Горнотехническая рекультивация нарушенных земель (на примере ОАО "Кемма")

Горнотехническая рекультивация нарушенных земель (на примере ОАО "Кемма") ДИПЛОМНАЯ РАБОТА ГОРНОТЕХНИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ (НА ПРИМЕРЕ ОАО «КЕММА») Содержание Введение 1. Литературный обзор 1. 1 Задачи и направления рекультивации 1. 2 Рекультивация земель, расположенных вне городской зоны 1. 3 Рекультивация нарушенных земель в городской черте 2. Условия проведения исследований 2. 1 Погодные и климатические условия 2. 2 Почвенный покров и почвы 2. 3 Гидрогеологическая характеристика месторождения 3. Результаты исследований 3. 1 Задачи и основные положения горнотехнической рекультивации 3. 2 Выбор способа горнотехнической рекультивации 3. 3 Организация и календарный план работ 3. 4 Технологическая схема и организация рекультивационных работ, проводимых в 2001 году 4. Экономическая оценка горнотехнической рекультивации земель 5. 1 Охрана труда 5. 2 Охрана природы Выводы и предложения Литература Рост промышленного производства и увеличение численности населения приводит к интенсификации негативного влияния на окружающую среду. Под влиянием развития промышленности произошли заметные изменения в поверхностной части атмосферы и в первую очередь в почвенном слое земли. На современном этапе научно-технического прогресса в связи с развитием промышленности охрана природы и рациональное использование природных ресурсов становится одной из важнейших задач общества. Особое значение приобретает проблема рационального использования земельных ресурсов. Горнодобывающая промышленность в нашей стране характеризуется возрастающими объемами добычи полезных ископаемых. Выполнение поставленных задач перед горной промышленностью возможно за счет строительства новых предприятий и реконструкции существующих. Основной рост объемов добычи полезных ископаемых осуществляется за счет развития прогрессивного открытого способа ведения горных работ. К негативным последствиям открытых разработок относится изъятие значительных земельных площадей из сельскохозяйственного оборота и их нарушение при ведении горных работ, изменение гидрогеологических условий района ведения горных работ и его ландшафтов, развитие эрозионных процессов, а также перемешивание пород с выносом на поверхность неплодородных и даже токсичных пород. При отвалообразовании вскрышные породы, как правило, отсыпают без учета пригодности их для рекультивации, а при формировании внешних отвалов не всегда учитывают требования рационального земледелия. В процессе горного производства образуются и быстро увеличиваются площади, нарушенные горными разработками, отвалами пород и отходов переработки, которые в свою очередь представляют собой бесплодные поверхности, отрицательно влияющие на окружающую природную среду. Все нарушенные земли являются опасным источником заражения больших площадей токсичными элементами и тяжелыми металлами в формах, доступных для животных и человека. И эти геохимически нарушенные земли часто значительно (в несколько раз) превышают площади механически разрушенных почв и грунтов. Горное производство является самым природоемким. В его процесс вовлечены все виды природных ресурсов: недра, земля, леса, вода, атмосфера. Одни эксплуатируются, другие нарушаются, вызывая те или иные экологические последствия. По состоянию на 01. 01. 2002 год на территории Челябинской области нарушено 27926 га земель, в том числе при разработке месторождений полезных ископаемых, переработке и проведении геологоразведочных работ – 23048 га, а при торфоразработках – 319 га, строительстве – 4505 га. 3 плодородного слоя почвы. 463 организации и предприятия разных отраслей народного хозяйства в соответствии с технологией производства работают с нарушением плодородного слоя почвы. В 2001 году нарушено 197 га земель. Рекультивированно 422 га, с том числе под: · под лесные насаждения – 142 га; · под водоемы и другие цели 82 га. 3 плодородного слоя почвы. Не во всех отраслях народного хозяйства рекультивация проводится на должном уровне и в установленные сроки (по данным экологического комитета Челябинской области). Финансовые трудности предприятий ограничивают возможности проведения работ по восстановлению нарушенных земель. черной и цветной металлургии (56,6%). Эти нарушенные представлены выемками, провалами поверхности на шахтных полях, отвалами отработки разрезов, шахт и карьеров. Карьеры по добыче общераспространенных строительных полезных ископаемых для собственных нужд (щебня, песка, глины), основными землепользователями которых являются сельскохозяйственные акционерные общества и товарищества, занимают 3235 га или 11,6% от общей площади нарушенных земель (Р. П. Скопина, 1984). Целью работы являлось изучение проведения горнотехнической рекультивации земель нарушенных предприятиями, ведущими добычу полезных ископаемых открытым путем. В задачи исследований входило: · выбрать способ рекультивации; · изучить организацию и календарный план работ; 1. 1. 1 Задачи и направления рекультивации и народнохозяйственной ценности земель, улучшению условий окружающей среды. Нарушение земель происходит при разработке месторождений полезных ископаемых, выполнение геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом нарушается или уничтожается почвенный покров, изменяется гидрологический режим, образуется техногенный рельеф и др. В результате рекультивации на нарушенных землях создаются сельскохозяйственные и лесные угодья, водоемы различного назначения, рекреационные зоны, площади для застройки. Нарушенные земли, рекультивация которых для хозяйственного использования экономически не эффективна, подлежат консервации биологическими, техническими или химическими методами (Советский энциклопедический словарь). Рекультивация земель обычно осуществляется в два этапа: (агротехнические и фитомелиоративные мероприятия по восстановлению плодородия, ускорению почвообразовательных процессов, возобновлению флоры и фауны на некультивированных землях) (Т. П. Федосеева, 1977). Известно, что природные системы выполняют свои ландшафтно-экологические функции и одновременно несут нагрузку со стороны социально - экономических систем, обеспечивая их функционирование. Техногенные образования обычно не в состоянии выполнять экологические функции, которые несут естественные геосистемы. Это обстоятельство является первейшей предпосылкой диспропорций в развитии эколого-экономических систем. Для предупреждения преодоления этих диспропорций чаще всего необходимо восстановить или восполнить природные компоненты в почвах, подвергшихся техногенному воздействию. В связи с этим восстановление (восполнение) природных компонентов, т. е. рекультивация, рассматривается как основная часть нейтрализации последствий. агрохимии, экономики, градостроительства и т. д. Объектами рекультивации являются земли, подвергшиеся разрушению и загрязнению в результате деятельности горнодобывающей, металлургической и перерабатывающей промышленности, строительство линейных и других инженерных сооружений, геологоразведочных работ и т. п. Воздействие техники нарушает и уничтожает веками сложившиеся связи в природе, происходит коренная перестройка экологических систем. Процесс естественной эволюции идет чрезвычайно медленно. В связи с полным разрушением и преобразованием в процессе техногенеза растительности и почв формирующиеся естественным путем биогеоценозы малопродуктивны. Поэтому, исходя из слов Л. В. Моториной (1978), задача рекультивации состоит в том, чтобы ускорить процесс естественной эволюции, создать на месте нарушенных более продуктивные и устойчивые ландшафты с высокой хозяйственной, эстетической и природоохранной ценностью. Рекультивация земель – сложная проблема. Ее решение в значительной мере зависит от конкретных экологических условий нарушенных территорий. Для проектирования рекультивационных работ нужны данные о физико-химическом составе грунта, особенностях гидрологического режима, форме отвалов, крутизне откосов и т. д. – А. Г. Банников (1999). По словам Н. В. Симакова (1990), рекультивация земель, нарушенных промышленностью, в значительной мере обуславливается спецификой нарушения почвенного покрова. Для разработки мероприятий по рациональному восстановлению и последующему использованию земель все землепользователи области разделены на шесть групп. Первая группа – предприятия, ведущие открытым способом добычу полезных ископаемых, находящихся на больших глубинах. Добыча полезных ископаемых на таких предприятиях ведется посредством создания карьеров, вскрывающих всю или почти всю толщу осадочных пород. При этом создаются такие техногенные формы, как отвалы и карьеры, оказывающие влияние на всю окружающую территорию. Карьеры дренируют местность, нарушая сложившийся водный баланс территории. Отвалы занимают значительные площади сельскохозяйственных угодий, и является источником загрязнения окружающей среды, очагами водной и ветровой эрозии. Вторая группа – предприятия, ведущие добычу сырья открытым способом с небольших глубин. Сюда входят карьеры кирпичных заводов, песчаные и меловые карьеры. При добыче минерального сырья происходит нарушение почв и нижележащих толщ пород, формируются отрицательные формы рельефа (овраги, балки). Третья группа объединяет предприятия, ведущие добычу торфа. После отработки на месте залежей остаются котловины 1. 5 – 2. 5 –метровой глубины. После расчистки и выравнивания дна могут использоваться под рыбоводческие пруды. Четвертая группа включает организации, ведущие работы, связанные с прокладкой коммуникаций. При строительстве наземных коммуникаций – автомобильных и железных дорог, дамб и д. р. – необходимо предусмотреть предварительное снятие, хранение и использование гумусированного слоя почв по завершению работ. Шестая группа – включает предприятия, занимающие значительные площади земель под постоянные отводы, такие как водохранилища (Н. М. Чернова, 1985). Во всем мире прилагают немалые усилия для окультуривания нарушенных промышленностью земель. В России особая необходимость в рекультивации стала ощущаться примерно с 50-х годов. По мнению Л. П. Астанина (1984), различают несколько направлений рекультивации нарушенных земель в зависимости от последующего использования: 1. Сельскохозяйственное – под пашню, луга, пастбища, многолетние насаждения. 2. Лесохозяйственное – лесопосадки эксплутационного и специального назначения (почвозащитные, санитарно - защитные, водо-охранные т. д.). 3. Водохозяйственное – водоемы различного назначения (водохранилища, пруды для разведения рыбы, дичи и т. д.). 4. Рекреационное – парки, спортивные бассейны, пляжи и т. д. потенциально исходных пород плодородного слоя почвы, строительство съездов и дорог; биологическое – агротехнические мероприятия (вспашка, боронование, дискование), внесение удобрений, подбор ассортимента растений, посадка древесно-кустарниковых насаждений и посев многолетних трав (Л. В. Моторина, 1978). Рекультивация нарушенной территории позволяет решить сразу несколько очень важных задач: - рационально использовать восстановленную территорию для нужд городского, сельского и лесного хозяйства; - улучшить микроклимат на восстановленной территории по сравнению с зональными характеристиками путем формирования техногенного рельефа с заданными геометрическими параметрами (В. Д. Оленьков 1988). – оздоровительных видов деятельности. Рекультивации подлежат земли, нарушенные в результате: · разработки месторождений полезных ископаемых, а также добыче торфа; · прокладки трубопроводов, проведение строительных, мелиоративных, лесозаготовительных, геологоразведочных работ, переработки сырья, проектирование изыскательских и иных работ, связанных с нарушением почвенного слоя; · складирование и захоронение промышленных, бытовых и других отходов; · строительство, эксплуатация и консервирование подземных объектов и коммуникаций; · ликвидация последствий загрязнения земель, требующих снятие плодородного верхнего слоя почвы; · проведение войсковых учений за пределами специально отведенных для этих целей полигонов. В соответствии с требованием ГОСТ 17. 5. 3. 04 – 83 «Охрана природы земли. Общие требования к рекультивации земель» в проекте рекультивации нарушенных земель предусматривается выполнение следующих работ: В техническом этапе рекультивации: - мероприятия по снятию, складированию, хранению плодородного слоя почвы, определение объема земляных работ, технологии снятия, используемой техники, а также формы и площади отвалов и карьеров; - грубая и чистая планировка поверхности рекультивируемого участка, засыпка водоотводящих и водоподводящих коммуникаций; - террасирование откосов, засыпка и планировка провалов и выработок; - освобождение рекультивируемой поверхности от крупногабаритных обломков пород, производственных конструкций, строительного мусора и промышленных отходов с последующим их захоронением или организованным складированием или переработкой; - строительство подъездных путей и дорог с учетом прохода сельскохозяйственной, лесохозяйственной и другой техники; - устройство, при необходимости, дренажной, водоотводящей и оросительной сети и ликвидация или использование плотин, дамб, насыпей и т. д.; - мелиорация токсичных пород и загрязненных почв, если невозможна их засыпка слоем потенциально плодородных пород; - нанесение плодородного слоя почвы, потенциально плодородных пород, последующая вспашка или рыхление территории; В биологическом этапе рекультивации: - комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на улучшение агрофизических, агрохимических, биохимических и других свойств почвы; - агротехнические мероприятия: подбор состава травосмеси, пород лесных культур (или кустарников), нормы высева или посадки с учетом почвенно-грунтовых условий рекультивируемой территории; - определение нормы и периодичности внесения удобрений; - обоснование мероприятий технологических карт по обработке территории со сроками их выполнения; - определение продолжительности мелиоративного периода; - разработка рекомендаций по использованию рекультивируемого участка. По словам Н. Е. Бекаревича, (1987), биологическое восстановление земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых, в значительной мере определяется составом и свойствами пород, физико-георафическими условиями среды, характером дальнейшего использования рекультивационных участков. В зависимости от указанных условий в настоящее время нарушенные земли можно восстановить тремя способами: 1. Путем возврата почвенного гумусового слоя на прежнее место после добычи полезных ископаемых или окончания других видов работ. I. Безусловно, пригодные. III. Условно пригодные (пригодные после улучшения). IV. Непригодные. К первой категории (безусловно, пригодные) отнесены гумусовые горизонты почв с содержанием более одного процента органического вещества. Гумусовые горизонты черноземов, темно-серых лесных, лугово-черноземных и луговых почв. основы для размещения гумусового слоя. К третьей категории (условно пригодные) отнесены породы различного механического состава с кислой или щелочной реакцией почвы и с содержанием до одного процента легкорастворимых солей. Эти породы содержат очень мало (или не содержат) органического вещества, имеют не вполне благоприятные агрофизические свойства, бедны азотом, фосфором, калием. В эту категорию входят пески, засоленные суглинки и глины, меловые породы. по улучшению их свойств (А. М. Бурыкина, 1980). 1. 2 Рекультивация земель, расположенных вне городской зоны Наиболее частыми вариантами решений по использованию карьерных выемок являются два: засыпка их породой из отвалов и заполнение водой. Засыпка карьерных выемок породой не представляет технических трудностей. Одновременно с этим не только ликвидируются отвалы и освобождаются от них площадки, которые можно использовать под сельскохозяйственные угодья, но и уменьшаются глубины карьеров, что обеспечивает проведение работ по приданию склонам нужного профиля для предотвращения оползневых процессов. Однако такая рекультивация оправдана только для карьеров небольшой глубины при наличии достаточного количества отработанной породы и плодородной почвы. Рекультивация глубоких выработок требует более сложного решения. Во-первых, несмотря на огромные породные отвалы (высотой до 100 м), их количества недостаточно для засыпки глубоких выемок (глубиной до 500 м) и выравнивания рельефа и потребуются изыскания на ближайшей территории дополнительных объемов отработанной породы и плодородной почвы для закрытия поверхности рекультивируемого участка, что наглядно подтверждается рекультивационными работами, проводимыми в городах Коркино, Копейске и Сатке ( А. Ю. Даванков 1998). Во-вторых, изменение водного режима на территориях, прилегающих к открытым разработкам, оказывает существенное влияние на процессы почвообразования, приводит к заболачиванию прилегающих к карьерам и шахтам участков в результате длительного откачивания вод и к заполнению водой выработанных пространств (карьеров и шахт) после окончания горных работ. В-третьих, потеря почвами влаги в связи с понижением уровня грунтовых вод в результате работы дренажных насосов и водопонижающих скважин приводит к нарушениям водного режима почв, следовательно, снижению их плодородия. В-четвертых, загрязнение территории, прилегающей к отвалам и местам хранения промышленных отходов, тяжелыми металлами и токсичными веществами, происходящее в результате ветровой и водной эрозии, ухудшает агрохимические свойства почв. В-пятых, сбросы карьерных и шахтных вод в естественные понижения и водоемы приводят не только к заболачиванию территории, но и к ухудшению агрохимических свойств почв, если такие воды используются в сельскохозяйственном обороте. Карьерные выемки можно практически полностью заполнить водой и создать в них искусственные водоемы. Однако для этой цели возможно использовать только карьеры небольшой глубины. Для заполнения выработок, например, Коркинского или Копейского разрезов в этих районах отсутствует необходимый запас воды. Кроме того, такие водоемы будут давать и нежелательные последствия (А. Ю. Даванков 1998). явлений, так как склоны карьеров сложены сравнительно рыхлыми отложениями. Для предотвращения этих явлений необходимо до заполнения карьеров водой предварительно проводить выполаживание бортов выемки, что требует изъятия дополнительной территории, суммарная площадь которой будет составлять более половины современной площади отвалов. В связи с этим важным фактором при рекультивации является выполнение пологого склона, обладающего устойчивостью, максимальной емкостью, хорошо противостоящего ветровой и водной эрозии. Широкие террасы, создаваемые на верхних ярусах в процессе отвалообразования, обеспечивают накопление и поглощение влаги, удобны для лесопосадочных и сельскохозяйственных работ, создают благоприятные условия для развития растений и ухода за ними (Н. М. Коломиццев, 1968). Для закрепления поверхности отвалов и терриконов подсыпку откосов и бортов следует производить под углом не более 18 градусов с использованием глинистых пород для создания водопроницаемого экрана и снижения ветровой эрозии. Откосы отвальных и терриконных ярусов террасируются на два – три подступа с созданием площадок шириной не менее 12 м, которые используются в различных целях с учетом условий и потребности территории. В зависимости от характера и цели использования нарушенных земель проводится их рекультивация: санитарно-гигиеническая, сельскохозяйственная и т. п. В санитарно- гигиенических целях рекомендуется использовать плоские породные отвалы вскрышных пород карьеров и шахт, частично карьерные выработки и терриконики, которые не будут использованы для строительных целей (С. С. Трифонов, 1977). Использование различных форм техногенного рельефа осуществляется в рамках определенного направления применения территории, где решаются вопросы выбора варианта приспособления рельефа: для строительства зданий и сооружений, для зеленого строительства, для устройства водоемов. Наиболее сложным среди этих способов является строительство на техногенном рельефе зданий и сооружений различного назначения. В одном случае это могут быть небольшие одноэтажные постройки типа садовых домиков или индивидуальных гаражей, в другом – многоэтажная застройка. Работы по формированию техногенного рельефа с заданными геометрическими параметрами осуществляется после того, как выбрано направление использования этой территории, т. е. известно функциональное назначение территории после окончания добычи полезного ископаемого (Р. В. Ковалев, 1970). Исходя из литературных данных, можно сказать, что эффективность биологической рекультивации на самозарастающих отвалах в значительной степени зависит от накопления гумуса, который предопределяется появлением высших растений. В то же время зарастание зольных, шлаковых и породных отвалов повсеместно начинается поэтапным поселением водорослей на их поверхности (А. Ю. Даванков, 1998). мобилизующих потенциальное плодородие субстракта и способствующих накоплению в нем органических веществ и элементов питания в доступной для высших растений форме. Рекультивация осуществляется путем сплошного нанесения микроорганизмов на восстанавливаемую поверхность почвенного слоя (Т. К. Надрин, 1987). Исследования Уральского государственного университета (Екатеринбург) показали, что уже через год после окультуривания породных отвалов число микроорганизмов возрастает в тысячи раз. На биологическом этапе проводится посадка древесно-кустарниковых насаждений с ветвящейся корневой системой и посев многолетних трав, которые дают плотную быстрообразующуюся дернину. Сельскохозяйственная рекультивация проводится на отвалах, поверхность которых сформирована потенциально плодородными породами или покрыта дополнительной почвой, а также на участках отвалов, рельеф которых не претерпел значительных изменений. Дополнительно к перечисленным выполняются следующие мероприятия: o на участках, осваиваемых под пашню, огороды и сады, производят планировку поверхности с уклоном, не превышающим одного градуса под сады и огороды и двух градусов – под зерновые культуры и многолетние травы; o содержание гумуса в плодородном слое почвы доводят до двух или более процентов; при этом потенциально плодородной породы должно быть не более 25% от массы мелкозема крупностью до 1 мм; o участки, осваиваемые под зерновые и пропашные культуры, максимально приближают к прямоугольной форме. птицефабрик, пасек. В совершенно другом направлении используется нижняя часть карьеров, особенно с большой выработкой породы и сырья. Неглубокие карьеры и выработки полностью или частично засыпаются отработанной породой, после чего используются для различных целей. Глубокие карьеры можно использовать после частичной засыпки породой и уплотнения нижней части глинистым грунтом для водоемов, заполняя выработки на небольшую глубину. Такие карьеры могут эффективно использоваться для строительства гидроаккумулирующих электростанций, работающих с применением падающей воды (А. Ю. Даванков, 1998). 1. 3 Рекультивация нарушенных земель в городской черте городах. Выбор направления использования нарушенных городских земель ведется с учетом состояния градостроительства, экологической обстановки и климатических условий. При этом предусматривается возможность приведения не только территории к первоначальному виду, но и получения рельефа с заданными параметрами (Е. Т. Мамаева, 1984). - строительства зданий и сооружений; - строительство санитарно-гигиенических объектов (парков, зон отдыха, спортивных площадок); При наличии в населенном пункте производств, где необходимы специальные условия по микроклимату, также возможен вариант строительства зданий для таких производств с последующей надсыпкой над ними отвала для снижения расхода тепла в холодное время года. В зависимости от направления использования рекультивируемой территории ее освобождает от промышленных отходов одним из способов: промежуточным складированием на специальной площадке, предварительным обеззараживанием или их переработкой. После удаления с рекультивируемого участка промышленных отходов проводится анализ грунта с целью определения глубины проникновения тяжелых металлов и токсичных веществ и их концентрации. На основе данных обследования состояния нарушенных территории и технико-экономических расчетов выбирается наиболее перспективное направление использование восстановленной территории, разрабатывается проект рекультивации земель и застройки рекультивируемого участка. Рекультивация ведется поэтапно: техническая рекультивация с предварительной выемкой загрязненного грунта, затем биологическая со строительством предусмотренного объекта. Прилежащая к хранилищам отходов территория в городской черте озеленяется в соответствии с проектом. На рекультивируемой территории не менее 30% площади должно быть занято объектами зеленого строительства. Установлено, что запыленность воздуха озелененных территорий на 40% ниже, чем на открытых, в них улавливается до 70 – 80% выделяемых атмосферных выбросов. В этом отношении очень ценными породами являются: сосна обыкновенная, лиственница, вяз, ясень, клен, акация, бузина, сирень, жимолость. Выбор конкретных древесных и кустарниковых пород для озеленения зависит от состояния окружающей среды. Размер санитарно-защитных зон зависит от степени загрязнения окружающей среды. В сильно загрязненной зоне, расположенной вблизи промышленного предприятия, должны быть проведены все комплексные природоохранные мероприятия: технологические усовершенствования на промышленном предприятии по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросы в водоемы, химико-технологическая обработка почв с целью нейтрализации соединений тяжелых металлов, озеленение территории рекультивируемого участка. Озеленение проводится биологически устойчивыми растениями, способными не только максимально отчистить воздушный бассейн от вредных примесей и пыли предприятия, но и аккумулировать в аккумулировать в значительном количестве тяжелые металлы из почвенного раствора. В зоне среднего уровня загрязнения задача озеленения улиц решается с учетом транспортных, планировочных и природных условий. Посадки растений должны создавать конвекционные потоки воздуха, снижать уровень загрязнения воздушного бассейна и почв. Крупные транспортные магистрали на всем протяжении должны проходить в пределах озелененной защитной зоны, предохраняющий жилые кварталы от выбросов автотранспорта. На пересечениях автомагистралей, улиц и в местах отдыха населения организуются газоны из кустарников и многолетних трав для повышения декоративных, эстетических и противоэрозионных свойств озеленяемых территорий. степная засушливая. Лесостепь и степь Зауралья занимает три четвертых территории области. Данная территория характеризуется континентальным климатом, для которого характерно теплое лето с периодически повторяющимися засушливыми периодами. Зима, в свою очередь, продолжительная и холодная. В состав лесостепной зоны входят Аргаяшский, Каслинский, Красноармейский, Кунашакский, Сосновский, Уйский и Чебаркульский административные районы Челябинской области. Территория данной зоны характеризуется умеренно теплым вегетационным периодом. Сумма эффективных температур выше десятиградусного уровня составляет 2000-23000 Годовое количество осадков превышает 400 миллиметров. Гидротермический коэффициент по Г. Т. Селянинову (1957) в весенне-летний период составляет 1,2–1,4. Запасы влаги в метровом слое почвы к концу мая составляют 140–170 миллиметров. В середине ноября устанавливается устойчивый снежный покров, который в этот момент достигает высоты 30–40 сантиметров и сохраняется 150–160 дней. и влагой, существует возможность развивать высокопродуктивное полевое и луговое кормопроизводство, а также молочное и мясное животноводство на его основе. Также существует возможность развития овощеводства и картофелеводства. Этому способствует климат и близко расположенные крупные промышленные центры. 2001 год характеризовался, как довольно благоприятный, если его показатели сравнивать со средне многолетними. В мае 2001 года при достаточно высоких среднесуточных температурах (140 С), осадки распределились равномерно с преобладанием в конце месяца и составили в среднем 31,3 мм. Это, наряду с достаточно большими запасами влаги. Июнь и июль 2001 года отличались температурами превышающими среднемноголетние значения как по декадам, так и в целом по месяцам, но благодаря достаточно большому количеству прошедших дождей (июнь – 113,5 мм, при среднемноголетнем – 52,0 мм; июль – 55,5 мм, при среднемноголетнем – 82 мм) засухи характерные для этих месяцев, были исключены. В августе 2001 года не происходило резкого понижения среднесуточных температур воздуха, даже в третьей декаде. Температура оставалась на уровне 16-180 С. Осадки, хотя и незначительно, превысили обычное для этого месяца количество и составили – 79,4 мм. Гидротермический коэффициент по Селянинову составил 1,38. 2. 2 Почвенный покров и почвы Почвенный покров территории северной лесостепи Челябинской области определяется развитием дернового, солончаково-солонцового и подзолистого процессов почвообразования, поэтому для этой подзоны характерно разнообразие почв. На территории обладают черноземы выщелоченные, на долю которых приходится примерно 17% общей площади, 45,5% пахотных земель и 34,6% сельскохозяйственных угодий. Значительная доля почвенного покрова приходится на серые лесные осолоделые почвы (соответственно 13,6; 15,3 и 13,0%), меньшее распространение имеют черноземы солонцеватые (2,4; 5,9 и 4,6) (А. П. Козаченко, 1997). На долю солонцов в почвенном покрове приходится 112,6 тыс. га или 11,5% всей площади сельскохозяйственных угодий. Доля солонцов в пашне составляет 77 тыс. га и сосредоточены преимущественно в Красноармейском и Кунашакском районах. Лучшими пахотными землями не только в подзоне, но и в области являются черноземы выщелоченные. Они обладают мощным перегнойным горизонтом (30-40 см) с содержанием гумуса от 6 до 9%. Реакция почвенного раствора благоприятна для роста и развития всех сельскохозяйственных культур, так как слабокислая или близка нейтральной. Однако содержание доступного растениям фосфора в черноземах бывает недостаточным для получения высоких урожаев. В зависимости от процессов минерализации и нитрификации азотистых соединений в почве содержание азота различно. В большинстве случаев черноземы обеспечены калием. Второе место по распространению занимают серые лесные осолоделые почвы. Они формируются в условиях периодического промывного водяного режима. В отличие от серых лесных оподзоленных почв этот подтип находится в ближайшем соседстве с солонцеватыми черноземами и солонцами и имеет с ними генетическую связь – возникает в процессе осолодевания ранее солонцовой почвы. Сходные свойства у серых лесных оподзоленных и осолоделых почв: кислая реакция почвенной среды, низкие запасы питательных веществ и плохие физические свойства (А. П. Козаченко, 1997). В комплексе с черноземами выщелоченными встречаются черноземы обыкновенные, солонцеватые и неполно развитые, а также солонцы. Черноземы характеризуются повышенным содержанием карбонатов в нижней части перегнойного горизонта, содержание гумуса в слое 30-40 см колеблется от 4,9 до 9,8%. Солонцеватые черноземы содержат значительное количество обменного поглощенного натрия. В восточных районах лесостепи расположены солонцы. Они наиболее распространены в Красноармейском районе, особенно на территории ТО «Сугоякское», «Бродокалмакское», «Шумовское», «Алабугское». Солонцы в этих районах по глубине залегания солонцового горизонта и мощности горизонта А относится к глубоким и малонатриевыем, по химизму засоления - к сульфатным, хлоридно-сульфатным, сульфитно-хлоридным и реже садовым. Глубина залегания грунтовых вод на пашне составляет 3-6 м, поэтому здесь солонцы лугово-степные. Таким образом, в почвенном покрове северной лесостепной зоны Челябинской области наблюдается разнообразный перечень почв с различной степенью плодородия: от почвы с высоким естественным плодородием (такие как черноземы выщелоченные и обыкновенные) до почв, которые требуют мероприятий по повышению естественного плодородия, с помощью, например, мелиоративного вмешательства. Также на территории северной лесостепи расположены естественные месторождения полезных ископаемых, например, таких как месторождения элювия порфиритов. Для того чтобы использовать такие земли в народном хозяйстве, необходимы мероприятия по улучшению их естественного плодородия, а вернее мероприятия по их восстановлению, то есть рекультивация. Северо-Круглянское месторождение элювия порфиритов расположено в 14 км к северо-востоку от города Челябинска, по административному делению относится к Красноармейскому району Челябинской области. по контуру разведочных скважин. Месторождение связано с Челябинским кирпичным заводом № 1 – асфальтированным шоссе, расстояние транспортировки глины по существующим автодорогам – 15 км. Абсолютные отметки поверхности месторождения варьируют в пределах 220 – 240 м. Площадь месторождения имеет слабый уклон к югу и юго-востоку, в сторону оз. Первого. В 0,5 км к юго-востоку от месторождения находится оз. Круглое, в 1 км к юго-востоку расположены оз. Первое, Второе, Третье и Четвертое. о при максимальной среднемесячной + 29о и минимальной – 36о . Среднегодовое количество осадков составляет 300 – 400 мм, из которых наибольшее количество приходится на февраль – март и август – сентябрь месяцы. Мощность снегового покрова достигает 45 – 50 см. Глубина промерзания составляет – 1,7 м. Северо-Круглянское месторождение элювия порфиритов характеризуются простыми гидрогеологическими условиями и весьма слабой степенью обводненности пород. В районе месторождения установлен горизонт грунтовых вод, приуроченных к осадочно-вулканогенной толще нижнего карбона. Пройденными скважинами вскрыта только часть данного водоносного горизонта на глубину 12 – 19 м. Водовмещающие породы во вскрытом разрезе являются – щебенистая зона коры выветривания порфиритов, вскрытая мощность водоносных пород от 0,2 до 0,7 – 8. 0. Подземные воды имеют безнапорный характер, являясь по своему типу грунтово-трещинными и лишь в случае значительной мощности перекрывающей толщи водоупорных глин приобретают местный небольшой напор. Залегание статистических уровней на площади месторождения колеблется от 4 до 10 м от поверхности земли. Абсолютные отметки зеркала подземных вод составляют – 219 – 236 м. Режим горизонта определяется инфильтрацией температур атмосферных осадков. С наступлением положительных температур происходит подъем уровня до 1,1 м., продолжающийся до конца мая. С конца мая начинается постепенное снижение уровня. Однако, непосредственной взаимосвязи между выпавшими атмосферными осадками и уровнем подземных вод не наблюдается. Это объясняется наличием довольного мощного водоупорного слоя глин (4 – 10 м), залегающего в кровле горизонта. Основное направление подземного потока на участке месторождения, как и вообще в районе его расположения, с запада на восток. Превышение описываемого водоносного горизонта относительно озер Круглое и Первое составляют соответственно 11 и 17 м. Увеличение водопритока в карьер за счет инфильтрации вод озер Круглое и Первое не предполагаются на расстояние 500 – 1000 м и наличия водоупорного слоя глин, мощностью 4 – 10 м, в кровле водоносного горизонта. 3. Результаты исследований 3. 1 Задачи и основные положения горнотехнической рекультивации Техно-рабочий проект горнотехнической рекультивации нарушенных земель на карьере элювия порфиритов Северо-Круглянского месторождения Челябинского кирпичного завода № 1 составлен согласно техническому заданию и договору от 23 марта 1973 года с Челябинским управлением промстройматериалов. Техно-рабочий проект горнотехнической рекультивации составлен в соответствии с «Основными положениями по восстановлению земель, нарушенных при разработке месторождений полезных ископаемых, проведении геологоразведочных, строительных и других работ» от 30 июня 1971 года. А также в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 23 февраля 1994 года «Основные положения о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы». бассейна», действующих на территории Челябинской области. Проектом предусматривается горнотехническая рекультивация всей отрабатываемой площади карьера Северо-Круглянского месторождения элювия порфиритов, расположенного в Красноармейском районе Челябинской области, в 14 км от города Челябинска, на землях совхоза Петровский. привести нарушенные земли в состояние, пригодное в перспективе для посадок защитных зеленых насаждений (лесопосадок). Предварительное (в ходе разработки месторождения) снятие почвенно-растительного слоя и временное хранение его в специальных отвалах с последующим использованием в ходе рекультивационных работ. Создание искусственного водоема с зеркалом 1,5 – 2,0 га в юго-восточной (пониженной) части карьера с целью сбора грунтовых и поверхностных вод с площадки выемки. Выполаживание бортов карьера, выравнивание и планировка дна карьера с учетом создания искусственного рельефа, превышающие уровень грунтовых вод и дренажа с общим уклоном в юго-восточной части (к водоему). Нанесение почвенно-растительного грунта на спланированное дно карьера. работ, хозяйственным способом. Основными исходными материалами при составлении проекта явились: - отчет о детальной разведке Северо–Круглянского месторождения элювия порфиритов в Красноармейском районе Челябинской области, проведенной Челябинским геолог разведочным трестом Уральского ТГУ; - техно-рабочий проект разработки Северо-Круглянского месторождения элювия порфиритов, составленный Уральским КГЭ; - технические условия на составление техно-рабочего проекта горнотехнической рекультивации Северо-Круглянского месторождения элювия порфиритов, выданные Челябинским областным управлением сельского хозяйства; месторождения, составленным Уральским КГЭ, явились: · приведение нарушенных земель в состояние, пригодное в перспективе для посадок зеленых защитных насаждений; с учетом создания искусственного рельефа, превышающего уровень грунтовых вод; с последующим нанесением на спланированную поверхность почвенно-растительного грунта; · создание искусственного водоема в пониженной части карьера с целью сбора грунтовых и поверхностных вод с площади выемки и предотвращения заболачивания рекультивируемой площади. 3 , в том числе – 6151,7 тыс. м3 выше уровня грунтовых вод и 1164,6 тыс. м3 – ниже уровня грунтовых вод. Поскольку мощность полезной толщи непостоянна и имеет резкие перепады, дно отработанного карьера будет представлять собой поверхность, изрытую воронками и оставленными целиками. При этом понижение части выработок будут заполнены водой. Кроме того, значительная площадь водосбора 96,8 га дополнительно пополнит водный баланс, ввиду невозможности их сброса за контуры месторождения, так как ближайшие озера: Круглое – в 0,5 км и озеро Первое в 1 км – являются источниками питьевого водоснабжения, а озеро Второе, Третье и Четвертое расположены на значительном расстоянии (от 3 до 12 км) и отделены от месторождения различными наземными коммуникациями (автодорогами, железными дорогами, газопроводами и т. д.). Следует также отметить, что в процессе отработки значительных площадей уровень грунтовых вод несколько понизится, однако при выполнении ре культивационных работ уровень грунтовых вод может вновь восстановиться до прежних отметок в зависимости от используемого грунта. 0 . Площадь квадрата будет иметь уклон в юго-восточном направлении, согласуясь с общим уклоном местности. I. Заполнить выработанное пространство карьера: - До уровня грунтовых вод в объеме 1164,6 тыс. м3 грунтами, не оказывающими агрессивности на окружающую среду, в том числе и на будущие зеленые насаждения; - С учетом амплитуды колебания грунтовых вод, равной 1,1 м, дополнительно в объеме 1100 тыс. м3 грунтами, являющимися почвообразующими, с использованием в полном объеме вскрышных пород и почвенно-растительного слоя, а также срезки целиком и выполаживания бортов. II. Обеспечить сбор поверхностных вод со всей выработанной площади 96,8 га с устройством водосборника. было проработано несколько вариантов горнотехнической рекультивации, один из которых явился наиболее простым и экономичным как с точки зрения отработки запасов, так и выполнению работ по восстановлению нарушенных земель. Настоящим проектом предлагается вариант отработки запасов Северо – Круглянского месторождения – отработка запасов, расположенных выше уровня грунтовых вод. Внешний вид отработанных участков до рекультивации, после рекультивации, а также земель, восстановление которых происходит естественным путём показан в приложениях 1-4. Отработка карьера Промышленные запасы, всего - - Отработка ниже уровня грунтовых вод Тыс. м3 Тыс. м3 Тыс. м3 7316,3 6151,7 Потери полезного ископаемого 3 % 8,1 Срок службы карьера Лет 36,7 Рекультивация карьера Общий объем земляных работ В том числе: - При срезке целиком - при выполаживании бортов карьера - при выравнивании контура участка - при перемещении грунтов из отвалов - повторная перевалка грунтов Тыс. м3 Тыс. м3 3 Тыс. м3 Тыс. м3 Тыс. м3 1190,0 150,0 150,0 65,0 735,0 90,0 В соответствии с этим вариантом произведен выбор способа горнотехнической рекультивации: - Создание искусственного рельефа, превышающего уровень грунтовых вод на 1,1 м, с уклоном не менее 0,003 в юго-восточном направлении за счет удаления целиком, использования вскрышных пород; - Выполаживания бортов карьера под углом не более 150 (с учетом использования земель в первые годы под посадки сельскохозяйственных культур); - Выравнивание контура участка рекультивации; - Нанесение почвенно-растительного грунта, снятого в процессе эксплуатации и хранящегося в отвалах, по всей площади рекультивации слоем не менее 0,5 м; - Устройство водоема в юго-восточной пониженной части карьера поверхностных вод с целью предотвращения почв от заболачивания. 3. 3 Организация и календарный план работ Режим работы горнотехнической рекультивации принят аналогичным режиму работы при разработке месторождения, поскольку все работы по горнотехнической рекультивации и по разработке месторождения выполняются одним и тем же оборудованием. Кроме того, техно-рабочим проектом разработки учтено использование основного горного оборудования для проведения работ по рекультивации, хотя на сравнительно меньший объем работ. В связи с этим, общий режим работы принимается: Период работы – сезонный (летний) с 15 апреля по 25 октября; Количество рабочих дней – 138; Продолжительность рабочей недели – пятидневная с 2 совмещенными выходными днями; Количество рабочих смен в сутки – 2. вылеживания сырья – 3,0 га, прочие – 22,8 га. Всего нарушенных земель – 142,0 га (приложение 5). - перемещение грунтов из отвалов вскрышных пород; - перемещение грунтов при срезке целиком (некондиционных пород, выступающих выше уровня грунтовых вод); - перемещение грунта при выравнивании контура отработанного участка. Общий объем грунтов, необходимый для получения искусственного рельефа с уклоном 0,003 в юго-восточном направлении (к водоему) составит – 1100 тыс. м3 . Общий объем грунтов включает – земляные работы по устройству водоема (углублению дна, созданию береговой зоны). Исходя из объемов работ, освобождения отработанных площадей по годам эксплуатации (очередности), составлен календарный план рекультивационных работ и передачи рекультивированных земель землепользователям. Начало работ 1974 год, окончание работ – 2009 год. Календарный план (таблица 2) рекультивационных работ тесно связан с календарным планом отработки с целью быстрейшего восстановления и освоения земель. В связи с этим, общая площадь рекультивационных работ разбита на 4 очереди (этапа). Календарным планом учтена необходимость повторной перевалки грунтов, то есть промежуточного складирования во внешний отвал грунтов при срезке целиком на участке 1 очереди, в объеме – 90,0 тыс. м3 в связи с устройством водоема и отсутствии дефицита в грунте, а также невозможности использования вскрышных пород, в частности почвенно-растительного слоя, в полном объеме. Оставшийся почвенно-растительный грунт сохранится в отвалах до момента образования дефицита в грунте при рекультивации участков 2 и3 очереди. 3. 4 Технологическая схема и организация рекультивационных работ Все работы по горнотехнической рекультивации проводятся хозяйственным способом, с использованием имеющегося (проектируемого) горнотранспортного оборудования на карьере и принятом режиме работ. В связи с принятой отработкой запасов, поступающих после выемки на площади вылеживания (склады), имеющиеся оборудование можно использовать без особых затруднений в комплексе для выполнения тех или иных работ при разработке и при рекультивации участка, при этом коэффициент использования горнотранспортного оборудования увеличится. Кроме того, при совмещенном режиме работ возможно дополнительно уменьшить затраты за счет повторной перевалки грунтов. В частности, при производстве вскрышных пород, последние могут быть непосредственно перемещены в выработанное пространство на участки рекультивации, минуя внешние отвалы. Показатели Единицы измерения Объём рекультивационных работ 1 2 3 Тыс. м3 14,2 3 23,4 Выравнивание контура участка Тыс. м3 37,0 Перемещение грунтов из отвалов Тыс. м3 134,0 Повторная перевалка грунтов Тыс. м3 45,6 Заполнение (засыпка) пониженных участков Тыс. м3 240,0 1 2 3 Создание искусственного рельефа Га 11,0 Устройство водоема Га 3,3 Технологическая схема рекультивации земель в 2001 голу включала в себя выполаживание бортов карьера, разработку и перемещение грунта целиком, разработку и перемещение грунтов при выравнивании контура участка, заполнение (засыпку) пониженных участков и создание искусственного рельефа, устройство водоема. 1. Выполаживание бортов карьеров 0 Выполаживание бортов карьера производилось непосредственно после отработки запасов с использованием экскаватора Э-2503 и бульдозера При использовании экскаватора Э-2503 с ковшом емкостью 1,5 м3 и стреле 25 м грунт перемещался или в выработанное пространство при его дефиците или в отвал по борту карьера. Использование бульдозера предусматривалось в основном для зачистки и окончательной планировки выположенного борта, а также при выполаживании борта при высоте уступа не превышающей 4 -5 м. Расстояние перемещения грунтов в пределах 50 м. Предварительно перед началом работ по выполаживанию снимался почвенно-растительный слой с использованием прицепного скрепера Д-213А, с емкостью ковша 10 м3 , с трактором Т-180. 2. Разработка и перемещение грунта целиком Отработка целиком, представленных слабо выветрелыми породами, в основном щебнистого характера, предусматривалась с использованием бульдозера Д-492А и экскаватора типа драйлан, в необходимых случаях (при увеличении прочности пород), экскаватора прямая лопата (при переоборудовании экскаватора драглайн – сменное рабочее оборудование предусмотрено проектом разработки). Общее количество грунта при срезке в 2001 году составляло 14,2 тыс. м3 . Высота целиком не превышает 4 м (при удалении из водоема 5,2 м). Отработка целиком намечалась с непосредственным распределением в пониженные места. Дальность транспортировки грунта бульдозером от 50 до 100 м. При отработке целиком на участке под водоем грунты перемещались частично во внешние отвалы и будут использованы при рекультивации другого участка. Отработка целиком намечалась с рекультивационной поверхности (без нанесения почвенно-растительного слоя) с тем условием, чтобы в дальнейшем можно было нанести почвенно-растительный грунт не менее 0. 5 -0. 7 до проектных отметок рекультивируемой площади. 3. Разработка и перемещение грунтов при выравнивании контура участка. Для создания более четкой конфигурации отработанной площади и ликвидации дефицита в грунте появилась необходимость в выемке дополнительно 37,0 тыс. м3 . Предусматривается выемку произвести экскаватором Э-2503 с погрузкой в автосамосвалы КрАЗ-256Б с транспортировкой на расстояние до 2 км. Площадь выравнивания карьера – 2 га. 4. Заполнение (засыпка) пониженных участков и создание искусственного рельефа. искусственного рельефа, обеспечивающего сток поверхностных вод (уклон 0,003 в юго-восточную сторону). Заполнение (засыпка) производилось как при срезке целиком (на 0,5 – 0,7 м ниже уровня рекультивируемой поверхности), так и при выполаживание бортов и выравнивании контура участка, в основном, за счет вскрышных пород. Объем вскрышных пород с площади отработки и дополнительной площади, необходимой для рекультивации (14,3 га), составит 134,0 тыс. м3 . Часть этих пород хранилась в отвалах, другая часть была перемещена непосредственно при удалении вскрыши с других участков. При этом грунты зачистки (на контакте почвенно-растительного слоя и элювия порфиритов), заполняют в первую очередь пониженные места, а затем наносят почвенно-растительный грунт. Почвенно-растительный грунт и грунты зачистки перемещались прицепным скрепером Д-213А. Расстояние транспортировки от 250 м до 1 км. Нанесение почвенно-растительного грунта с предварительной планировкой площади являлось завершающей стадией горнотехнической рекультивации площади, предназначенной для посадки зеленых насаждений (приложение 3). 5. Устройство водоема. Проектом рекультивации принято создание водоема в наиболее пониженной части карьера, как мера борьбы против заболачивания отработанного участка (вы6емки) от поверхностных вод и снеготаяния. Для сбора поверхностных вод с восстановленной площади карьера, необходимо строительство водосборника емкостью 180-200 тыс. м3 , что позволит держать уровень воды на 1,1 ниже отметок рекультивируемой поверхности. Поскольку создание водоема необходимо в процессе эксплуатации для приема с площади отработки поверхностных вод, особенно при отводе воды от рабочих площадок (забоев), предусматривается завозка песка, почвенно-растительного грунта на предварительно очищенное и спланированное дно котлована (приложение 7). 4. Экономическая оценка горнотехнической рекультивации земель Экологические условия нарушенных земель в значительной степени определяют объемы восстановительных работ, затраты на их проведение, технологию и направления рекультивации. Однако при экономической оценке затрат на рекультивацию, направленную не только на воспроизводство природных ресурсов, но и на удовлетворение общественных потребностей в качестве окружающей природной среды, необходимо учитывать как все ее результаты (хозяйственные и социально-экологические), так и факторы, их определяющие. Роль социально-экологических факторов, характерных для нарушенных и рекультивированных участков, а также района их размещения, в экономической оценки рекультивации проявляется в виде их влияния на значения экономических показателей (затраты и результаты), выбор оптимальных направлений и технологических схем рекультивации на каждом из объектов. Как один из видов хозяйственной деятельности, рекультивация земель (в отличие от других производственных процессов) не приносит предприятию прибыль, а характеризуются только затратами. составляемой по элементам затрат. Таблица 4- Затраты на горнотехническую рекультивацию земель, нарушенных карьером Северо-Круглянского месторождения элювия порфиритов Наименование работ или затрат Единицы измерения Количество маш/смен Стоимость руб. 1 2 3 4 5 1. Выполаживание бортов карьеров Разработка грунта скрепером с ковшом емкостью 1,0 м3 с перемещением до 250м 100 м3 434 33,7 146258 1 2 3 4 5 3 с перемещением в отвал 100 м3 53,3 772,0 41147 Разработка грунта бульдозером мощностью 100 л. с. с перемещением до 50м 100 м3 533 117,4 62574 2. Срезка целиком по дну карьера Разрыхление горных пород шнуровыми разрядами 100 м3 750 174,0 130500 Разработка грунта бульдозером мощностью 100 л. с. с перемещением до 100м 100 м3 750 259,4 194550 100 м3 750 138,9 104175 3. Выравнивание контура участка рекультивации 3 100 м3 570 100 57000 Разработка грунта экскаватором драйглан с ковшом емкостью 1,5 м3 с перемещением в отвал 100 м3 80 77,2 6176 Транспортировка грунта автосамосвалами на расстояние до 2 км 1 т 68400 3,0 205200 Планировка площади рекультивации бульдозером 100 м3 10500 6,7 70350 1 2 3 4 5 Перемещение грунта скрепером с емкостью ковша 10 м3 из отвалов на рекультивируемую площадь 100 м3 1800 666,0 1198800 Перемещение грунта скреперами с емкостью ковша 10 м3 из отвалов на рекультивируемую площадь на расстояние до 500 м 100 м3 1800 361,0 649800 Перемещение грунта скрепером с емкостью ковша 10 м3 из отвалов на рекультивируемую площадь на расстояние до 250 м 100 м3 3750 208,5 781875 Разработка грунта экскаватором прямая лопата с ковшом емкостью 12,5 м3 с погрузкой в автосамосвалы 100 м3 900 102,0 91800 Транспортировка грунтов автосамосвалами Т 108000 2,5 270000 3 в автосамосвалы 100 м3 900 102,0 91800 Транспортировка груза автосамосвалами на расстояние до 1 км на рекультивируемую площадь Т 108000 2,5 270000 6. Устройство водоема 100 м3 170 117,4 19958 Подвозка песка на расстояние до 15 км Т 17000 9,5 191500 1 2 3 4 5 Разравнивание площади бульдозером с перемещением на расстояние 50 м 100 м3 100 117,4 11740 Подвозка почвенно-растительного грунта Т 28000 2,5 70000 Разравнивание площади водоема бульдозером 100 м3 200 219,9 43980 Итого 4679183 Общие затраты на рекультивацию в 2001 году составили 4679183 рублей включая затраты на заработную плату, амортизацию, горюче-смазочные материалы. Величина затрат на рекультивацию земель полностью компенсируется за счет чистого дохода предприятия. Осуществление рекультивационных работ ведет к ликвидации социально-экологических последствий, вызванных отрицательным воздействием нарушенных земель (снижение продуктивности угодий в зоне влияния, изменение характера использования земель). При невыполнении рекультивации возникающие народнохозяйственные затраты будут представлять собой экономический ущерб, причиняемый нарушенными землями окружающей среде. 5. Безопасность жизнедеятельности 5. 1 Охрана труда Требования безопасности при работе на машинотракторных агрегатах. Техническая рекультивация проводится с помощью экскаваторов, бульдозеров и других движущихся механизмов. При работе с агрегатами и машинами возникают следующие опасные состояния: - движущие машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования; - неисправность или отсутствие блокировочного устройства запуска пускового двигателя; - неисправность тормозной системы, муфты сцепления; - засорение технологическим продуктом, отходами, пылью теплообменных элементов радиаторов системы охлаждения двигателей; - неисправность или отсутствие осветительных приборов; - протекание топлива, масла и охлаждающей жидкости. Очень опасна работа на машинах, если территория с уклоном более девяти градусов. Опасна перевозка пассажиров в кабинах машин, не оборудованных дополнительными сидениями, а также управление машиной в состоянии алкогольного опьянения. К опасным действиям можно отнести использование случайных предметов в качестве опор и подставок во время работы, устранение технологических и технических отказов при работающем двигателе машины, агрегата, оборудования. Для предотвращения таких опасных состояний и действий при работе на машинах, следует соблюдать следующие требования безопасности. К самостоятельной работе допускаются лица, прошедшие медосмотр, вводный и первичный инструктажи по охране труда, не моложе 17 лет, имеющие удостоверение тракториста – машиниста. К работе на энергонасыщенных тракторах (Т – 150, К – 700, ДТ – 75) допускаются трактористы, окончившие специальные курсы и получившие удостоверения на право управления ими. К выполнению механизированных работ на склонах более девяти градусов допускаются трактористы 1 или 2 класса с непрерывным стажем работы по этой специальности не менее 5 лет. Появление на работе в нетрезвом состоянии запрещается, а также распитие спиртных напитков, так как это является грубейшим нарушением правил внутреннего распорядка и приводит к авариям и травмам. Не рекомендуется отдыхать под транспортными средствами и машинами, в высокой траве, кустарнике и других местах, где возможно движение машин. На время грозы все виды полевых работ необходимо прекратить и укрыться в специально оборудованном месте для отдыха. Нельзя укрываться во время грозы в кабинах машин, под машинами, под одиночными деревьями и другими предметами, возвышающимися над окружающей местностью. время суток. Не допускается пролива топлива. Запрещается использовать топливо для заправки системы охлаждения двигателя, применять открытый огонь при прогреве двигателя, проверке уровня электролита в аккумуляторных батареях, отчистке радиаторов двигателей, перевозить в кабине машин емкости с горюче смазочными материалами (В. С. Шкрабак, 2002). Если произошел несчастный случай, необходимо оказать пострадавшему первую помощь и сообщить руководителю работ о несчастном случае. Перед началом работы требуется: - надеть средства индивидуальной защиты; - проверить наличие и исправность инструмента, инвентаря и приспособлений на агрегате, наличие и укомплектованность медицинской аптечки и средства пожаротушения; - проверить исправность двигателя; - проверить исправность оборудования кабины; - проверить исправность рулевого управления, ходовой части, силовой передачи; - проверить уровень масла в гидросистеме КПП, т. к. недостаточное его количество при движении на склонах может привести к отключению гидроподвижных муфт и к аварии. - комплектование и накладку машинотракторного агрегата осуществлять на ровных площадках под руководством и при участии одного из следующих лиц: бригадира, механика. В случае необходимости привлекать вспомогательных рабочих; - перед началом движения агрегата к машине (орудию) подать звуковой сигнал, убедиться в отсутствии людей и только после этого начать движение. Во время работы выезжать к месту проведения работ необходимо при наличии удостоверения и путевого листа (наряда), подписанного должностным лицом. Не оставлять во время работы без присмотра тракторы и машины с работающим двигателем. Очистку, регулировку, смазку машин и оборудования, устранение неисправностей осуществлять специальными инструментами и приспособлениями при выключенных рабочих органах и заглушенном двигателе. Не допускается нахождения в кабине посторонних лиц. Не работать при густом тумане (видимость менее 50 м), при наличии снежного покрова, в темное время суток. рычаг коробки передач перевести в нейтральное положение, выключить двигатель и отключить аккумуляторную батарею от массы агрегата, машины. Вымыть лицо и руки теплой водой с мылом или принять душ. При сдаче смены сообщить сменщику о техническом состоянии машины. Лица, которые нарушают требования инструкции по техники безопасности, привлекаются к ответственности согласно правилам внутреннего распорядка, за исключением случаев, когда нарушение требований влечет уголовную ответственность. Будучи важнейшей жизнеобеспечивающей сферой, почва постоянно испытывает различные по времени, интенсивности, масштабам, последствиям воздействия, обусловленные многообразной производственной деятельностью человека. Антропогенный пресс, проявляющийся, например, в изъятии земель для строительных и транспортных целей, развитии процессов эрозии и дигрессии, загрязнении и захламлении и т. д., - явление глобального характера, вызывающее серьезную озабоченность мирового сообщества. Согласно оценкам В. А. Черникова (2000), суммарная площадь почв подверженных разрушению и деградации, на протяжении истории человечества достигла 20 млн. км2 , что превышает общую пахотную площадь современного мира – 15 млн. км2 . Ухудшение состояния земельных ресурсов и снижения плодородия почв создают угрозу для средств существования миллионов людей и продовольственной безопасности в будущем и имеют последствия для водных ресурсов и сохранения биологического разнообразия. Необходимо в срочном порядке определить способы предотвращения или обращения вспять ускоряющегося общемирового процесса деградации почв на основе использования экосистемного подхода и с учетом потребностей населения. Самая сложная задача человечества, по словам Л. Л. Шишова (1989), заключается в обеспечении охраны и устойчивого использования базы природных ресурсов, от которой зависит производство продовольствия. В Российской Федерации земли, используемые в различных хозяйственных целях, находятся в неудовлетворительном состоянии. Это – следствие нерационального природопользования (включая сельскохозяйственное), значительного сокращения работ по охране почв и земельных ресурсов. Развитие процессов деградации обусловлено действием естественных (климатических, гидрогеологических, морфодинамических, фито - и зоогенных) и антропогенных факторов. Антропогенным факторам принадлежит, несомненно, ведущая роль в ухудшении почв. К ним относятся: нерациональное ведение богарного и орошаемого земледелия, чрезмерный выпас, уничтожение почвенно-растительного покрова промышленным, коммунальным и ирригационным строительством, горные разработки, технологические и аварийные промышленные выбросы в атмосферу, сброс сточных и дренажных вод и т. п. (В. Ф. Вальков, 1983). Заслуживает особого внимания земли, на которых в результате хозяйственной деятельности уничтожена растительность, изменены гидрологический режим и рельеф местности, разрушен и загрязнен почвенный покров и такие земли принято называть нарушенными (С. А. Брылов, 1985). Нарушенные территории по физико-химическим свойствам и пригодности к биологическому освоению разделяют на три группы. 1-я группа – потенциально плодородные грунты, пригодные для произрастания растений; 2-я группа – грунты, малопригодные для растительности, так называемые индифферентные грунты, которые следует использовать под облесение; 3-я группа – фитотоксичные грунты, непригодные для освоения без проведения химической мелиорации. (А. Г. Банников, 1996) Значительный ущерб участкам, пригодным для сельскохозяйственного использования, причиняют открытые разработки недр. Отрицательное влияние добывающей промышленности на природу выражается в создании отвалов, карьеров, терриконов, провальных воронок, в загрязнении воды, почвы и воздуха. или хвостохранилищами), либо из отходов промышленных предприятий (например, золоотвалы тепловых электростанций), либо из так называемой вскрыши, то есть верхних слоев земной коры, покрывающей залежи. сторону (вскрыша), создавая своеобразные искусственные плато, которые выводят из строя значительные земельные площади(В. А. Горшков,1977). Добыча полезных ископаемых открытым способом наносит большой вред природной среде. При этом разрушаются не только земли, подлежащие разработке, но и окружающие территории. Нарушается гидрологический режим местности, происходит загрязнение воды, почвы и воздуха, что влечет за собой снижение урожая сельскохозяйственных культур, уменьшение прироста древесины, усыхание и гибель насаждений, ухудшение санитарно-гигиенических условий жизни человека и домашних животных. Характер воздействия земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых, на окружающие территории разнообразен, и можно выделить следующие основные направления: 1) Загрязнение земель в результате аккумуляции продуктов водной и ветровой эрозии отвалов. 2) Изменение химизма поверхностных и грунтовых вод и почв. 3) Подтопление территорий, прилегающих к отвалам. 4) Понижение уровня грунтовых вод в районе карьеров. 5) Временное затопление территорий, прилегающим к остаточным траншеям, во время паводков. Среди многих направлений воздействия нарушенных земель на окружающую среду большое место занимает водная и ветровая эрозия отвалов. При этом эрозия на отвалах выражена значительно интенсивнее, чем на не нарушенных землях (А. П. Красавин,1982). Следующим довольно важным направлением, требующим большого внимания, является изменение водного режима на прилегающих к открытым разработкам территориях. Оно оказывает существенное влияние на процессы почвообразования, приводит к заболачиванию прилегающих к карьерам участков. Также может происходить и ухудшение агрохимических свойств почв, если карьерные и шахтные воды используются в сельскохозяйственном обороте. Ухудшение агрохимических свойств почвы происходит и в результате загрязнения территории, прилегающей к отвалам и местам хранения промышленных отходов. В связи с высоким выходом отходов при добыче и переработке природного сырья и неудовлетворительной их утилизацией. Под отвалами в области находится более 15,0 тыс. га земель и более 100 тыс. га угодий выведено из оборота старыми разработками. Действующие карьеры по добыче общераспространенных полезных ископаемых (щебня, песка, глины) занимают 5007 га, бывшие карьеры по добыче строительных материалов сельскохозяйственными предприятиями – 2952 га (А. П. Казаченко, 2000). Вновь использовать такие земли в хозяйственных целях можно только после их восстановления. Процесс восстановления нарушенных земель называется рекультивацией, то есть комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды. В процессе рекультивации земель происходит формирование почв и создание их плодородия. Наиболее эффективным и быстрым приемом восстановления плодородия нарушенных земель различными разработками является нанесение на поверхность отвальных пород гумусового слоя почв, который заблаговременно снимается с площадей, отведенных под карьеры, постройки и т. п. Плодородная сила почв заключена в их органическом веществе – гумусе. Гумус играет исключительно важную роль в жизни почвы. В нем сконцентрированы все необходимые для растений питательные вещества: азот, фосфор, калий, кальций, магний, микроэлементы. Гумусовый слой почв, снятие и рациональное использование которого предусмотрено законом, имеет и другое важное значение. Он предохраняет, в значительной мере, рекультивируемые земли от глубокого высыхания и эрозии. Выводы и предложения 1. Проведение ОАО «Кемма» горнотехнической рекультивации является необходимым мероприятием, так как рекультивация нарушенных земель имеет большое народнохозяйственное и природоохранное значение в связи с дефицитом земельных ресурсов и отрицательным воздействием на окружающую среду промышленных разработок. 2. Особенности природно-климатических и почвенно-геологических условий района Северо – Круглянского месторождения элювия порфиритов обуславливают выбор способа рекультивации и колебание затрат на ее выполнение. Тем самым исключается возможность создания универсальной технологии и схемы комплексной механизации рекультивационных работ. 3. Исследования показали, что для выполнения работ по горнотехнической рекультивации и нанесению почвы на поверхность отвала наиболее рационально использовать мобильное оборудование, – как основное, так и вспомогательное. Наиболее эффективны при рекультивации земель мобильные машины с высокой производительностью. 5. Благодаря правильному подходу к проблеме рекультивации на месте промышленных разработок можно создать сельскохозяйственные угодья, сады, леса, водоемы и зоны отдыха. Литература 1. Астанин Л. П., Благосклонов К. Н. Охрана природы. – 2-е изд., переработано и дополнено – М.: Колос, 1984. – 255 с. 2. Банников А. Г. и др. Основы экологии и охрана окружающей среды. – М.: Колос, 1999. – 304 с. 3. Бекаревич Н. Е. Рекультивация земель. Сб. науч. тр. – Днепропетровск: ДСХИ, 1987. – 187 с. 4. Брылов С. А., Грабчак Л. Г., Комащенко В. И. Охрана окружающей среды. – М.: Высш. шк.., 1985. – 272 с. 5. Бурыкина А. М. Рекультивация почв, нарушенных промышленностью. – Воронеж: Центр. Черноземное кн. издание, 1980 – 55 с. 8. Вронский В. А. Прикладная экология. Учебное пособие. Росто н/Д.: Изд-во «Феникс», 1996. – 512 с. 9. Вялых Ч. Е., Шульга С. А. Рекультивация земель. Воронеж: Центр. Чернозем кн. изд-во, 1980. – 56 с. 10. Горшков В. А. Охрана окружающей природной среды в угольной промышленности. – М.,1977. – 76 с. 11. Даванков А. Ю. Социально-экономическая оценка природно-техногенных комплексов. Екатеринбург: УрОРАН, 1998. – 232 с. 12. Ковалев Р. В. Рекультивация в Сибири и на Урале. – Новосибирск: «Наука», Сиб. Отделения, 1970. – 131 с. 13. Козаченко А. П., Камеристова О. Р., Добровольский И. П, Даванков А. Ю. Научные основы мониторинга, охрана и рекультивация земель. – Челябинск, 2000. – 247 с. 14. Козаченко А. П. Обоснование приемов рационального использования, обработки и мелиорации земель сельскохозяйственного назначения. Челябинск, 1999. – 113 с. 15. Козаченко А. П. Состояние почв и почвенного покрова Челябинской области по результатам мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Челябинск, 1997. – 109 с. 16. Коломийцев Н. М. Рекультивация земель нарушенных горными разработками. – Киев, 1968. – 40 с. 17. Красавин А. П. Охрана природы при разработке угольных месторождений. – Люберцы: Ин-т горного дела, 1982. – 162 с. 18. Мальцев В. Ф., Никифоров М. И., Лямцев В. П., Сорокин А. Е. Обучающая программа по общему земледелию. Модульно-блочный метод с текстовым контролем и рейтинговой оценкой знаний студентов. Учебно-методическое пособие. Брянск. – Издательство Брянской ГСХА, 2001. – 278 с. 19. Мамаева Е. Т. Рекультивация городских земель, нарушенных строительством на Урале. Экологические аспекты оптимизации техногенных ландшафтов. [сборник статей]. – Свердловск: УНЦ АН СССР,1984 – 62 с. 20. Моторина Л. В. Опыт рекультивации нарушенных промышленностью ландшафтов. – М.: ВНИИТТЭ ИСХ, 1975. – 84 с. 21. Моторина Л. В., Овчинников В. А. Промышленность и рекультивация земель. М.: «Мысль», 1975 – 240 с. 23. Надрин Т. К. Восстановление земель, нарушенных при добыче угля и сланца. – Пермь: ВНИИОСуголь, 1987. –104 с. 25. Обзор информации. Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов. – М.: МГЦНТИ, 1983 – 24 с. 26. Обзор информации. Рекультивация земель, нарушенных горными разработками. Горное дело; Вып. 4. – М., 1987. – 51 с. 27. Оленков В. Д. Создание искусственного рельефа в парках и зонах отдыха, проектируемых на нарушенных территориях. Экспресс – информация. Вып. 4/МГЦНТИ. – 1988. – 6 с. 28. Отчет областного экологического комитета Челябинской области. 2001. 29. Русских И. И. Технология отвальных работ и рекультивация на карьерах. – М.: Наука, 1979. – 53 с. 31. Скопина Р. П., Панов Е. Н. Рекультивация нарушенных земель. –М.: Библиограф, 1984. – 56 с. 32. Советский энциклопедический словарь. – М.: Сов. Энциклопедия, 1989. – 1632 с. 33. Степановских А. С. Охрана окружающей среды. – Курган: ГИПП. Зауралье, 1998. – 512 с. 35. Ушаков И. Н. Охрана природных объектов, недр и сооружений при горных разработках. – Л.: ЛГИ, 1981. – 108 с. 36. Федосеева Т. П. Рекультивация земель. – М.: Колос, 1977. – 142 с. 37. Черкова Н. М. Экологические основы рекультивации земель. – Москва. «Наука», 1985. – 183 с. 38. Черников В. А., Алексахин Р. М., Голубев А. В. и др. Агроэкология. – М.: Колос, 2000. – 536 с. 39. Шишов Л. Л. Охрана почвенного покрова и растительности от загрязнений; методы контроля. – М: Почв. Институт, 1988. – 51 с. 40. Шишов Л. Л. Охрана почв от техногенных загрязнений. – М.: Наука, 1989, - 74 с. 41. Шкрабак В. С., Луковников А. В., Тургиев А. К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. – М.: Колос, 2002. – 512 с.