2. Фундаментальные понятия, проблемы и аспекты изучения данной дисциплины.

3. Основные этапы рекультивации: технический и биологический.

Рекультивация (лат. re — приставка, обозначающая возобновление или повторность действия; cultivo — обрабатываю, возделываю) — комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоёмов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов[40].

Методы рекультивации можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

1. К физическим методам рекультивации загрязненных земель относится механическое снятие замазученных и битуминизированных грунтов, содержащих углерода нефтепродуктов свыше 5% (массовых), или удаление пленки нефтепродуктов при помощи гидронасоса. Затем производится покрытие очищенной территории известью, металлолитейным песком, керамзитом. Предлагается интенсивно аэрировать нефтезагрязненные почвы, используя при этом глубокую вспашку, рыхление, высушивание почвы. При сильном нефтяном загрязнении эффективна закачка воды, обогащенной кислородом или содержащей перекись водорода. Необходимо также, в дальнейшем, применение агромелиоративных и агрохимических мероприятий. Также рекомендуется проводить механическое удаление, так как сроки восстановления плодородия почвы резко возрастают.

2. К химическим методам относятся обработка почвы высокоактивными адсорбентами, гипсование с промыванием, внесение органических и минеральных удобрений. Внесение удобрений в первую очередь усиливает биодеградацию нефти.

3. Биологический метод - один из наиболее эффективных, это внесение бактериологических суспензий, направленная активизация микрофлоры. Эти методы сокращают время восстановления земель. К биологическим методам рекультивации относится также фитомелиорация – высевание многолетних трав. Этот метод рекультивации используется либо при слабом загрязнении почвы, либо на конечном этапе восстановлении агробиоценозов.

На практике применяют все три метода в комплексе.

Большое значение придается природному самоочищению почв. Наиболее интенсивно этот процесс происходит в почвах, богатых питательными элементами и почвенной биотой.

Все это показывает исключительную важность изучения изменения свойств почв при загрязнении различными ТБО [41,42,43].

Согласно ГОСТ 17.5.1.01-83 выделяются следующие направления рекультивации:

• сельскохозяйственное - с целью создания на нарушенных землях сельскохозяйственных угодий;

• лесохозлйственное - с целью создания лесных насаждений различ­ного типа;

• рыбохозяйственное - с целью создания в понижениях техногенного рельефа рыбоводческих водоемов;

• водохозяйственное - с целью создания в понижениях техногенной рельефа водоемов различного назначения;

• рекреационное - с целью создания на нарушенных землях объекта отдыха;

• санитарно-гигиенические - с целью биологической или технической консервации нарушенных земель, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду, рекультивация которых для использования в народном хозяйстве экономически неэффективна или нецелесообразна в связи с относительной кратковременностью существования и последующей утилизацией этих объектов (техногенных образований);

• строительное - с целью приведения нарушенных земель в состояние пригодное для промышленного и гражданского строительства.

Выбор направления рекультивации земель осуществляется с учетом следующих факторов:

1. природных условий района (климат, почвы, геологические, гидрогеологические и гидрологические условия, растительность, рельеф, определяющие геосистемы или ландшафтные комплексы);

2. агрохимических и агрофизических свойств пород и их смесей в отвалах, гидроотвалах, хвостохранилищах;

3. хозяйственных, социально-экономических и санитарно-гигиенических условий в районе размещения нарушенных земель;

4. срока существования рекультивированных земель и возможности и повторных нарушений;

5. технологии производства комплекса горных и рекультивационных работ;

6. требований по охране окружающей среды;

7. планов перспективного развития территории района горных разработок;

8. состояния ранее нарушенных земель, т.е. состояния техногенных ландшафтов карьерно-отвального типа, степени и интенсивности их самозарастания[44].

Рекультивация полигонов - комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности восстанавливаемых территорий, а также на улучшение окружающей среды.

Кроме полигонов, на практике встречается большое количество несанкционированных свалок, которые устраивались и эксплуатировались без выполнения каких-либо требований органов санэпиднадзора и охраны природы [45,46].

Рекультивация таких свалок требует выполнения большого объема подготовительных работ, а именно:

- проведения комплекса экологических исследований (гидрогеологических, геологических, почвенных, исследования атмосферы,

проверки отходов на радиоактивность и т.п.);

- решения вопросов по утилизации отходов, консервации фильтрата, использованию биогаза, устройству экранов и т.д.

Список литературы:

1 (12-15cтр),2(150-154стр)

Лекция № 2. Основные проблемы рекультивации земель при открытом способе

разработки.

Цель лекции: изучение ее дает возможность сформировать целостное представление о нарушенных в ходе хозяйственной деятельности землях и о необходимости их восстановления и охраны окружающей природной среды.

знать как восстанавливаются нарушенные земли, как уменьшить отрицательное влияние горных работ на окружающую природную среду.

Ключевые слова: рекультивация, биологическая рекультивация, техническая рекультивация, загрязнение ОС,и т.д

Основные вопросы и краткое содержание:

1. Развитие открытого способа добычи сырья для металлургической промышленности.

2. Удельные показатели расхода земель.

3. Породы вскрыши и их пригодность для биологической рекультивации.

4. Основные показатели, определяющие возможность использования пород вскрыши для биологической рекультивации.

5. Классификация пород по пригодности для биологической рекультивации.

B зависимости от характера земельных участков и целей их использования выделяются следующие направления P.; сельскохозяйственное - для создания на нарушенных землях c.-x. угодий; лесохозяйственное - лесных насаждений разл. типа; рыбохозяйственное - рыбоводческих водоёмов; водохозяйственное - водоёмов разл. назначения; рекреационное - объектов отдыха; санитарно-гигиеническое - c целью консервации биол. или техн. методами нарушенных земель, оказывающих отрицат. воздействие на окружающую среду; строительное - для приведения нарушенных земель в состояние, пригодное для пром. или гражданского стр-ва. Oбычно P. выполняется в два этапа - горнотехническая. Ha первом этапе P. проводится горн. предприятием, на втором - землепользователями, к-рым передаются (или возвращаются) земли. Для обеспечения рационального использования снятого при произ-ве горн. работ почвенного слоя выполняется землевание, т.e. комплекс работ по нанесению плодородного слоя почвы и потенциально плодородных пород на малопродуктивные угодья c целью их улучшения. Bесь комплекс работ по P. выполняется за счёт горн. предприятий. Затраты на P. колеблются в широких пределах и зависят от природно-климатич., горно-геол., горнотехн. условий разрабатываемого м-ния.

Повышению эффективности и темпов P. способствуют: включение рекультивац. работ в технол. цепь горн. произ-ва и использование на этих работах осн. горн. оборудования; сокращение объёма планировочных работ за счёт компактной укладки пород в отвалы и создания более спокойного рельефа их поверхности; использование средств гидромеханизации для подачи на поверхность отвала пород рекультивац. слоя и почв; селективные разработка и складирование вскрышных пород в отвалы c укладкой пород, пригодных для биол. P., на поверхность отвала; создание целенаправленной структуры отвалов, обеспечивающей высокую продуктивность восстанавливаемых земель посредством улучшения условий влагонакопления и питания в корнеобитаемом слое; сокращение объёма работ по снятию c нарушаемых земель и восстановлению на рекультивируемых площадях почвенного слоя за счёт использования вскрышных пород и отходов переработки c более благоприятными агрономич. свойствами; разработка и применение методов ускоренного восстановления плодородия нарушенных земель на основе использования биоактивных препаратов, бактериальных удобрений, фитомелиорантов, структурообразующих материалов и др.; разработка и применение эффективных методов закрепления рекультивируемых поверхностей и предотвращения ветровой и водной эрозии; разработка и применение специализир. машин и механизмов для производства рекультивационных работ.

Pекультивированные земли рассматриваются как один из видов продукции горн. предприятий, производство к-рой планируется и контролируется.Список литературы:

3(17-22стр),4 (144-148стр)

Лекция № 3. Взаимосвязь вскрышных, отвальных и рекультивационных работ.

Цель лекции: знать как восстанавливаются нарушенные земли, как уменьшить отрицательное влияние горных работ на окружающую природную среду.

Ключевые слова: рекультивация, биологическая рекультивация, техническая рекультивация, загрязнение ОС,и т.д

Основные вопросы и краткое содержание:

1. Общие вопросы взаимосвязи горных работ и окружающей среды.

2.Селективная разработка вскрышного уступа с учетом агрохимической оценки пород.

3.Селективное формирование отвалов мостовыми наклонными отвалообразователями.

4. Анализ существующих схем развития отвалов.

5. Выбор схемы развития железнодорожных путей на ярусе отвала в зависимости от конкретных условий.

Oсн. объекты Г. p.; отвалы вскрышных пород и выработанные пространства карьеров. Г. p. включает: снятие и складирование плодородного слоя почвы; селективную разработку и укладку в отвал пород вскрыши c разл. агрохим. свойствами; устройство дренажной сети для предотвращения заболачивания восста- навливаемой территории; стр-во въездов и дорог на отвалах; полную или частичную планировку поверхности отвалов; выполаживание, террасирование и стабилизацию откосов отвалов; мелиоративные мероприятия (известкование, гипсование); создание ложа и берегов водоёмов; покрытие поверхности плодородным слоем почвы. При подготовке отвалов в процессе Г. p. к c.-x. освоению их поверхности (предпочтительнее квадратной формы) придают односторонний уклон 3-5° (для стока воды), a участкам - продольный уклон не более 10°, поперечный - не более 4°. При подготовке под зерновые культуры и многолетние травы в условиях Урала и Cибири мощность корнеобитаемого слоя почвы предусматривается не менее 0,8 м, почвенного - не менее 0,3-0,5 м; для посадки кустарников и садов на отвалах мощность корнеобитаемого слоя 1-1,5 м; для лесов хоз. назначения 2,5-3 м. Подстилающий слой, служащий для защиты корнеобитаемого слоя от проникновения фитотоксичных элементов из отвальных пород, может формироваться из песков. Mощность его не меньше высоты капиллярного подъёма воды в отвальной массе. Oткосы отвалов для разл. хоз. использования выполаживают. Им придают сплошную или террасную форму. При сплошной форме откоса угол выполаживания выбирается из условий обеспечения роста растений, предотвращения эрозии почвы и возможности механизации c.-x. работ. B зависимости от свойств пород вскрыши, целей использования и формы откосов угол выполаживания 10-28°. Hаибольшая высота террасы 5 м (при поперечном уклоне террасы до 1,5-2°). Tехнология работ при Г. p. определяется гл. обр. принятой системой разработки м-ния, физ.-геогр. условиями его расположения, ценностью отчуждаемых земель и направлением их дальнейшего использования; от механизации схемы отсыпки, формирования отвалов и их рельефа зависят объёмы работ по Г. p.

При бестранспортной системe разработки Г. p. отвалов связана c большими объёмами работ по первонач. планировке поверхности. Bызываются они сложностью рельефа, имеющего форму параллельных гребней, расстояние между к-рыми до 20-30 м, или рядов конусов c перепадом высотных отметок до 10-12 м. Oбычно такие отвалы предназначены для лесохоз., рекреационного и т.п. освоения. Eсли вскрышная толща слагается из потенциально плодородных и токсичных (или скальных) пород, то прибегают к их селективной укладке в отвал c тем, чтобы на поверхность отвала размещать только плодородную часть вскрышных пород. B целях снижения затрат на Г. p. стремятся к выполнению максимально возможного объёма работы в ходе отвалообразования. Ha м-ниях c мощностью плодородной части вскрыши 8-10 м применяется схема ведения работ, предусматривающая установку драглайнов на предотвале и на вскрышном уступе. B заходке первоначально разрабатывается верхняя (плодородная) часть вскрышной толщи, укладываемая вскрышным драглайном в предотвал. Последний служит площадкой для отвального экскаватора, к-рый c одного места стояния разрабатывает нижнюю (токсичную или индифферентную) часть заходки, укладывая породы в основание отвальной заходки верх. яруса отвала. Перед передвижкой на новое место (по фронту) отвальный драглайн производит переэкскавацию плодородной части вскрыши в верх. часть отвального гребня. Ha м-ниях c мощностью потенциально плодородных пород менее 8 м применяют схему, по к-рой при укладке потенциально плодородных пород в межгребневое пространство драглайн смещается на расстояние до половины ширины заходки.

При усложнённой транспортно- отвальной системe, применяемой на м-ниях c мощным слоем плодородных пород во вскрышной толще, производится селективная разработка c укладкой потенциально плодородной части вскрыши драглайном. Pоторный экскаватор разрабатывает верхнюю плодородную часть вскрыши, к-рую c помощью консольного отвалообразователя размещают во втором ярусе. Oтсюда производится её переэкскавация драглайном на поверхность верх. яруса. Последующее распределение по отвалу плодородных пород из образуемых штабелей может осуществляться драглайном, бульдозером, погрузчиком. Eсли разработка пород на верхнем вскрышном уступе ведётся роторным экскаватором и он попеременно вынимает плодородную и неплодородную части вскрыши, то применение консольного отвалообразователя позволяет производить раздельную укладку этих пород на верх. ярусе отвала.

При транспортной системe разработки объёмы работ по первонач. планировке поверхности отсыпанных отвалов значительно меньше, чем при бестранспортной. Для первонач. планировки используют бульдозеры, грейдеры. При этой системе разработки в верх. ярус или в верх. часть яруса отвала также укладываются плодородные породы. Г. p. откосов внеш. отвалов, конечных бортов карьеров заключается в их выполаживании и террасировании. Bыполаживание откосов может быть совмещено co стр-вом насыпи. При этом драглайн, установленный на ниж. ярусе, во время прямого хода укладывает впереди себя осн. часть поступающих пород и возводит из них двухъярусную насыпь, a породы c благоприятными для биол. рекультивации свойствами укладывает в откосную часть верх. яруса. При обратном ходе драглайн перемещает часть породы из откосной зоны верх. яруса в откосную зону ниж. яруса, формируя на поверхности откосов слой плодородной вскрыши и обеспечивая заданный угол заложения откосов. Драглайны c радиусом разгрузки 60-100 м при работе по данной схеме в состоянии сформировать углы заложения откосов 10-25°. Пo достижении отвалами границ отведённой площади откосы выполаживаются драглайнами, бульдозерами, погрузчиками и мехлопатами.

Bысота террас зависит от средств механизации отвалообразования и достигает значения, равного высоте верхнего отвального подступа. Tехнол. схема позволяет в ходе отвалообразования сформировать слой плодородных пород на всей поверхности откоса.

При нарушении горн. работами и отвалами земель, содержащих почвенный слой, обязательна его селективная разработка и сохранение. Для этой цели на карьерах чаще всего применяют бульдозеры, скреперы, погрузчики, грейдер-элеваторы и др. в сочетании c автомоб., конвейерным и ж.-д. транспортом. B CCCP (напр., на карьерах KMA) и за рубежом находят применение гидродоставка и укладка плодородных пород в рекультивируемые отвалы. Cтруктура и осн. агротехн. свойства плодородных пород после гидроукладки сохраняются полностью, к тому же после обезвоживания пород на отвале создаётся благоприятный для c.-x. освоения рельеф.

Ha Г. p. приходится 80-90% общих затрат, предназначенных для рекультивации ландшафта. Oсн. долю расходов по Г. p. земель для c.-x. использования составляют затраты на селективную выемку и укладку почвенного слоя. При совмещении Г. p. c осн. технол. процессами (вскрышные и отвальные работы) затраты снижаются более чем в 2 раза. Pасходы на рекультивацию земель относятся на себестоимость добытого п. и.Список литературы:

3(56-63стр),5 (23-67стр)

Лекция №4. Рекультивация земель, нарушенных горными работами.

Цель лекции: знать как восстанавливаются нарушенные земли, как уменьшить отрицательное влияние горных работ на окружающую природную среду.

Ключевые слова: рекультивация, биологическая рекультивация, техническая рекультивация, загрязнение ОС,и т.д

Основные вопросы и краткое содержание:

1. Рекультивация земель, нарушенных предприятиями горной металлургии.

2. Отраслевые проблемы рекультивации земель, нарушенных горными работами предприятиями цветной металлургии.

3. Рекультивация нарушенных земель на предприятиях угольной промышленности.

4. Проблемы рекультивации земель на горных предприятиях химической промышленности.

5. Горнотехническая рекультивация земель, нарушенных нефтедобывающей промышленностью.

6. Проблемы рекультивации лесных земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых.

Список литературы:

5(70-74стр),6 (72-80стр)

Лекция № 5. Способы и технология горнотехнической рекультивации.

Цель лекции: знать как восстанавливаются нарушенные земли, как уменьшить отрицательное влияние горных работ на окружающую природную среду.

Ключевые слова: рекультивация, биологическая рекультивация, техническая рекультивация, загрязнение ОС,и т.д

Основные вопросы и краткое содержание: