Текст книги "Технологии рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири"

Глава 3
Результаты геоэкологического исследования углепородных отвалов и технологии формирования и рекультивации горно-промышленных ландшафтов

3.1. Современные тенденции и экологические проблемы в формировании и рекультивации породных отвалов при добыче угля ОТкрытым способом

В угледобывающих регионах Центральной и Восточной Сибири формируется новый тип техногенных ландшафтов – горнопромышленные ландшафты в виде рекультивированных породных отвалов. Результаты полевых экспедиций по изучению состояния последних в районах с масштабной добычей угля открытым способом указали на снижение качественных и количественных характеристик рекультивированного почвенного слоя относительно природных ландшафтов, потери плодородных почвенных слоев при добыче угля открытым способом находятся на уровне 85–90 % и др. К настоящему времени горизонтальные поверхности породных отвалов, рекультивированных под пашню, деформированы усадочными процессами, произошедшими в теле отвалов. Кроме того, выявлены обстоятельства и многочисленные факты разрушения целостности рельефа породных отвалов образующимися оврагами. Как известно, овраг – форма рельефа в виде относительно глубоких и крутосклонных незадернованных ложбин, образованных временными водотоками. Процесс оврагообразования является мало– или неуправляемым и непрерывным во времени. Оврагообразование сопровождается постоянным изменением морфологического состава пород, участвующих в формировании рельефа горно-промышленных ландшафтов. Как это ни парадоксально, но наиболее масштабно процесс оврагообразования проявляется на породных отвалах с идеально спланированной горизонтальной поверхностью.

Породные отвалы, отсыпанные при разработке месторождений Канско-Ачинского угольного бассейна (рис. 3.1), вскрышная толща которых сложена рыхлыми горными породами, разрабатываемыми без применения буровзрывных работ, наиболее подвержены воздействию водной эрозии. Морфологический состав породных отвалов угольных разрезов Канско-Ачинского бассейна представляет собой техногенную смесь из вскрышных пород (суглинки, супеси, глины, почвенные слои, углистые аргиллиты, уголь при зачистке пластов, песчаники и т.п.). Большой удельный вес четвертичных (мягких) отложений (75–85 %) в структуре пород отвала, интенсивное таяние снежного покрова на поверхности отвала, летние затяжные ливневые дожди способствуют интенсивному разрушению целостности рельефа отвалов под влиянием водной эрозии. В результате экологическое равновесие, формирующееся на рекультивированных отвалах, нарушается.

На разрезе «Березовский» породные отвалы отсыпают с 1974 г. Пионерные внешние отвалы имеют устойчивый рельеф. К настоящему времени в секторе производства горных работ в выработанном пространстве разреза размещен внутренний породный отвал, который разрушается водными потоками (центральный сектор рис. 3.1а). Водная эрозия формирует поверхность породного отвала в виде многочисленных водопропускных канав сечением от 1,0 до 3,5 м2. Комбинация канав имеет в плане вид сетки. Поскольку воздействие эрозии постоянное, то и растительность в этом секторе полностью отсутствует. Также на территории внутренних отвалов имеются одиночные промоины на откосах. Всего на территории разреза 151 канава и 17 мелких оврагов.

Рис. 3.1. Горно-промышленные ландшафты на породных отвалах угольных разрезов, формируемые при воздействии водной эрозии: а – внутренний отвал разреза «Березовский»; б – внутренние отвалы разреза «Назаровский»; в – внешний отвал «Северный» разреза «Бородинский»; г – внешний отвал «Западный» разреза «Бородинский»

На разрезе «Назаровский» породные отвалы отсыпают с 1950 г. В настоящее время добыча угля производится на двух участках угольного месторождения, которые в перспективе должны сомкнуться в один карьер. На месте отработанного угольного пласта также размещают внутренние отвалы вскрышных пород. На отработанной части месторождения сформирован горно-промышленный ландшафт, состоящий из следующих элементов рельефа. Нерабочий борт карьера засыпан инертной подушкой из вскрышных пород с углом откоса до 30°. Откосы внутренних отвалов сочленяются в плане с откосом насыпи над угольным пластом. В результате образуется локальное понижение рельефа, в котором скапливаются талые и дождевые воды. Последние представляют собой концентрированные водные потоки, размывающие откосы техногенного рельефа (рис. 3.1б). В этой части горизонтальные поверхности внутренних отвалов спланированы на разных высотных отметках, поэтому искусственно формируются значительные водосборные площади, с которых талые и дождевые водотоки переливаются с более высоких плато на менее низкие. Всего на территории горно-промышленного ландшафта, созданного с 1970 по 1995 г., действует 21 овраг, формирующий вторичный рельеф, и более 100 водопропускных мелких канав, принимающие участие в трансформации рельефа.

На разрезе «Бородинский» породные отвалы отсыпают с 1950 г., на них широко распространены начальные эрозионные формы в виде промоин (рытвин), приуроченные к откосам незадернованных склонов отвалов. В плане такие формы имеют линейную форму на откосах и извилистую форму – на поверхности отвалов (рис. 3.1в, г). Генеральный продольный профиль их соответствует направлению и форме склона, на котором они развиты. Всего на откосах и поверхности отвалов насчитывается 34 промоины, самые крупные из которых дали начало активному формированию локальных овражно-балочных систем. Обобщенные показатели породных отвалов представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Характеристики породных отвалов действующих разрезов Канско-Ачинского угольного бассейна

На протяжении ряда лет (с 2000 г.) на разрезе «Бородинский» систематически отслеживалось формирование двух наиболее крупных оврагов – на внутреннем отвале в выработанном пространстве разреза и на внешнем отвале «Западный» (рис. 3.2).

Практика показывает, что отсыпка вскрышных отвалов по ГОСТам и методикам 1970–1980 гг. резко снижает экологическую эффективность материальных и финансовых затрат угольных разрезов – сокращается площадь рекультивированного отвала, сокращается площадь естественно-природного ландшафта, на котором отсыпан отвал. Кроме того, к негативному экологическому воздействию на окружающую природную среду мы причисляем вынос из тела отвала углесодержащих пород, которые при контакте с атмосферным воздухом начинают возгораться, – в результате в атмосферу попадают оксиды углерода, азота, сернистый газ, бензапирен и др.

Формирование овражно-балочных систем на породных отвалах имеет двоякий экологический негативный аспект: с одной стороны, сокращается площадь рекультивированного отвала, уходящего под овраг, а с другой – вынос горных пород из тела отвала сокращает: а) площадь рекультивированных нижележащих ярусов отвала; б) площадь земель, находящихся в природном состоянии. Как показывает анализ морфологического состава пород, выносимых из тела отвалов, это аргиллиты и углистые аргиллиты, некондиционный уголь. Эти породы обладают низкой биологической продуктивностью, поэтому весьма длительное время вывалы горных пород не подвержены зарастанию травянистой и древесно-кустарниковой растительностью. В этих условиях финансовые, материальные затраты на рекультивацию земель и человеческий труд совершенно бессмысленны.

Рис. 3.2. Фрагменты формирующегося оврага на отвале «Западный»: а – стартовая водосборная канава глубиной до 1,0 м; б – средняя часть оврага на поверхности отвала глубиной 1,5-2,0 м; в – место перехода оврага с поверхности на откос отвала; г – откосная часть оврага

Отвал «Западный» был отсыпан в 1970-е гг. В его южном секторе в приоткосной полосе по верху отвала карьерным экскаватором была пройдена траншея для сбора и аккумуляции талой и дождевой воды. Однако такая конструкция отвала сыграла крайне негативную роль в обеспечении целостности рельефа отвала. Собранная вода подмыла внешний – южный – борт траншеи. Вследствие этого произошел залповый прорыв огромного объема воды на откос отвала. Результатом этого явилась глубокая промоина в теле отвала.

Так было положено начало формированию оврага – самого крупного в настоящее время. Появлению на поверхности отвалов значимых объемов талой воды в весенний период способствует интенсивное прогревание горизонтальных площадей отвалов за 7–10 дней на водосборной площади 60 га. Перепад рельефа отвала «Западный» и отвала «Южный» составляет 15–16 м. Уклоны поверхностей обоих отвалов ориентированы в западном направлении. В результате в месте врезки оврага в отвал формируется водоток в объеме 40–60 тыс. м³, перепускаемый по основанию оврага. Это самое низкое место на отвале с высотной отметкой 315 м. Направление водотоков показано на рис. 3.3.

Прогнозирование динамики параметров оврага проводили по двум направлениям: интенсивное во времени воздействие природных факторов – пессимистический вариант и слабое – растянутое во времени – оптимистический вариант. В моделировании учтено действие следующих природных факторов: толщина снежного покрова принята в диапазоне 30–60 см; температура воздуха – в диапазоне 5–15°; период снеготаяния – 8–16 дней; количество осадков и интенсивность их выпадения – в диапазоне 5–20 мм/сут. По первому варианту овраг займет примерно 60 % площади отвала и по второму – от 16 до 22 % (рис. 3.4).

В период наблюдений условия формирования водостока значительно отличались по годам. В весенний период водосток формировался как в результате интенсивной солнечной радиации при резких перепадах температур на протяжении суток, так и в результате вторжения теплых воздушных масс с одновременным выпадением осадков. Водосток проходил по хорошо и слабо промерзшей почве. В летний период водосток также формировался в разных условиях: дожди выпадали на влажную уплотненную, на сухую переуплотненную почву и т.п.

Количество осадков составляло от 0,5 до 44,6 мм, интенсивность их выпадения: максимальная – 0,13–1,65 мм/мин, средняя – 0,0128–0,49 мм/мин. Продолжительность выпадения осадков от 7 до 753 мин.

По состоянию на 30.11.2013 архитектура оврага выглядит следующим образом (рис. 3.5). Его глубина составляет 53 м, длина 150 м. Створ (поперечное сечение) меняется на всем его протяжении. Участок АВ расположен в теле отвала, его начало находится на расстоянии 30 м от откоса отвала. На этом участке водные потоки сливаются вниз по стенкам оврага и затем, вымывая грунт отвала, движутся вниз по участку ВС. Этот участок имеет более крутые углы откосов. На нем водным потоком происходит вертикальное прорезание дна оврага и вымывание грунта. На участке CD DE по водосбросной траншее вымытый грунт перемещается далее на природный ландшафт и в природные водоемы.

Сплошные линии – перспективные контуры образующегося оврага; пунктирными линиями обозначены контуры осаждения перемещаемого грунта в процессе оврагообразования; фигурная стрелка – направление перемещения грунта; пунктирные стрелки – направления развития образующегося оврага; широкие стрелки – основные направления движения талой воды в период снеготаяния.

Рис. 3.3. Прогнозная схема образования оврага на внешнем отвале «Западный» (оптимистический вариант)

Черной сплошной линией обозначены контуры оврага на поверхности отвала; белой пунктирной линией показаны контуры нижней бровки формируемого вторичного отвала горных пород, вынесенных водотоками из тела породного отвала

Рис. 3.4. Прогнозная схема формирования локальной овражно-балочной системы на внешнем отвале «Западный» (пессимистический вариант)

Рис. 3.5. План (а) и продольный профиль (б) оврага на южном склоне внешнего отвала «Западный» (разрез «Бородинский»)

Геометрические параметры оврага на внешнем отвале «Западный» разреза «Бородинский» представлены в табл. 3.2.

На протяжении 2000–2012 гг. на породных отвалах разреза «Бородинский» проводился экологический мониторинг загрязнения воздушного бассейна газами, образующимися в результате свободного горения на атмосферном воздухе углесодержащих пород, вынесенных водотоками из тела породного отвала. Результаты даны в табл. 3.3.

Результаты наших исследований на породных отвалах разреза «Бородинский» отражают экологическую картину на подобных угольных предприятиях с вероятностью 92–95 %, поскольку все без исключения технологии ведения горных работ на разрезах «Березовский», «Назаровский», «Переясловский» предусматривают зачистку кровли угольного пласта и в дальнейшем смесь угля с покрывающими угольный пласт вскрышными породами размещается в теле породного отвала. С вероятностью 92–95 % можно рассмотреть адекватное загрязнение воздуха горящим углем. По нашей оценке, в результате водной эрозии на породных отвалах трех разрезов в атмосферный воздух попадает в течение календарного года оксида углерода, оксида серы, сероводорода, оксидов азота, бензапирена 3 150 т, 35–36 т, 66–68 т, 0,12–0,14 т и 230 кг соответственно.

Таблица 3.2

Характеристики оврага на отвале «Западный»

Таблица 3.3

Объемы загрязняющих веществ, попадающих в атмосферу при горении углесодержащих пород, при их выносе из породных отвалов (разрез «Бородинский»)

Итак, современное состояние горно-промышленных ландшафтов в виде рекультивированных углепородных отвалов оцениваем как экологически неблагополучное, поскольку установлено, что целостность рельефа отвалов систематически разрушается под влиянием водной эрозии, сокращаются территории, рекультивированные и представляющие с течением времени сбалансированные экосистемы, также сокращаются площади природных ландшафтов, находящихся в зоне выноса горных пород, перемещенных водными потоками из тела породного отвала. Кроме того, происходит систематическая эмиссия вредных отравляющих газов, образующихся при горении углесодержащих пород. В этой связи необходимы конструктивные инженерные решения в области разработки технологий формирования и рекультивации углепородных отвалов, представляющих во времени устойчивые наземные экосистемы, устойчивые к их разрушению воздействием природных факторов, таких как проявление водной эрозии.

3.2. Результаты исследования воздействия водной эрозии на рельеф и ремонт углепородных отвалов

Горные породы в ходе добычи угля открытым способом, уложенные в отвалы, могут находиться в рыхлом (песчаники, супеси) либо в плотном состоянии (алевролиты, аргиллиты) и характеризуются высокой водопроницаемостью, что позволяет им впитывать атмосферные осадки без поверхностного стока. После насыщения горных пород влагой осадки начинают скапливаться на их поверхности, объединяясь в водные потоки с последующим их движением в сторону уклона рельефа породного отвала. Вследствие этого в формировании оврагов участвуют два вида эрозии – струйная и плоскостная. Сильная струйная эрозия отмечается в тех местах, где имеет место концентрация воды в значительных объемах. Плоскостная эрозия по-разному проявляется на откосах уже образовавшихся оврагов летом и в весенне-осенний период.

В весеннее время с ночными заморозками происходит плоскостная эрозия, когда грунты оттаивают на глубину 1–4 см, но при этом на стенках оврага сохраняется мерзлотный горизонт, в результате чего поверхностный слой грунта пересыщается водой и под действием сил гравитации смещается вниз по стенкам оврага. Поздней весной и летом в сухую погоду у осыпного склона четко выделяются два основных элемента: осыпающийся откос и осыпь. Для осыпи характерен вогнутый поперечный профиль. По мере своего роста осыпь постепенно выполаживается, что связано с ее уплотнением. Обвально-осыпные процессы наиболее интенсивны весной, после стока талых вод, производящих в оврагах боковую эрозию и вызывающих тем самым увеличение крутизны склонов.

Овражно-балочная аккумуляция на отвалах связана с временными водотоками, с одной стороны, и смывом склоновых отложений – с другой, что обусловлено влиянием комплекса физико-географических условий: рельеф, климат, геологическое строение, литологический состав пород и др. Наибольшее его проявление происходит весной, когда в период снеготаяния по днищу оврагов осуществляется массовый сброс талых вод, а также во время выпадения ливневых осадков. Максимальное накопление овражно-балочного материала идет на участках снижения транспортирующей способности водного потока. Промежуточные этапы формирования оврагов на отвалах схематично представлены на рис. 3.6.

В летний период происходит размыв и понижение днища оврага за счет водотоков, формирующихся на поверхности отвалов. В этих условиях генеральный угол откоса стенок оврага увеличивается. Система переходит в неустойчивое состояние. Появляется плоскость отрыва грунта от стенок. Далее стенки оврага деформируются – после осыпи грунта со стенок система приходит в устойчивое состояние и будет пребывать в этом состоянии до тех пор, пока не начнется новый водоток. Осыпавшийся грунт будет перемещен на поверхность на природный ландшафт (внешние отвалы) либо на поверхность нижележащего отвального яруса (внутренние отвалы).

Таким образом, к настоящему времени отчетливо прорисовывается картина трансформации рекультивированных горнопромышленных ландшафтов под влиянием водной эрозии природных факторов с образованием новых – вторичных – отвалов, сложенных переотложенными горными породами, вынесенными водным потоком из тела отвала (рис. 3.7).

Оценку количественных показателей вторичных переотложенных породных отвалов предлагаем проводить путем определения площади вторичного техногенного ландшафта – S, формируемого в процессе образования овражно-балочной системы, по формуле

где Siотв – площадь горизонтальной поверхности отвала под оврагом, га; Siрек. зем. – площадь рекультивированных земель, накрываемых горными породами, выносимыми из тела отвала при его размыве, га; n – количество образующихся оврагов на территории породных отвалов.

Механизм формирования оврага на породном отвале в естественных условиях поясняется на рис. 3.8, где представлены фрагменты интенсивно формирующегося оврага на поверхности промежуточного яруса внутреннего отвала разреза «Бородинский».

Протяженность оврага составляет 86 м. Возраст оврага 5 лет. Его формирование происходит под воздействием водотоков, концентрирующихся на восточном фланге поверхности отвального яруса. Объем водотока за 7–12-дневный период весеннего снеготаяния оценен на уровне 4–5 тыс. м3 и более. На его поверхности проведены работы по рекультивации – посажены саженцы деревьев хвойных пород (рис. 3.8а).

Рис. 3.6. Схема формирования поперечного профиля оврага

Вместе с тем межгосударственный стандарт по охране природы ГОСТ 17.5.1.01-83 оговаривает на техническом этапе рекультивации ремонт рекультивируемых участков. В состав ремонтных работ входит устранение неровностей рельефа, возникших в результате уплотнения отвальных пород или эрозионных процессов в период рекультивации. После приемки рекультивированных объектов государственной комиссией они переходят на баланс районных муниципалитетов. С этого момента объекты рекультивации уходят на второй план, поскольку по формальным признакам земли считаются восстановленными. Но природные факторы не поддаются управлению, либо оно (управление) является затратным. Воздействие первых остается весьма значимым и не прекращающимся во времени, вследствие чего расчленяется целостность сформированных отвальных массивов на более мелкие по площади и объему их части. Устраняют эти негативные экологические последствия путем производства работ по ремонту породных отвалов.

Рис. 3.7. Схема трансформации рельефа породного отвала под влиянием водной эрозии

Рис. 3.8. Фрагменты формирующегося оврага на территории внутренних отвалов разреза «Борординский»: а – стартовая водосборная канава глубиной 0–1,2 м; б – средняя часть оврага на поверхности отвала глубиной 2,0–3,0 м; в – откосная часть оврага; г – переотложенные горные породы, вынесенные водотоками из тела оврага

Ситуации с образованием оврагов на разновозрастных отвалах наблюдаются повсеместно на угольных разрезах Красноярского края. Также установлено, что развитие оврагов на отвалах является процессом безостановочным. В этой связи высвечивается актуальная проблема ремонта рекультивированных отвалов. Важны два аспекта этой проблемы: источник и объем финансирования работ по ремонту отвалов (бюджет района), поскольку отвалы приняты государственной комиссией и поставлены на кадастровый учет как земли государственного фонда, а с другой стороны, ремонт отвалов – это затраты на устранение возникающих экологических проблем как в коротком (5–7 лет), так и в длительном (15–25 лет) периодах, образовавшихся в результате производства работ по рекультивации нарушенных земель, спроектированных по государственным стандартам.

Если отвалы приняты государственной комиссией и с этого момента они начинают (продолжают) разрушаться, необходимо в бюджете муниципалитета предусматривать средства на устранение возникающих экологических проблем. В этой ситуации к угольным разрезам претензий быть не должно, поскольку отвалы поставлены на земельный баланс муниципалитета. Другая ситуация просматривается в тех случаях, когда разрушение отвалов происходит до их постановки на баланс муниципалитета. Такое положение требует совсем иных подходов со стороны угольного разреза, поскольку предстоит прием рекультивированного отвала госкомиссией. Прогнозирование уровней объемов финансирования по ремонту отвалов основывается на положении о том, что «если отвалы не ремонтировать», то в геометрической прогрессии будет увеличиваться площадь части отвала, подвергающегося водной эрозии, что приведет к адекватному росту объема образующегося оврага, а последнее напрямую отразится на финансировании работ по ремонту отвалов. Кроме того, затраты будущих периодов будут с каждым годом увеличиваться под влиянием инфляции.

Оценка финансирования работ по ремонту отвала должна осуществляться в такой логической последовательности. Предварительно рассчитывают объемы ремонтных работ: на местности определяют водосборный участок для разработки мероприятий по ликвидации концентрации и рассредоточению значительных объемов воды в период интенсивного снеготаяния и ливневых дождей в теплое время года (рис. 3.7).

На втором этапе определяют объем образовавшихся оврагов – в приоткосной части отвала и на его поверхности, поскольку ремонт поверхностной части требует нанесения почвенного слоя и проведения работ по биологическому этапу рекультивации. Далее устанавливают источник формирования и объем почвенной смеси для рекультивации горизонтальной части ремонтируемого породного отвала. На заключительном этапе определяют площадь природного ландшафта, на который выносятся вскрышные породы из тела размываемого отвала, а также объем почвенного слоя для рекультивации этого участка при необходимости и объем работ, предусмотренных биологическим этапом рекультивации.

Итоговые затраты на ремонт одного породного отвала складываются из следующих элементов: проектно-изыскательские работы, прохождение экспертизы проекта, экскавация и транспортировка вскрышных пород, вынесенных из тела отвала, для обратной засыпки в овраг на отвале, уплотнение отсыпанного грунта катками, снятие почвенного слоя и укладка его в бурт, экскавация и транспортировка почвенного слоя на горизонтальную площадку отвала, разравнивание бульдозером почвенного слоя, проведение работ, составляющих биологический этап рекультивации. Прогнозная оценка финансирования работ по ремонту одного отвала при ликвидации его размыва представлена на рис. 3.9.

На графике нижняя кривая определяет изменение затрат на проектно-изыскательские работы и прохождение экологической экспертизы. Эти затраты увеличиваются во времени под влиянием инфляции, а также за счет количества участков отвалов, разрушаемых оврагами. Другое дело с изменением затрат на ремонт отвала, что отражает на графике верхняя кривая. Рост затрат во времени обусловлен увеличением геометрических размеров оврага в трехмерном пространстве. Изменение затрат на ремонт отвалов характеризуется явно выраженным их ростом во времени. Также необходим анализ причин происходящего для определения источника финансирования работ по ремонту ранее рекультивированных отвалов вскрышных пород, сформированных в ходе добычи угля открытым способом.

Рис. 3.9. Изменение затрат на ремонт отвала

Как было показано, в технологиях формирования породных отвалов не учтены мероприятия, направленные на снижение влияния негативных природных факторов, а именно водной эрозии. В результате происходит сокращение площади земель как в природном состоянии, так и рекультивированных. Все это говорит о том, что необходим ремонт рекультивированных породных отвалов. Чтобы исключить затраты и работы по ремонту породных отвалов, необходимы новые технологии отсыпки горизонтальных и наклонных поверхностей породных отвалов.

В составе проектной документации на разработку месторождений полезных ископаемых отведен раздел по охране окружающей природной среды, в том числе по рекультивации нарушенных земель. К настоящему времени в практике недропользования становится актуальной следующая проблема: расходы угледобывающих компаний на рекультивацию не приносят планируемых результатов, поскольку существующие государственные стандарты на рекультивацию земель не отражают последние достижения науки, практики проведения работ по рекультивации земель и т.п. В этой связи с учетом накопленного опыта в горнотехнической и биологической рекультивации необходимо внести дополнения и корректировки в существующие ГОСТы на рекультивацию нарушенных земель.

Как установлено, угледобывающие предприятия часто избавляются от проведения работ по рекультивации путем обоснования мощности почвенного слоя менее 0,2 м, что согласно ГОСТу не подлежит снятию. В итоге почвенная оболочка хаотично укладывается в теле отвала и поверхности отвалов представляют собой безжизненную пустыню, поскольку горные породы, вынесенные с глубины 30–50 м и более, оказываются непригодными для произрастания на них древесно-кустарниковой растительности. К тому же собственники, понимая всю несостоятельность нормативных документов по проведению рекультивации породных отвалов, в лучшем случае не снижают и не увеличивают расходы на рекультивацию нарушенных земель. Обычно уровень финансирования остается стабильным в долгосрочном периоде (5–7 лет и более), что в условиях инфляции приводит к тому, что объемы работ в конце планируемого периода будут выполнены на 30–40 % от базисных объемов.

Вышесказанное позволяет скорректировать применяемые стандарты на формирование породных отвалов и их рекультивацию при открытых горных работах. Предлагаем внести изменения в следующие параметры горно-промышленных ландшафтов: мощность наносимого продуктивного почвенного слоя, форма рельефа планируемой поверхности породных отвалов, а также принципы формирования почвенной смеси для ее нанесения на горизонтальные поверхности породных отвалов (табл. 3.4). Комплекс корректировок должен использоваться при обосновании технологий формирования отвалов с учетом их рекультивации.

Главным результатом производства работ по рекультивации породных отвалов является то, что горно-промышленные ландшафты и прилегающая к ним территория после завершения всего комплекса работ должны представлять собой оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт. Но на практике такая идеализация оказывается недостижимой, поскольку изначально не совсем корректно выбран ориентир, на который опираются и проектировщики, и производственники.

В требованиях к рекультивации земель при сельскохозяйственном направлении предлагается: формировать участки нарушенных земель, удобных для использования по рельефу, размерам и форме, поверхностный слой которых должен быть сложен породами, пригодными для биологической рекультивации; производить планировку участков нарушенных земель, обеспечивающую использование современной техники для сельскохозяйственных работ и исключающую развитие эрозионных процессов и оползней почвы.

В первом случае, если на поверхность породного отвала, отсыпанного алевролитами с глубин 20 м и более, уложен почвенный слой, его продуктивность будет на уровне 20–30 га/ц. В то же время более высоким уровнем продуктивности характеризуется почвенный слой мощностью 1,5–2,0 м, состоящий из плодородного слоя почвы, потенциально плодородных пород и суглинков. Во втором случае идеально спланированная поверхность отвала обусловливает одномоментное таяние снеговых осадков и неуправляемое движение водных потоков на поверхности отвалов в весенний период. Это обстоятельство в итоге приводит к разрушению архитектуры и целостности рельефа породных отвалов, а также к сокращению площади рекультивированных земель и земель, находящихся в естественно природном состоянии. Поскольку такое разрушение происходит безостановочно, объемы водотоков значительные, то формат разрушений весьма велик и требует отвлечения финансовых вложений на ремонт рекультивированных отвалов.

Таблица 3.4

Предлагаемые корректировки в государственных стандартах по рекультивации нарушенных земель

Обоснованные изменения в виде дополнений и корректировок в государственные стандарты на рекультивацию земель позволят получить экологически приемлемые показатели формируемых горно-промышленных ландшафтов в условиях улучшения организации горных работ, а также снизить расходы предприятия на этот вид работ. Практическая реализация предлагаемых изменений в ГОСТы на рекультивацию земель требует создания новых, свободных от устоявшихся стереотипов, инновационных, низкозатратных эколого-ориентированных технологий формирования и рекультивации породных отвалов при добыче угля открытым способом.