1) Нанесение на поверхность отвалов обезвреженных бытовых осадков с

иловых площадок городских очистных сооружений –бытовой осадок содержит

биогенные элементы (азот, фосфор, калий), необходимые для стартового разви-

тия микрофлоры, которая, в результате своей жизнедеятельности, оказывает

стимулирующее влияние на рост и развитие высших растений;

2) Внесение гуминового препарата, полученного на основе использования

угольных отходов и культуры микроскопических организмов;

3) Посев смеси многолетних трав: костреца безостого, донников –белого

и желтого.

Выбор указанных растений обусловлен следующими факторами. Кострец

характеризуется высокой биоэкологической устойчивостью, обладает мощной

корневой системой, хорошо задерживает влагу и устойчив к вымерзанию; дон-

ник выбран как растение, способствующее накоплению азота в почвогрунтах.

В отвальный грунт вносятся микроорганизмы, которые участвуют в про-

цессах превращения азота и фосфора, т. е. переводят азот и фосфор из трудно-

доступных в доступные для растений формы, а также способствуют разруше-

нию минералов и тем самым почвообразовательному процессу. В период всхо-

дов и кущения рекультивируемые участки инокулируются комплексом микро-

организмов, которые образуют и выделяют различные органические вещества,

аминокислоты и витамины, крайне необходимые растениям в период всходов и

кущения. Эта ускоренная рекультивация дала положительный результат: рН

среды возрос с 2– до 7, вес сырой биомассы на опытных участках с инокуля-

том составил 195,4 ц/га. Широкое внедрение в практику данного способа по-

зволит повысить плодородие отвальной породы, в более короткие сроки создать

на шахтных отвалах устойчивые биогеоценозы без нанесения плодородного

слоя почвы.

Многолетние травянистые растения должны возделываться с первых лет

после окончания формирования поверхности отвалов. Это доказано работами

немецких, чешских и других исследователей. Вместе с формированием значи-

тельной фитомассы, подземная часть которой обогащает грунты перегноем,

многолетние травы препятствуют эрозии грунтов. Это важное свойство позво-

ляет использовать многолетние травы и при создании растительного покрова на

откосах бортов карьеров.

Р к・ л・ т・ в・ ц・ ях・ о・ т・ х・ а・ и・ и・ ・ (Чайкина, Объедкова, 2003)

Субстрат хвостохранилищ –отходы обогащения железной руды и руд

цветных металлов очень разнообразны по химическому составу и физическим

свойствам. Этим определяется степень их пригодности для биологической ре-

культивации и способы рекультивации. Отходы, складированные в хвостохра-

нилища предприятий цветной металлургии, часто содержат токсические соеди-

нения. В этом случае необходимы сложные технические приемы подготовки

поверхности для рекультивации.

Технология формирования рекультивационного слоя зависит от степени

токсичности отходов (рис. 3):

а) для нетоксичных отходов;

б) для малотоксичных;

в) для токсичных;

г) для высокотоксичных.

Биологический этап рекультивации –посев многолетних трав подобран-

ного ассортимента. Деревья __________и кустарники рекомендуются для закрепления ок-

ружающей плотины (берма, гребень плотины). На хвостохранилищах с неток-

сичными отходами обогащения технология рекультивации может быть не-

сколько упрощена: есть указание на возможность посева многолетних (пре-

имущественно бобовых) трав без нанесения плодородного слоя. Но необходим

полив и внесение минеральных удобрений. Для улучшения влагообеспечения в

корнеобитаемом слое часто используются полимерные композиции.

Рис. 3. Структура рекультивационного слоя:

Типы: а –первый, б –второй, в –третий, г –четвертый; 1 –хвостовые отложе-

ния; 2 –водоупорный слой; 3 –капилляропрерывающий слой; 4 – противофильтрационный экран; 5 –плодородный грунт

Р к・ л・ т・ в・ ц・ як・ р・ е・ о・ ・ (Чайкина, Объедкова, 2003)

Эти нарушения различаются по морфометрическим параметрам, преобла-

дающему рельефу и направлениям возможного использования после рекульти-

вации.

Карьеры сопутствуют открытому, а зоны обрушений и провалы подзем-

ному способу разработки.

Классификацию карьеров осуществляют по их глубине:

малой глубины –30–0 м,

средней глубины –50–00 м,

глубокие __________–более 100 м,

сверх глубокие –более 300 м.

Карьеры малой глубины образуются при разработке залежей пологого и

горизонтального залегания. В них перспективно образование водоемов рыбо-

водческого назначения с созданием сенокосов на выположенных уступах, а на

откосах –задернованных участков природоохранного назначения, зон отдыха и

спорта.

Глубокие и сверхглубокие карьеры образуются при разработке месторо-

ждений наклонного и крутого падения пластов полезного ископаемого с вывоз-

кой пород вскрыши во внешние отвалы. Подобные выемки возможно использо-

вать в нескольких направлениях:

–в качестве водоемов многоцелевого назначения –в обводненных карье-

рах;

–как площадки для строительства и размещения отходов производства – в сухих карьерах.

Биологической рекультивации в карьерных выемках могут подвергаться

откосы и бермы с созданием на них задернованных участков и (или) лесонаса-

ждений.

Водохозяйственное направление рекультивации карьеров должно рас-

сматриваться как элемент ландшафтной структуры района. В этом случае

должна быть решена задача устойчивости бортов карьера, затопляемого водой,

в отдельных случаях возможно взрывным способом. Вторая задача –создание

донного и бортовых гидроизоляционных экранов для «удержания» воды в

карьере и предотвращения возможного загрязнения подземных вод по техноло-

гии, введенной в нормативные документы.

При рекультивации сухих карьеров, независимо от их глубины, практику-

ется заполнение карьеров породами вскрыши или отходами обогащения (про-

изводства) до уровня дневной поверхности с последующей сельскохозяйствен-

ной или лесохозяйственной рекультивацией по особому проекту. Возможно ис-

пользование созданной поверхности для гражданского или промышленного

строительства.

При разработке принципов и способов рекультивации необходим инди-

видуальный подход и учет конкретных условий на предварительном этапе.

Особенно это касается глубоких и сверхглубоких карьеров. Рекультивация глу-

боких и сверхглубоких карьеров представляет существенные дополнительные

трудности. В связи с этим необходимо проводить исследования по разработке

направлений и способов их рекультивации. В качестве примера приводятся ре-

зультаты проведенных исследований в Коркинском угольном разрезе по разра-

ботке способов биологической рекультивации в режиме сухой консервации.

Проведено подробное исследование пород разреза с классификацией их по при-

годности для биологической рекультивации, определены возможные способы

улучшения их свойств, опытным путем подобран ассортимент деревьев, кус-

тарников и многолетних трав пригодных для этих целей.

Х р・ к・ е・ и・ т・ к・ ・ в к・ ы・ н・ хп・ р・ дК・ р・ и・ с・ о・ оу・ о・ ь・ о・ ор・ з・ е・ аии・ х

к а・ с・ ф・ к・ ц・ яп・ ・ п и・ о・ н・ с・ ид・ яб・ о・ о・ и・ е・ к・ йр・ к・ л・ т・ в・ ц・ и・ Общая характеристика и геологическое строение. Коркинский угольный

разрез –один из наиболее крупных и глубоких разрезов на территории бывшего

СССР. Площадь его свыше 800 га, форма округлая, слегка вытянутая в широт-

ном направлении, глубина его около 500 м. Углы наклона бортов достигают 10– 25°, высота рабочих уступов 10–5 м. Отработка производится экскаватором с

предварительным рыхлением пород взрывами. Вскрышные породы вывозятся

на внешние отвалы, расположенные в 3 км к северо-западу от разреза. Углераз-

рез имеет огромное отвальное хозяйство, большое количество террикоников

шахт и зон обрушения, нередко заполненных поверхностными водами. Коркин-

ские отвалы вместе с карьерами и терриконами занимают 6700 га из 10 200 га

всей территории г. Коркино. Естественно, что столь обширная зона нарушения

характеризуется специфическими условиями, особенно внутрикарьерное про-

странство. Углеразрез в верхней части мало обводнен, обильные выходы грун-

товых вод в пределах верхних 100 м единичны. На юго-западном борту встре-

чаются переувлажненные заболоченные участки. Происхождение их связано не

только с задержкой на водоупорном ложе углублений атмосферных осадков,

талых вод, но, по всей вероятности, и с выходом грунтовых вод. Значительные

площади бортов разреза с поселившейся на них растительностью питаются

лишь атмосферными осадками. Объем внутрикарьерного пространства состав-

ляет около 1 млрд м3. Затопление разреза невозможно по ряду причин: отсутст-

вие источников затопления, неустойчивость бортов, необходимость изоляции

от проникновения воды в шахту с изменением водонапора при столбе воды в

несколько сотен метров и пр. Наиболее приемлемым видом его рекультивации

является сухая консервация. Однако ни у нас, ни за рубежом нет опыта ее осу-

ществления на сверхглубоких карьерах типа Коркинского.

Проведение рекультивационных мероприятий, как показало рекогносци-

ровочное обследование, является совершенно необходимым в целях улучшения

техники безопасности. Борта разреза сложены рыхлыми или слабыми по це-

ментации, легко выветривающимися породами. Склоны и бермы верхних и

средних давно вскрытых уступов подвержены сильнейшей водной и ветровой

эрозии. Практически вымывается весь рыхлый материал. Вскрытые обломки

твердых пород подвергаются быстрому выветриванию и интенсивно поставля-

ют эрозионно-подвижный материал. Поэтому эрозионные нарушения с ополз-

невыми явлениями могут создавать опасные нагромождения. Это следует уже

теперь учитывать при эксплуатации разреза, а особенно при решении вопроса о

судьбе внутрикарьерного пространства после окончания угледобычи.

Кроме того, следует помнить, что единственным поставщиком кислорода

является растительность. А нарушение ее на площади свыше 2,5 тыс. га (разрез

+ отвал) представляется серьезным фактором, ухудшающим состояние атмо-

сферы в этом промышленно развитом районе.

Рекультивация разрезов типа Коркинского –абсолютно не разработанная,

комплексная и чрезвычайно многогранная и трудная проблема. Четко это осоз-

навая, в данной работе ставились задачи, связанные лишь с вопросами рекуль-

тивации разреза биологическими методами. Поэтому все дальнейшее изложе-

ние ведется в плане характеристики Коркинского угольного разреза с позиций

степени его пригодности для биологической рекультивации. В этом отношении

важное значение имеет геологическое строение месторождения и характери-

стика основных пород, слагающих борта разреза.

Коркинский углеразрез расположен в пределах Коркинской мульды Кор-

кинского угленосного района, которая приурочена к западной синклинальной

структуре угленосного района (рис. 4). Коркинское месторождение является

наиболее крупным в Челябинском угольном бассейне и представлено бурым

углем с высокой степенью углефикации. Месторождение имеет 13 угольных

пластов, подразделяемых на две группы: