Біологічна рекультивація земель при гірських розробках

Биологический этап (биологическая рекультивация) включает комплекс агротехнических и мелиоративных мероприятий, направленных на восстановление и улучшение структуры грунтов, повышение их плодородия, создание лесов и зеленых насаждений, освоение водоемов, разведение дичи и животных. Биологическая рекультивация осуществляется землепользователями, которым передаются земли после их технической рекультивации, выполненной предприятиями и организациями Минуглепрома Украины, которые ранее нарушили эти земли.

Для выполнения этого этапа рекультивации, используются плуги различной конструкции, бороны, культиваторы, рыхлители, фрезы, катки, машины для внесения удобрений, навесные ямокопатели, лесопосадочные машины, дождевики и поливочные машины, косилки, комбайны.

Анализ направлений рекультивации земель показывает, что большинство из них носит биологический характер. Поэтому, требования биологической рекультивации определяют во многом выбор способов и средств для осуществления ее технического этапа.

Требования биологической рекультивации к техническому этапу наиболее полно разработаны по двум основным направлениям рекультивации - сельскохозяйственному и лесохозяйственному.

Различают общие требования биологической рекультивации к техническому этапу и специальные, выставляемые при рекультивации отвалов. При рассмотрении общих требований, предъявляемых к сельскохозяйственному и лесохозяйственному направлениям, можно выделить три основных:

- почвенный слой в результате рекультивации возвращается на прежнее место;

- смешение пород и почв производится с целью создания благоприятных условий для приживаемости растительности;

- использование только отвальных пород в качестве среды для выращивания растений.

По данным исследований, для успешного проведения биологической рекультивации необходимо:

1) на землях, подлежащих нарушениям горными работами, снимать верхний, самый плодородный гумусовый слой почвы вместе с потенциально плодородными породами;

2) плодородный слой почвы до укладки на спланированные отвалы или малопригодные угодья хранить в отвалах-складах;

3) при снятии, складировании и хранении ППС и ППП принимать меры, исключающие ухудшение их качества и предупреждающие размывание и выдувание;

4) учитывать данные физико-химического анализа пород нарушаемых территорий при выборе технологии разработки;

5) планируемым участкам поверхности в процессе рекультивации придавать правильные геометрические контуры;

6) гумусовый слой, доставляемый на рекультивируемые площади, укладывать ровным слоем (0,3 - 0,5 м.), не допуская переуплотнения грунта;

7) обеспечить корнеобитаемый слой мощностью не менее 1м. Он должен иметь следующие физические и агрохимические свойства: объемную массу грунта не более 1,5г/см; гранулометрический состав по соотношению глина-песок - 1:3 или 1:2 (при карбонатных глинах); пористость капиллярную не менее 40 - 45%; содержание гумуса в корнеобитаемом слое при сельскохозяйственном использовании не менее 2%, при лесном - 1%; содержание водорастворимых сульфатов натрия и магния (в водной вытяжке) - не более 0,5%, хлоридов - не более 0,01%; реакцию грунтопочвенной среды (в водной суспензии) - рН=6 8.

Специальные требования биологического этапа предъявляются к технической рекультивации отвалов, что определяется их особой ландшафтной формой, физико-химическим составом слагающих пород, склонностью к самовозгоранию. Сущность требований заключается в следующем. Отвалы, параметры которых соответствуют архитектурно-ландшафтным требованиям и принципам антропогенной совместимости и имеют поверхностный слой, обеспечивающий биологическое самовосстановление, не нуждаются в технической рекультивации.

Если высота рекультивируемых отвалов лимитируется условиями, предупреждающими самовозгорание, то отвалы должны быть понижены в соответствии с этими требованиями.

При низкой фильтрационной способности пород отвала следует устраивать оградительный вал высотой 0,6 - 1,5 м. и отводящие канавы во избежание размыва откосов атмосферными осадками и сноса пород.

Откосы отвалов должны быть выположены. На выположенных откосах пониженных отвалов (крутизна склона более 120) для задержания и поглощения атмосферных осадков, прекращения или значительного ослабления эрозионных процессов можно нарезать террасы. Плоские, выположенные и террасированные отвалы наиболее удобны для сельскохозяйственной рекультивации. Их рекомендуется использовать под сады, пашню и пастбища. В таких случаях, мощность наносимого на отвал гумусового слоя должна составлять не менее 20 см.

Не допускается нанесение гумусового слоя на отвалы из токсичных пород без коренной химической мелиорации (глинование, пескование, известкование, внесение золы и т.д.), а также без экрана из нетоксичных пород.

Рекреационное направление рекультивации предусматривает улучшение ландшафтной архитектуры городов, создание для населения благоприятных оздоровительных условий, а санитарно-гигиеническое направление - озеленение шахтных отвалов различными способами для сокращения вредного влияния их на ОПС. При озеленении отвалов техническая рекультивация с целью улучшения физико-химических свойств грунтов должна заканчиваться не позже, чем за год до начала биологической.

Завершающая стадия рекультивационных мероприятий - строительные работы. Их проводят на нарушенных территориях для создания промышленных и жилых районов, зон отдыха. Строительная рекультивация в некоторых случаях, может быть применена вместо биологической, например, при рекультивации отвалов, находящихся в черте населенных пунктов.

Проектирование рекультивации. Для каждой действующей угольной шахты разрабатывается и утверждается в установленном порядке проект рекультивации нарушенных и нарушаемых земель, в строгом соответствии с которым должны выполняться все необходимые работы.

При разработке проектов рекультивации и их осуществлении, должны учитываться следующие факторы:

- природные условия района;

- расположение нарушенного (нарушаемого) участка;

- перспективы развития района разработок;

- фактическое или прогнозируемое состояние нарушенных земель к моменту рекультивации;

- химический и гранулометрический состав, агрохимические и агрофизические свойства, инженерно-геологическая характеристика вскрышных и вмещающих пород и их смесей в отвалах;

-хозяйственные, социально-экономические и санитарно-гигиенические условия района размещения нарушенных земель;

- срок использования рекультивированных земель;

- охрана окружающей среды от загрязнении ее пылью, газовыми выбросами и сточными водами до установленных норм.

В приведенном перечне, важное место отводится геолого-почвенному обследованию нарушаемой и восстанавливаемой территории, которое проводится геологическими службами на стадии детальных разведочных работ. Полученные данные характеризуют:

- содержание питательных веществ в почве;

- реакцию среды;

- содержание токсичных веществ в почве;

- водно-физические, агрохимические свойства и минералогический состав пород, их физико-технические характеристики и механические характеристики.

На основе полученных данных дается предварительная оценка пригодности пород для биологической рекультивации. Все породы делятся на три группы: пригодные, малопригодные, непригодные.

Пригодные - это плодородные и потенциально плодородные породы.

К плодородным относятся: плодородный слой почвы, гумусовые горизонты различных типов почв, значение рН которых не выходит за пределы 5,5 - 8,2, сумма токсичных солей в водной вытяжке не превышает 0,2%. Они используются под пашню, сенокосы и пастбища, землевание малопродуктивных земель.

К потенциально-плодородным относятся: почвообразующие и другие несвязанные породы с активной реакцией от слабокислой до щелочной, незасоленные, супесчаного, суглинистого, легкоглинистого механического состава.

Малопригодные для биологической рекультивации породы те, на которых рост и развитие растений ограничивается либо физическими или механическими свойствами, либо химическим составом.

Малопригодные по физическим свойствам – пески, рыхлые и связанные породы, утяжеленные содержанием физической глины более чем на 75 %. Сюда же относятся бесструктурные породы легкого механического состава, подверженные водной и ветровой эрозии.

Малопригодные по химическому составу - кислые, среднезасоленные и солонцеватые почвы и породы с рН = 3,5 - 5,5.

Непригодные к биологической рекультивации породы делятся на две группы:

- по физическим свойствам - это трудновыветриваемые скальные, полускальные магматические и метаморфические породы (с коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова более 3 - 4);

- по химическому составу - это сильно кислые (в основном сульфидосодержащие) породы с рН<3,5; сильнощелочные с рН>9; сильнозасоленные породы с показателем сухого остатка более 0,8% и концентрацией анионов в водной вытяжке, значительно превышающей пороги их токсичности. Пороги токсичности анионов: СО₃^2- - 0,05 мг·экв., НСО₃^- - (Mg²⁺ и Са²⁺) - 0,3 мг·экв, SO₄^2- - (Mg²⁺ и Са²⁺) - 1,7 мг·экв (на 100 проб пород). Сюда также относятся породы содержащие сульфаты, легкорастворимые соли, гипс, карбонаты.

Рекультивация нарушенных земель, представленных малопригодными и непригодными для биологической рекультивации породами, имеет значительные трудности. Поэтому при формировании отвалов из таких пород должен соблюдаться следующий порядок их размещения: в самом нижнем слое располагаются непригодные породы, затем малопригодные, потенциально плодородные и плодородные.

Дата добавления: 2014-10-23