4.5 Рекультивация карьеров

По окончании всех работ производится рекультивация карьеров по одному из следующих направлений:

- сельскохозяйственное (отвод земель под пашни, луга, пастбища, многолетние насаждения);

- водохозяйственное (устройство водоемов различного назначения - водохранилища, водоемы для рыборазведения и т.д.);

- лесохозяйственное (лесопосадки эксплуатационного и специального назначения – почвозащитные, санитарно-защитные, водоохранные, снегозадерживающие и т.д.);

- рекреационное (устройство парков, спортивных бассейнов, пляжей, площадок отдыха);

- архитектурно-планировочное (посадки, посев луговых трав).

Рекультивации земель выработанных карьеров проводится в два этапа – горнотехнический и биологический.

Горнотехнический предусматривает сдачу земель пользователем для последующей биологической рекультивации, включающей повышение плодородия нарушенных земель, подготовка территорий для их дальнейшего использования. Эти мероприятия выполняются строительной организацией по окончании использования временно занимаемых земель.

Биологическая рекультивация включает в себя агрохимические мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель после окончания первого этапа рекультивации, их озеленение, возвращение в сельскохозяйственное и лесное использование. Эти мероприятия выполняются организациями, в чье ведение передаются рекультивируемые территории [9].

Проектные мероприятия по рекультивации временно занимаемых земель назначают в соответствии с техническими условиями, выданными землепользователями и землеустроительными органами, с разделением по видам рекультивационных работ.

Стандартный набор работ по рекультивации нарушенных земель выглядит следующим образом:

• подготовка поверхности территории к снятию растительного слоя (уборка камней, пней, кустов, рыхление);

• погрузка и вывозка на хранение почвенно-растительного слоя;

• уполаживание откосов;

• террасирование;

• биологическая рекультивация.

Рисунок 4.5 - Агробиологическая рекультивация грунтового карьера

Растительный слой на временно занимаемых землях до начала основных работ должен быть предварительно снят в размерах, установленных проектом и уложен во временные отвалы для использования его в последующем для укрепления откосов и дна резерва, откосов земляного полотна автомобильной дороги или для повышения плодородия малопродуктивных сельскохозяйственных земель. Снятие растительного слоя ведется только при положительных температурах.

Отвалы, в которых растительный слой хранится более двух лет, должны засеваться травой для предотвращения потерь грунта и ухудшения его качества от водной и ветровой эрозии.

Для органичного соединения рекультивированных территорий с окружающий природной средой они должны иметь уклон, приближающийся к уклону прилегающей территории, но не превышать допустимого уклона из условия предотвращения водной эрозии, а также должны иметь плодородный слой почвы такой же толщины, как на прилегающей территории и по возможности такой же видовой состав растительности.

Поверхность, создаваемая в процессе рекультивации выработанного пространства карьера, используемая в дальнейшем в сельскохозяйственном направлении, должна быть на 0,7 – 1,0 м выше уровня грунтовых вод. Откосы бортов карьеров уполаживаются в зависимости от грунта от 10 до 18⁰.

Рекультивацию притрассовых боковых резервов осуществляют по двум схемам: либо засыпкой привозным инертным материалом с последующей укладкой на него плодородного слоя, либо способом «сверху вниз», т.е. поперечным перемещением грунта с прилегающей территории в резерв до достижения допустимого уклона рекультивации с последующей укладкой плодородного слоя грунта.

При рекультивации по первой схеме для засыпки и планировки резерва применяют бульдозеры в сочетании с транспортировкой грунта автосамосвалом, а также самоходные скреперы при дальности транспортирования до 2 км.

Техническую рекультивация сосредоточенных карьеров выполняют аналогично рекультивации притрассовых резервов. Укладка пород в выработанное пространство производится таким образом, чтобы грунты с худшими физико-химическими показателями перекрывались грунтами с более благоприятными свойствами с точки зрения их сельскохозяйственного использования.

Земельные участки, предназначенные в дальнейшем для сельскохозяйственного использования, должны быть спланированы, иметь продольный уклон не более 10⁰, а поперечный – не более 4⁰.

Выполаживание откосов производится двумя способами: «сверху вниз» и «снизу вверх». Выполаживание «сверху вниз» производится путем перемещения пород с верхней бровки откоса на нижнюю. При этом возрастают площади территорий, необходимых для размещения пород. Поэтому в настоящее время наиболее широко применим способ, заключающийся в уполаживании откосов до 20-40⁰ (для несельскохозяйственного применения), устройстве берм шириной 5-6 м, покрытии откосов слоем почвы и засеве трав.

Если выполаживание «сверху вниз» невозможно, применяют способ «снизу вверх». При этом способе породы перемещают с подошвы откоса на поверхность с последующим распределением на месте или транспортировкой в специально отведенном месте. Недостатком этого способа является увеличение объемов работ в 4 раза по сравнению со способом «сверху вниз».

Выполаживание откосов осуществляется экскаваторами – драглайнами или типа обратная лопата с удлиненным оборудованием. При углах откосов до 45⁰ их выполаживание целесообразно осуществлять более производительными механизмами, например бульдозером на базе трактора ДТК- 75 с тяговой лебедкой.

Террасирование осуществляется террасерами с пассивным и активным рабочими органами. При этом террасам придается поперечный уклон 1,5 – 2⁰ в сторону от откоса.

При планировке отвалов вскрышных пород под лесопосадки земельная полоса должна иметь ширину не менее 4 м. При этом следует отметить, что перед укладкой плодородного слоя лучше в течение двух лет использовать спланированную территорию под сенокос или пастбище. Перед укладкой растительного слоя производится рыхление и вспашка территории.

Рисунок 4.6 - План карьера после рекультивации земель

1 – растительный грунт, естественный; 2 – песок; 3 – растительный грунт, насыпной; 4 – суглинок; 5 – откос карьера после рекультивации

Укладка плодородного слоя должна обязательно производиться лишь при использовании реультивируемых земель под пашню, причем толщина его должна быть не менее 0,2 – 0,5 м. В остальных случаях укладку почвенного плодородного слоя можно не производить в связи с дефицитностью этого ценного материала.

Для создания в выработках водоемов необходимо предусматривать крутизну откосов (берегов) не более 18⁰ (1:3), а также соответствующую защиту дна и берегов во избежание их размыва и оползания. Для повышения местной устойчивости откосов применяют укрепление их поверхности, устройство защитных и изолирующих слоев на поверхности откосов, устройство системы водоотводных сооружений, уплотнение. Эти методы сходны с методами укрепления откосов дорожных конструкций, поэтому могут осуществляться в едином комплексе теми же строительными организациями, осуществляющими строительство дороги. При проектировании водоемов необходимо учитывать возможность их заполнения и подпитки водой и условия впитывания воды в грунт, определяющие возможность создания водоема.

На пологих склонах с уклоном наклона 4-5⁰ в качестве противоэрозионных мероприятий на рекультивируемых откосах можно применять посадку почвозащитных лесонасаждений, кустарников, посев трав. На крутых склонах с уклоном 21 - 40 ⁰ применяют террасирование, устройство валов и водостоков.

Заполнение выработанного пространства карьера можно производить также промышленными и бытовыми отходами.

Концепция восстановления карьера и его последующего использования должна быть разработана на ранней стадии работ. Подход должен быть достаточно гибким, чтобы разрешить изменение в операциях вскрытия карьера, технологии производства, требований относительно рекультивации.

Контрольные вопросы

1. Какие виды негативного воздействия на окружающую среду характерны для карьеров строительных материалов?

2. Какие условия должны соблюдаться при создании карьеров?

3. Назовите источники пылевыделения в карьерах каменных материалов.

4. Назовите основные машины и механизмы, применяемые для работы в карьерах.

5. Каковы основные методы снижения неблагоприятного воздействия карьеров на окружающую среду?

6. Перечислите способы борьбы с пылеобразованием в карьерах и на КДЗ?

7. Перечислите группы пылеулавливающих устройств.

8. Охарактеризуйте принцип работы циклонов.

9. В чем заключается принцип работы рукавных фильтров?

10. Каковы направления рекультивации грунтовых карьеров?

11. Перечислите основные работы, входящие в процесс рекультивации.