О.В. Плешакова, Ю.Д. Рябушапко

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)», г. Омск

В статье рассматривается проблема нарушенности земель при добыче глинистого сырья. Предлагаются мероприятия по рекультивации этих земель.

Ключевые слова:нарушенные земли, рекультивация, отвалы, уступы, эксплуатация карьера.

O.V. Plesakova, U. D. Ryabushapko

Recultivation of lands in the Voskresensky field on production of clay raw materials

The problem of destruction of lands at production of clay raw materials is considered in article. Actions for recultivation of these lands are offered.

Keywords:disturbed land, recultivation, dumps, ledges, operation of a pit.

Добывающая промышленность в нашей стране является важнейшей составной частью природопользования, обеспечивающей потребности общества в минеральном сырье. Минеральное сырье остается одним из главных источников развития цивилизации. Ежегодно в мире извлекаются десятки млрд. т. различного минерального сырья и топлива. Это приводит к нарушению земель, т.е. земли, утрачивают первоначальную природно-хозяйственную ценность. В России площади нарушенных земель достигают 2 млн га. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяется гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом.

Для восстановления продуктивности и народно-хозяйственной ценности нарушенных земель, а также для улучшения условий окружающей среды в соответствии с интересами общества применяют комплекс восстановительных работ - рекультивацию. Рекультивация нарушенных земель должна осуществляться в два последовательных этапа: технический и биологический [1].

В состав работ по технической рекультивации входят: планировка поверхности, снятие, хранение, транспортировка и нанесение плодородных почв на нарушенные земли, формирование откосов, выемок. Целью указанного вида рекультивации, является предварительная подготовка нарушенных территорий для использования.

Главной целью биологической рекультивации является создание растительного покрова на подготовленных участках. С ее помощью восстанавливают продуктивность нарушенных земель, формируют зеленый ландшафт, создают условия для обитания животных, растений, микроорганизмов, укрепляют насыпные грунты [2].

Одним из объектов Омской области, нуждающемся в рекультивации, являются земли, нарушенные в результате добычи глинистого (кирпичного) сырья на Воскресенском месторождении. Данное сырье используется для изготовления кирпича, черепицы и прочих строительных материалов из обожженной глины на кирпичном заводе «Восход» Калачинского района. Земельный участок, на котором расположен карьер, относится к категории земель сельскохозяйственного назначения. Для производства годового выпуска кирпича – 12 млн. шт. установлены минимальные годовые уровни добычи глинистого сырья в объеме не менее 27 тыс.м³. В результате разведочных работ объема запасов глинистого сырья хватит на 10 лет; начало эксплуатации карьера - 2009 г.

Карьерная разработка Воскресенского месторождения заканчивается в 2019 году и часть территории уже не используется для добычи глины, поэтому на этой территории необходимо проводить рекультивационные работы. После выполнения предложенных работ получат дополнительные площади, пригодные для включения их в сельскохозяйственные угодья. Рекультивационные работы позволят ослабить эрозийные процессы на откосах; предохранить территорию дна карьера от заноса частицами грунта, смываемыми с откосов; улучшающих общий ландшафт территории.

Перед добычей нерудных строительных материалов открытым способом на Воскресенском карьере проводилось снятие плодородного слоя почвы, на стадии подготовительных работ в теплое и сухое время года. Затем выполнялись вскрышные работы, которые проводились раздельным способом: разработали потенциально плодородные горные породы, после этого непригодные горные породы с перемещением их на начальном этапе освоения месторождения во внешние временные отвалы. Снятие плодородного слоя почвы осуществлялось послойно, срезка слоев без перемешивания, так как это может привести к снижению гумуса в плодородной смеси в 2,7 раза. В свою очередь создание отвалов из смешанной массы горизонтов приводит к снижению плодородия в 2…20 раз. После вскрытия карьера ведется добыча глинистого сырья [3].

В процессе эксплуатации карьера образовался борт - боковая ограничивающая поверхность карьера, совокупностью откосов и площадок уступов, высота уступов уже достигла 5,52 м от существующего карьера. Линии пересечения борта карьера с земной поверхностью и дном карьера создают соответственно верхний и нижний контуры карьера. При установлении углов наклона уступов и борта карьера учитывают физико-механические свойства горных пород, слагающих уступы, естественные углы падения слоёв породной толщи.

Техническим этапом рекультивационных работ данного объекта является выполаживание откосов карьеров глубиной до 5…6 м. При использовании площади откосов карьеров в составе сельскохозяйственных угодий их крутизна должна обеспечивать беспрепятственное движение машин как агрегатируемых с тракторами, так и самоходных. В связи с вышеперечисленным рекомендовано принять способ погашения угла откоса уступов карьера до 18º «снизу вверх» (рис. 1) [4].

Рис. 1. Погашение угла откосов карьера

Выполаживание откосов рекомендуется проводить бульдозером, а для перемещения грунтов использовать фронтальные погрузчики. Проводить работы необходимо с учетом того, что при срезке каждого последующего слоя бульдозер вынужден будет перемещать часть ранее перемещенных грунтов или пород предыдущего слоя, так как объем планировочных работ больше расчетного на величину повторного перемещения грунтов [5]. Выполаживание откосов необходимо выполнять в соответствии с ГОСТ 17.4.3.02-85 [6].

Отвалы вскрышных непригодных и малопригодных горных пород разравнивают и по их верху отсыпают потенциально плодородными грунтами, пригодными для развития корневой системы растений. Плодородные грунты забирают из временных отвалов ранее снятого слоя почвы, мощностью не менее 0,2…0,4 м под пашни, 0,2…0,3 м – под сенокосы. Проектируемая площадь рекультивируемых земель представлена в таблице 1.

Таблица 1

Показатели объекта рекультивации

На завершающем этапе технической рекультивации карьеров необходимо провести агротехнические мероприятия, то есть последовательность работ по сохранению и воспроизводству плодородия почв и вовлечению их в сельскохозяйственное производство. Состав мероприятий зависит от характера деградации почв, количественных отклонений показателей плодородия от оптимальных или удовлетворительных, а также имеющихся тенденций к ухудшению. В этом случае необходимо применять комплекс мероприятий, обеспечивающих стабилизацию и восстановление этих показателей.

На первой стадии биологической рекультивации рекомендуется проводить подготовку верхних слоев почвы. Почвы района отличаются пестротой: к понижениям рельефа приурочены луговые черноземы, нередко солоноватые солонцы, большие территории занимают черноземы. Непосредственно на площади месторождения в результате геологоразведочных работ повсеместно вскрыты покровные образования мощностью до 4,6 м и представлены твердыми комковатыми суглинками желтовато-бурого, желтовато-коричневого цвета.

Для месторождения характерен типовой разрез:

- слой 1: почвенно-растительный, мощностью 0,4-0,5 м;

- слой 2: суглинки желтовато-бурого, желтовато-коричневого цвета, твердые, комковатые. В подошве с глубины 4,0…4,5м суглинки с высоким содержанием крупнозернистых карбонатных включений.

Для улучшения верхних слоев почвы рекомендуется выращивание почвоулучшающих культур, таких как люцерна желтая, житняк узколистный, семейства бобовых, главными критериями которых являются высокая способность к повторному воспроизводству, многолетнее произрастание, а также глубокое залегание корней в почве. Норма высева семян на рекультивируемую площадь представлена в таблице 2. Эти сельскохозяйственные культуры предпочтительны для лесостепной зоны с характерным чередованием лесных участков и открытых степных пространств. Длительность этой стадии может быть от 3 до 5 лет [7].

Таблица 2

Норма высева семян на рекультивируемую площадь

Для повышения биологической активности и восстановления плодородия почвогрунтов необходимо внесение органоминеральных удобрений. Количество этих удобрений определяется из расчета получения до 20 ц на га сена возделываемых культур, предлогается внесение органических (навоз) и неорганических удобрений. Норма внесения удобрений представлена в таблице 3. Внесение удобрений должно осуществляться равномерно, в качестве подкормок.

Таблица 3

Норма внесения удобрений на рекультивируемую площадь

При проведении биологического этапа рекультивации необходимо соблюдение следующих агротехнических мероприятий [8]: плоскостная обработка почвы после механизированного внесения удобрений; снегозадержание уплотнением 3 раза за зиму; посев многолетних трав (или бобовых) первая декада апреля или мая; прикатывание поверхности до и после посева; боронование посевов после появления всходов; подкормка минеральными удобрениями ранней весной; скашивание трав в период цветения; уборка сена; копнение сена – июль, август; стогование сена – 1 раз в год.

На 2-й, 3-й, 4-й и 5-й годы биологического освоения следует проводить: снегозадержание уплотнением 3 раза за зиму; весеннее боронование в течение 1-2 суток после поспевания почвы; подкормка минеральными удобрениями (при необходимости) ранней весной; скашивание трав- 2 укоса в год в период цветения; уборка сена- июль, август; копнение сена- июль, август; стогование сена – 1 раз в год; послеукосное боронование после уборки.

Параллельно с биологической рекультивацией планируются противоэрозийные мероприятия. Важнейшее значение для предотвращения эрозии почв имеют агролесомелиоративные мероприятия. Защитные лесные насаждения повышают биоклиматический потенциал прилегающих земель. Под их защитой возрастает эффективность севооборотов по сравнению с открытым полем, на защищенных территориях значительно улучшается гидротермический режим, более чем в 4 раза сокращается поверхностный сток, в 3 раза увеличивается поглощение излишков углекислого и других парниковых газов, оптимизируются процессы почвообразования, богаче и разнообразнее флора и фауна [8].

Все планируемые работы позволят восстановить и сохранить территорию, используемую под карьер, вернуть ее в земли сельскохозяйственного назначения, а также поддерживать баланс экосистемы в целом.

Библиографический список

1. Рекультивация и обустройство нарушенных земель. / Под ред. В.И. Сметанина. – М: «Колос»; Москва н/Д: Издательский центр «Колос», 2000. – 36 с.

2. ГОСТ 17.5.3.05–84 Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию – Введ. 1984-07-01. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 1984. – 19 с.

3. Промышленная экология. Учебное пособие / Под ред. В. В. Денисова. – М: ИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2007. – 720 с. (Серия «Учебный курс»).

4. Луканин В. Н. Промышленно-транспортная экология: Учебник для вузов / В. Н. Луканин, Ю. В. Трофименко; под ред. В. Н. Луканина. – М.: Высш. Шк., 2001. – 273 с.

5. Технология и организация природоохранных работ. Часть 1. Учебное пособие / Под ред. Ю. П.Поляков.– М: «Наука»; Новочеркасск: Издательский центр «Наука», 2003. – 200 с.

6. ГОСТ 17.4.3.02-85 «Охрана природы. Почвы. Требование к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ– Введ. 1985-07-01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1985. – 14 с.

7. Технология и организация природоохранных работ. Производство работ по защите и улучшению земляных угодий и территорий. Ч. 2. Учебное пособие / Под ред. Ю. П.Поляков. – М: «Наука»; Новочеркасск: Издательский центр «Наука», 2003. – 120 с.

8. Методические указания по проектированию планировки мелиорируемых земель. – Новочеркасск, 1999. – 17 с.

Сведения об авторах

Плешакова Ольга Владимировна к.т.н., доцент кафедры «Инженерная экология и химия» ФГБОУ ВО «СибАДИ», e-mail: o.v.pleshakova@yandex.ru, тел. 8-950-791-87-49

Рябушапко Юлия Дмитриевна студентка ФГБОУ ВПО «СибАДИ», факультета «Автомобильные дороги и мосты», направление «Техносферная безопасность».

Pleshakova Olga Vladimirovna, Cand. of Technical Science, associate professor of the “Engineering Ecology and Chemistry” Chair, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «SibADI», e-mail: o.v.pleshakova@yandex.ru, tel. 89507918749

Ryabushapko Ulya Dmitrievna, a student of Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «SibADI», Department of Highway and Bridges, Course ‘Technosphere safety’.

УДК 631.44 (571.13)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: