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

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Горнотехническая рекультивация нарушенных земель (на примере ОАО "Кемма")

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

1

2

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 Безопасность жизнедеятельности

5.1 Охрана труда

5.2 Охрана природы

Выводы и предложения

Литература

Введение

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.

Отработано 6817 га. Снято и заскладировано 4517 тыс. м3 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:

· пашню - 23 га;

· другие сельскохозяйственных угодья - 175 га;

· под лесные насаждения - 142 га;

· под водоемы и другие цели 82 га.

На цели восстановления земель, предотвращения эрозии и улучшения качества земель было использовано 126 тыс. м3 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.

Анализ нарушенных земель на территории Челябинской области позволяет сделать вывод, что в структуре нарушенных земель большой удельный вес занимают земли, которые принадлежат предприятиям добывающей промышленности, 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;

· оценить экономические затраты на проведение рекультивации 2001году.

Литературный обзор

1.1 Задачи и направления рекультивации

Рекультивация земель - (от латинского re - приставка, означающая повторность, возобновление и средне - вековое латинское cultivo -обрабатываю, возделываю). Комплекс работ по восстановлению продуктивности 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:

Технический (планировка поверхности, покрытие ее плодородным слоем или улучшением грунта, строительство дорог, гидротехнических и мелиоративных сооружений и другие работы в соответствии с проектом) и биологический (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.

Как считает Л.В. Моторина. (1978), рекультивация - направление комплексное, находящиеся на стыке самых разнообразных специальных дисциплин: горного дела, геологии, географии, почвоведения, геоботаники, 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.

Пятая группа объединяет предприятия, которые имеют промышленные отстойники различного назначения. Сюда входят предприятия черной и цветной металлургии, железорудной, пищевой промышленности и т.д.

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.

5. Архитектурно - планировочное - лесонасаждения, посевы луговых трав (газоны), обводнение пониженных участков вокруг жилых построек.

Традиционно понимаемая рекультивация включает в себя два направления: техническое - планировка поверхности, укрепление бортов карьерных выемок и откосов отвалов, снятие и нанесение на отдельные участки 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:

нейтрализовать вредное воздействие нарушенной территории на окружающую среды и в первую очередь на здоровье человека;

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).

По литературным данным, рекультивацию нарушенных земель проводят с целью их применения для сельскохозяйственных, лесохозяйственных, водохозяйственных, строительных, рекреационных, природоохранных и санитарно - 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;

ликвидация промышленных, военных, гражданских и иных объектов и сооружений;

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;

выполнение бортов и откосов: проектное заложения, объем земляных работ и применяемая технология;

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;

вертикальная и горизонтальная планировка рекультивируемой поверхности, устройство дна бортов карьеров и планировка освобождаемой от отходов территории;

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.;

противоэрозионные и водоотводящие мероприятия;

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.

2. Путем использования пород в качестве среды для размещения растений.

3. Смешение пород и почв с последующим выращиванием на смесях сельскохозяйственных и лесных культур.

Исходя из требований сельскохозяйственных культур к условиям произрастания почвы и породы, нарушаемые хозяйственной деятельностью, подразделены на четыре группы:

Безусловно, пригодные.

Пригодные.

Условно пригодные (пригодные после улучшения).

Непригодные.

Челябинская область расположена на Южном Урале. Она подразделяется на три зоны: горно-лесная увлажненная; лесостепная с двумя подзонами - умеренно увлажненной северной и полузасушливой южной лесостепью; 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 2000-23000С. Этот период продолжается 120-130 дней с 9-10 мая до 12-15 сентября. Заметно короче безморозный период, который составляет 100-110 дней, а на почве температура без заморозков бывает 90-105 дней.

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.

Таким образом, северная лесостепь Челябинской области по климатическим условиям является благоприятной для развития земледелия. Благодаря высокой степени обеспеченности всех сортов зерновых культур теплом 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 (140С), 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 16-180С. Осадки, хотя и незначительно, превысили обычное для этого месяца количество и составили - 79,4 мм.

Гидротермический коэффициент по Селянинову составил 1,38.

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.

2.3 Гидрогеологическая характеристика месторождения

Северо-Круглянское месторождение элювия порфиритов расположено в 14 км к северо-востоку от города Челябинска, по административному делению относится к Красноармейскому району Челябинской области.

Границами месторождения являются: на севере - железнодорожная ветка Челябинского металлургического завода, на юго-востоке - линия тектонического разлома, на западе и северо-востоке - условная линия, проведенная 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.

Климат района резко континентальный, с продолжительной холодной зимой и жарким коротким летом. Среднегодовая температура лета составляет + 2о 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.

Местным базисом эрозии, очевидно являются оз. Круглое и Первое, удаленные от месторождения соответственно на 500 и 1000 м.

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».

При составлении проекта использованы некоторые общие положения «Временных инструктивных указаний и технических нормативов по восстановлению (рекультивации) территории открытых угольных разработок Челябинского 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.

Техно-рабочим проектом приняты за основу основные технические условия проведения горнотехнической рекультивации, выданные Челябинским областным управлением сельского хозяйства, согласно которым необходимо 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.

Техно-рабочий проект горнотехнической рекультивации согласован с техно-рабочим проектом разработки, поскольку оба вида работ намечается производить одним и тем же оборудованием, при совмещенном режиме работ, хозяйственным способом.

Общая площадь рекультивируемых земель - 105 га.

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;

техническое задание на состояние техно-рабочего проекта горнотехнической рекультивации Северо-Круглянского месторождения элювия порфиритов, выданное Челябинским облуправлением промстройматериалов.

3.2 Выбор способа горнотехнической рекультивации

Основными исходными данными при выборе способа горнотехнической рекультивации, согласно техническим условиям, выданным Челябинским управлением сельского хозяйства и техно-рабочему проекту на отработку 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.

По техно-рабочему проекту разработки месторождения отрабатываемая площадь карьера должна составить - 96,8 га с выемкой запасов в объеме 7316,3 тыс. м3, 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.

Общая площадь отработанного карьера будет представлять неправильную квадратную форму со стороной 15 км, с бортами высотой от 4,5 до 15 м под углом отработки 600.

Площадь квадрата будет иметь уклон в юго-восточном направлении, согласуясь с общим уклоном местности.

Исходя из вышеизложенного, для выполнения горнотехнической рекультивации необходимо:

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.

Обеспечить сбор поверхностных вод со всей выработанной площади 96,8 га с устройством водосборника.

Учитывая основные исходные данные, горнотехнические условия отработки и последующей рекультивации, отсутствие в непосредственной близости от карьера свободных грунтов, в предварительной стадии проектирования 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.

Таблица 1 - Вариант отработки и рекультивации Северо-Круглянского месторождения элювия порфиритов

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;

Продолжительность смены - 8 часов;

Количество рабочих смен в сутки - 2.

Объектами нарушения земель являются: карьер - 96,8 га (средняя глубина отработки - 8,8 м, длина - 1200 м, ширина - 800 м), отвалы - 14,6 га (средняя высота - 5 м), автодорога - 4,3 га, площадка под штабель вылеживания сырья - 3,0 га, прочие - 22,8 га. Всего нарушенных земель - 142,0 га (приложение 5).

Объемы работ по горнотехнической рекультивации участка определены на основании картограммы земляных работ, в которую включены:

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.

Таблица 3 - Рекультивация Северо-Круглянского месторождения элювия порфиритов в 2001 году

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

Выполаживание бортов карьера проводилось под углом 110 , с учетом использования земель в первые годы для посадки под посадки некоторых видов сельскохозяйственных культур (приложение 6).

Выполаживание бортов карьера производилось непосредственно после отработки запасов с использованием экскаватора Э-2503 и бульдозера

Д-492А (на базе трактора Т-100М).

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.

После срезки целиком, выравнивания контура участка и выполаживание бортов производилось заполнение (засыпка) пониженных участков отработанного карьера согласно картограмме земельных работ с учетом создания 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.

Согласно расчетам, площадь водосборника принимается равной - 11 га. В 2001 году под водоем было рекультивировано - 3,3 га.

При устройстве водоема производилось углубление дна (удаление целиком), создавалась береговая полоса шириной 20 м, мелководная зона шириной 30 м.

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.

Затраты на технический этап рассчитываются исходя из объемов работ и удельных затрат, определяемых на основании единых районных единичных расценок на земляные и другие виды работ или согласно калькуляции, составляемой по элементам затрат.

Таблица 4- Затраты на горнотехническую рекультивацию земель, нарушенных карьером Северо-Круглянского месторождения элювия порфиритов

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.

Все работы по горнотехнической рекультивации по характеру и применяемому оборудованию аналогичны добычным работам в карьере, поэтому они соответствуют правилам по охране труда для трактористов-машинистов. 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.

При работе необходимо отдыхать и принимать пищу в вагончиках или в специально оборудованных местах с навесом, молниезащитой и обозначены хорошо видимыми со всех сторон.

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.

Работать нужно в средствах индивидуальной защиты. Перед заправкой трактор располагается на ровной площадке, двигатель заглушается, заправка проводится механизированным способом, преимущественно в светлое 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;

ознакомиться с маршрутом движения агрегата (машины) к месту работы;

проверить наличие и исправность инструмента, инвентаря и приспособлений на агрегате, наличие и укомплектованность медицинской аптечки и средства пожаротушения;

убедиться в наличии, исправности, надежности крепления и фиксации защитных ограждений вращающихся и движущихся узлов и механизмов;

проверить исправность двигателя;

проверить исправность оборудования кабины;

проверить исправность тормозной системы;

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.

проверить исправность электрооборудования, механизма навески и системы гидроуправления;

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.

По окончании работы необходимо отчистить совместно с обслуживающим персоналом агрегат, машину от грязи, пыли, при необходимости помыть их водой, установить в отдельное место стоянки. Опустить рабочие органы, 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.

5.2 Охрана природы

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.

Отвалы образуются либо из пустой породы, которую поднимают из шахт вместе с рудой или углем, а потом отсортировывают на обогатительных фабриках и сваливают поблизости (иногда такие отвалы называют хвостами или хвостохранилищами), либо из отходов промышленных предприятий (например, золоотвалы тепловых электростанций), либо из так называемой вскрыши, то есть верхних слоев земной коры, покрывающей залежи.

Если полезное ископаемое залегает сравнительно неглубоко, его разрабатывают открытым способом. В этом случае роют карьеры, то есть производят выемку грунта на большую глубину, а затем отваливают его в 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.

6) Загрязнение промышленным мусором.

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.

4. Введение рекультивации в единый технологический процесс горных работ способствовало снижению затрат на рекультивацию и совершенствованию самого процесса рекультивации.

5. Благодаря правильному подходу к проблеме рекультивации на месте промышленных разработок можно создать сельскохозяйственные угодья, сады, леса, водоемы и зоны отдыха.

Литература

Астанин Л.П., Благосклонов К.Н. Охрана природы. - 2-е изд., переработано и дополнено - М.: Колос, 1984. - 255 с.

Банников А.Г. и др. Основы экологии и охрана окружающей среды. - М.: Колос, 1999. - 304 с.

Бекаревич Н.Е. Рекультивация земель. Сб. науч. тр. - Днепропетровск: ДСХИ, 1987. - 187 с.

Брылов С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. Охрана окружающей среды. - М.: Высш. шк.., 1985. - 272 с.

Бурыкина А.М. Рекультивация почв, нарушенных промышленностью. - Воронеж: Центр. Черноземное кн.издание, 1980 - 55 с.

Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. Выпуск 49. Охрана почв от техногенных загрязнений. - Москва, 1989 - 59 с.

Вальков В.Ф., Клименко Л.Г. Охрана почв. - Ростов н/Д.: Изд-во Рост.ун-та, 1983. - 184 с.

Вронский В.А. Прикладная экология. Учебное пособие. Росто н/Д.: Изд-во «Феникс», 1996. - 512 с.

Вялых Ч.Е., Шульга С.А. Рекультивация земель. Воронеж: Центр. Чернозем кн. изд-во, 1980. - 56 с.

Горшков В.А. Охрана окружающей природной среды в угольной промышленности. - М.,1977. - 76 с.

Даванков А.Ю. Социально-экономическая оценка природно-техногенных комплексов. Екатеринбург: УрОРАН, 1998. - 232 с.

Ковалев Р.В. Рекультивация в Сибири и на Урале. - Новосибирск: «Наука», Сиб. Отделения, 1970. - 131 с.

Козаченко А.П., Камеристова О.Р., Добровольский И.П, Даванков А.Ю. Научные основы мониторинга, охрана и рекультивация земель. - Челябинск, 2000. - 247 с.

Козаченко А.П. Обоснование приемов рационального использования, обработки и мелиорации земель сельскохозяйственного назначения. Челябинск, 1999. - 113 с.

Козаченко А.П. Состояние почв и почвенного покрова Челябинской области по результатам мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Челябинск, 1997. - 109 с.

Коломийцев Н.М. Рекультивация земель нарушенных горными разработками. - Киев, 1968. - 40 с.

Красавин А.П. Охрана природы при разработке угольных месторождений. - Люберцы: Ин-т горного дела, 1982. - 162 с.

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.

Мамаева Е.Т. Рекультивация городских земель, нарушенных строительством на Урале. Экологические аспекты оптимизации техногенных ландшафтов. [сборник статей]. - Свердловск: УНЦ АН СССР,1984 - 62 с.

Моторина Л.В. Опыт рекультивации нарушенных промышленностью ландшафтов. - М.: ВНИИТТЭ ИСХ, 1975. - 84 с.

Моторина Л.В., Овчинников В.А. Промышленность и рекультивация земель. М.: «Мысль», 1975 - 240 с.

Моторина Л.В., Савич А.М. Экологические основы рекультивации земель. - М.: Наука, 1985. - 183 с.

Надрин Т.К. Восстановление земель, нарушенных при добыче угля и сланца. - Пермь: ВНИИОСуголь, 1987. -104 с.

Носов С.И. Рекультивация земель и землевание малопродуктивных угодий. - М.: ГИЗР, 1981. - 120 с.

Обзор информации. Рекультивация территорий закрытых полигонов твердых бытовых отходов. - М.: МГЦНТИ, 1983 - 24 с.

Обзор информации. Рекультивация земель, нарушенных горными разработками. Горное дело; Вып.4. - М., 1987. - 51 с.

Оленков В.Д. Создание искусственного рельефа в парках и зонах отдыха, проектируемых на нарушенных территориях. Экспресс - информация. Вып. 4/МГЦНТИ. - 1988. - 6 с.

Отчет областного экологического комитета Челябинской области. 2001.

Русских И.И. Технология отвальных работ и рекультивация на карьерах. - М.: Наука, 1979. - 53 с.

Сборник статей. Восстановление земель после промышленных разработок. - М.: Колос, 1967. - 147 с.

Скопина Р.П., Панов Е.Н. Рекультивация нарушенных земель. -М.: Библиограф, 1984. - 56 с.

Советский энциклопедический словарь. - М.: Сов. Энциклопедия, 1989. - 1632 с.

Степановских А.С. Охрана окружающей среды. - Курган: ГИПП. Зауралье, 1998. - 512 с.

Трифимов С.С. Восстановление техногенных ландшафтов в Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1977. - 158 с.

Ушаков И.Н. Охрана природных объектов, недр и сооружений при горных разработках. - Л.: ЛГИ, 1981. - 108 с.

Федосеева Т.П. Рекультивация земель. - М.: Колос, 1977. - 142 с.

Черкова Н.М. Экологические основы рекультивации земель. - Москва. «Наука», 1985. - 183 с.

Черников В.А., Алексахин Р.М., Голубев А.В. и др. Агроэкология. - М.: Колос, 2000. - 536 с.

Шишов Л.Л. Охрана почвенного покрова и растительности от загрязнений; методы контроля. - М: Почв. Институт, 1988. - 51 с.

Шишов Л.Л. Охрана почв от техногенных загрязнений. - М.: Наука, 1989, - 74 с.

Шкрабак В.С., Луковников А.В., Тургиев А.К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. - М.: Колос, 2002. - 512 с.