Охрана и использование земельных ресурсов при горных работах.

Удельная землеемкость -площадь используемых, нарушаемых или загрязняемых земель, отнесенная к единице продукции (выданной горной массы, до­бытого и обогащенного полезного ископаемого и г. д.). Его це­лесообразно использовать при выборе оптимальных технологи­ческих решений при проектировании горных предприятий, а также мероприятий по охране и повышению эффективности использования земельных ресурсов.

Интегральный показатель эффективности использования земель горного предприятия будет включать в себя несколько частных, в сумме характеризую­щих общую удельную землеемкость, вычисляемых с учетом конкретных условий.

Неиспользуемые земли — это земли в пределах зе­мельных отводов, не занятые зданиями и сооружениями, са­нитарно-зашитыми зонами, технологическими дорогами и дру­гими коммуникациями.

Зона экологических изменений в данном слу­чае включает в себя сельскохозяйственные, лесохозяйственные и другие угодья и участки, расположенные за пределами зе­мельных отводов и подвергающиеся вредному воздействию со стороны технологического объекта, где имеют место снижение продуктивности экологических систем и ухудшение качества их продукции.

Рациональное использование земель в пределах зе­мельного отвода следует понимать обеспечение минимально возможных площадей их нарушения; повышение или сохранение их ценности при возвращении прежнему землепользователю; получение максимально возможной сельскохозяйственной, лес­ной и другой продукции с угодий, расположенных в пределах земельного отвода на территории, не занятой промышленными объектами, и находящихся за пределами зон интенсивного на­рушения (подработки) и загрязнения; снижение до минимума степени нарушения земель; сокращение срока их изъятия у прежних землепользователей.

Инженерно-экологическая карта-схе­ма земель ППК —Основной документ, характеризующий состояние земельных ресурсов в зоне влияния промышленных и коммунально-бытовых предприятий ППК.

Инженерно-экологический паспорт земельных угоди й содержит фактические данные, полученные на момент обследования, и прогнозные, определяемые по периодам реали­зации комплексного плана (5, 10 и 15 лет).

Технологические мероприятия предусматривают применение таких технологий добычи и переработки полезных ископаемых, которые не связаны с большими площадями отчуждаемых зе­мель для промышленных объектов и не приводят к значитель­ным экологическим изменениям в зоне вредного влиянии.

Инженерно-профилактические мероприятия направлены на исключение или снижение степени и интенсивности нарушения земель и загрязнения почв как в пределах земельных отводов, так и за их пределами

Экологические мероприятия связаны с проведением спе-циальных защитных зеленых зон вокруг промышленных объек-тов, рекультивации нарушенных земель в пределах земельных отводов и восстановлением деградированных угодий в пределах зоны вредного влияния предприятия.

Плодо­родный слой почвы понимается верхняя гумусированная часть почвенного профиля, обладающая благоприятными для роста растений химическими, физическими и аграрными свойствами.

Рекультивация -понимается комплекс работ, направ­ленных на восстановление продуктивности и народнохозяйст­венной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды. На действующих предприятиях, связанных с нарушением земель, работы по рекультивации — неотъемлемая часть технологических процессов.

Сельскохозяйственноенаправление рекультивации - создание на нарушенных землях сельскохозяйственных угодий (пашни, сенокосы, пастбища, мно­голетние садовые насаждения, подсобное хозяйство и др.);

Лесохозяйственное направления рекультивации — создание лесонасаждений различного типа (общего хозяйственного и полезащитного насаждения, ле­сопитомники),

Рыбохозяйственное направления рекультивации — создание в понижениях техногенного рельефа водоемов различного назначения.

Рекреационное направления рекультивации — создание на нарушенных землях объектов отдыха (зииы отдыха и спорта, парки и лесопарки, водоемы для оздоровления, охотничьи угодья, туристические базы и спортивные сооружения).

Природоохранное и санитарно-гигиеническоенаправления рекультивации — биологичес­кая или техническая консервация нарушенных земель, отвалов и хвостохранилищ, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду, рекультивация которых для использования в народном хозяйстве экономически не эффективна или преж­девременна (участки природоохранного назначения, противо- эрозионного лесонасаждения, задернованные или закрепленные специальными средствами, участки самозарастания и др.).

Строительноенаправления рекультивации — приведение нарушенных земель в состоя­ние, пригодное для промышленного и гражданского строитель­ства размещение отвалов отходов производства, хвостов обога­щения, строительного мусора.

Пригодные породы — это плодородные и потенциально пло­дородные.

Плодородные породы относятся плодородный слой почвы, гуму­совые горизонты различных типов почв. Значение pH не долж­но выходить за пределы 5,5—8,2; сумма токсичных солей ввод ной вытяжке не должна превышать 0,2%. Используется под пашню, сенокосы и пастбища, землеванне малопродуктивных земель.

Потенциально пло­дородные относятся почвообразующие и другие несвязанные породы с активной реакцией от слабокис­лой до щелочной (pH = 5,5—8,4), незасоленные, супесчаного, суглинистого, легкоглинистого механического состава.

Малопригодныедля биологической рекультивации породы на которых рост и развитие растений ограничивается либо фи­зическими или механическими свойствами, либо химическим со­ставом.Малопригодные по физическим свойствам — пески рыхлые и связанные породы, утяжеленные содержанием физической гли­ны более чем на 75%. Сюда же относятся бесструктурные по роды легкого механического состава, подверженные водной и ветровой эрозии. Малопригодные по химическому составу — кислые, среднезасоленные и солонцеватые почвы и породы с pH = 3,5—5,5.

Не пригодные к биологической рекультивациипороды делится на две подгруппы: по физическим свойствам — это трудновыветриваемые скаль­ные, полускальные магматические и метаморфические породы (с коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяко­нов а более 3—4); по химическому составу — это сильно кислые (в основном сульфидсодержащие) породы с рН<3,5; сильнощелочные с pH>9; сильнозасоленные породы с показателем сухого остат­ка более 0,8% и концентрацией анионов в водной вытяжке, значительно превышающей пороги их токсичности.

Рекреационные объекты (зоны) на рекультивируемых зем­лях должны представлять собой территориальный или аквато реальный комплекс, пригодный для осуществления какого-либо вида или группы видов спорта и отдыха, удовлетворяющих по­требности населения.

Грубая планировка земель — предварительное выравнива­ние поверхности с выполнением основного объема земляных ра­бот. Рекомендуется производить вслед за продвижением от­вального фронта (при отсыпке отвалов), засыпки провалов, мульд оседания и других выемок Этим обеспечивается более равномерная первичная усадка спланированных участков.

Чистая планировка земель — окончательное выравнивание поверхности и исправление микрорельефа при незначительных объемах земляных работ.

Мелиоративная профильная планировка — равномерное раз­мещение на спланированной рекультивируемой поверхности слоя экранирующих пород или пород, обеспечивающих созда­ние искусственного водоупора.

Мелиоративная отделочная планировка — придание поверх­ности плодородного слоя почв на рекультивируемых землях про­ектных уклонов и устранение микропонижения глубиной более 5 м.

Агроэксплуатационнаяпланировка —ежегодные в процессе эксплуатации планировочные работы с целью ликвидации не­ровностей микрорельефа, возникающие в результате неровной мерной осадки создаваемого почвенного горизонта.

Выполаживание и террасирование откосов отвалов и бортов карьеров осуществляются с целью повышения устойчи­вости, предотвращения локальных разрушений и исключения вредного воздействия на окружающую среду.

Кондиционирование плодородного рекультивационного слоя почв начинается с комплекса работ по мелиорации поверхност­ного слоя пород — улучшение химических и физических свойств пород и их смесей, слагающих поверхностный слой рекультиви­руемых земель.

Мелиоративные работы проводятся для созда­ния благоприятных гидрогеологических режимов в приповерх­ностной толще пород, исключения возможного вредного влияния на биологические свойства почв кислот, щелочей и солевых рас­творов, образующихся в результате взаимодействия вод с ток­сичными породами рекультивируемого объекта.

Мелиорации земель относятся их известкование, гипсование, промывка, пескование, глинование. Этим обеспечиваются определенные хи­мические и структурные характеристики поверхностного слоя пород, необходимые для успешного развития корневой системы и образования микрофлоры, обеспечивающих жизнедеятель­ность растений.

Инженерная подготовкарекультивируемых земель включает в себя комплекс технических мероприятий, обеспечивающих при­ведение нарушенных горными работами участков в состояние, пригодное для промышленного и гражданского строительства, сельскохозяйственного, водохозяйственного или рекреационного использования. В состав инженерных мероприятий входят: от­вод поверхностных вод, защита от подтопления и заболачива­ния, борьба с оврагообразованием и эрозией почв, устройство дорог, подъездов и других сооружений, способствующих быстро­му освоению рекультивируемых участков

Плоскостная Водная эрозия —это смыв верхних горизон­тов почвенного покрова на склонах (откосах) при стенании по ним дождевых или талых вод сплошным потоком или неболь­шими ручейками.

Несмываемые земли — уклон рекультивируемой поверхности до 1°, т. е. рекультивируемый участок располагается на ровной части рельефа, потери влаги за счет поверхностного стока практиче­ски отсутствует, предпочтительно сельскохозяйственное направ­ление рекультивации;

Слабосмываемые земли — уклон поверхности 1—2°, сток талых и ливневых вод может вызывать незначительный смыв нанесен­ных почв на нижерасположенные участки, сельскохозяйственное направление рекультивации возможно;

Среднесмываемые земли — уклон поверхности 2—3°, наблюдается заметный смыв нанесенных почв, потери влаги на поверхност­ный сток большие, при сельскохозяйственном направлении ре­культивации требуется проведение специальных⁴ методов обра­ботки почв, посевов культур поперек склона;

Сильносмываемые земли — уклон 3—5°, увеличенный смыв нанесен­ных почв, значительные потери влаги на поверхностный сток, при сельскохозяйственном направлении рекультивации необхо­димо планировать почвозащитные севообороты культур;

Эрозионноонасные земли — уклон рекультивируемой поверхности 6° и более, происходит сильный смыв нанесенной почвы; почверхность подвержена плоскостной и линейной эрозии и для про­пашного земледелия непригодна.

Лесомелиоративные методы борьбы с водной и ветровой эро­зией. Эти методы борьбы успешно применяются на выположен-ных и террасированных откосах и бортах отвалов и карьеров, для защиты больших рекультивированных площадей с помощью лесных полос и др.

Агротех­нические противоэрозионные мероприятия применяются на скло­нах до 4°. Действие лесомелиоративных мероприятий начинает проявляться через 10— 12 лет и более Поэтому в горной прак­тике для защиты от водной и ветровой эрозии объектов рекуль­тивации находят применение гидротехнические противоэрозион­ные сооружения в комплексе с другими мероприятиями. Основ­ное преимущество гидротехнических сооружений состоит в том, что они эффективно защищают объекты рекультивации сразу после их возведения.

Биологический этап на­чинается с организации и выполнения биомелиоративных работ по восстановлению плодородия нанесенного слоя почвы или создания на материнских грунтах плодородных субстратов.

Почва (земля) - один из основных ресурсов, без которого невозмож­но существование человека. Она является основой получения продуктов питания и сырья для удовлетворения его насущных потребностей.

Земля - пространственный базис жизнедеятельности общества, предмет труда, на который человек воздействует в процессе своей деятельности, и, наконец, главное средство сельскохозяйственного производства.

Прямое воздействие - приводит к образованию нового техногенного ландшафта в зоне влияния горного производства

Косвенное воздействие - может привести к деградации природного ландшафта.

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

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.

Объекты Эрозии на горных предприятиях, наносящими наибольший ущерб окружающей природной среде, являются: хвостохранилища и им подобные гидротехнические сооружения (гидроотвалы, шламохранилища и др.); отвалы песчано-глинистых пород; различные транспортные поверхности (эксплуатируемые бермы отвалов, дамб хвостохранилищ, подъездные и внутрикарьерные дороги и пр.), по которым осуществляется регулярное передвижение тяжелого оборудования и автотранспорта.

Механический метод защиты поверхности от эрозии основан на воз­ведении механической преграды на пути разрушающего агента (воздуш­ного или водного потока). В отличие от биологического и химического методов противоэрозионной защиты породы, слагающие защищаемую поверхность, непосредственно не участвуют в процессе повышения устойчивости поверхности к эрозии.

Биологический метод защиты поверхности от эрозии предусматрива­ет посадку (посев) культурных или дикорастущих растений на поверх­ностном слое укрепляемых пород или внесение в этот слой культур микроорганизмов.

Физико-химический метод противоэрозионного 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, урепления грунтов синте­тическими смолами, сложными высокополимерными композициями и др.

Карбамидные смолы представляют собой продукты поликонденса­ции формальдегида и мочевины или ее производные. Карбамидные смолы хорошо растворимы в воде, вязкость растворов в зависимости от концентрации колеблется от 0,003 до 0,005 Па • с, обладают хорошей про­никающей способностью.

Санитарно-гигиеническая рекультивация биологическими или техни­ческими методами выполняется при необходимости консервации нару­шенных земель (техногенных образований - отвалов пустых пород, отходов обогащения и переработки, временных складов минерального сырья и пр.), оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду.

Рекультивационные работы, выполняемые горным предприятием. Подход к рекультивированным землям как к одному из видов продукции горных предприятий, производство которой планируется и контролирует­ся, в значительной степени определяет эффективность и качество горно­го производства в целом, существенно снижает его негативное воздейс­твие на окружающую среду, имеет огромное социальное и экономичес­кое значение.

Опыт рекультивации земель на горных предприятиях за рубежом. Необходимость рекультивации нарушенных земель с целью воспроиз­водства продуктивных угодий и охраны окружающей среды осознана в большинстве стран мира.

Горно-планировочные работы предусматривают создание рельефа поверхности отвалов, пригодного для последующего освоения, и включа­ют планировку поверхности с уклонами, допускающими применение сельскохозяйственной или лесохозяйственной техники, и выполаживание откосов с целью недопущения водной эрозии.

Механический метод имеет ограниченное применение и используется в основном как вспомогательный в сочетании с остальными.

Биологический метод в наибольшей степени соответствует современным экологическим требованиям, поскольку одновременно с противоэрозионной защитой поверхности способствует восстановлению гармонии техногенных и природных ландшафтных комплексов, улучшению состояния окружающей среды и экологических условий.

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.