву воздушный и водный бассейны.

По технологическим признакам выделяются горнотехнические, рекультивационные и гидропрофилактические работы, направленные на противодействие пылевому загрязнению, сейсмическим и шумовым нарушениям.

Горнотехническая рекультивация карьеров может осуществляться по различным системам: бестранспортной, транспортной и транспортно-отвальной. При транспортной системе используют отвальные драглайны, при транспортно-отвальной – роторные экскаваторы, драглайны, консольные отвалообразователи, бульдозеры, погрузчики.

В зависимости от целевого назначения восстанавливаемых площадей установлены нормы допустимых углов их наклона (от 1,5 до 100) и минимальная ширина площадок (4-10 м), обеспечивающая возможность проведения механизированных лесопосадок.

При террасировании отвалов и их объектов формируются линейно вытянутые площади с разностью абсолютных отметок от 5 до 10 м и пологим поперечным наклоном в сторону сопредельной верхней террасы.

Горнотехническая планировка сменяется биологической рекультивацией, включающей комплекс мелиоративных и агротехнических мероприятий, в числе которых отвод поверхностных вод и защита рекультивируемых территорий от размыва, подтопления и заболачивания.

Завершается проект оценкой качества и эффективности рекультивации земель. В нем выделяются важнейшие направления работ:

· рациональное формирование горнопромышленных ландшафтов с мини-мальным их нарушением и рекультивацией сельхозугодий;

· создание агроландшафтов на карьерах;

· внедрение технологических процессов рекультивации.