Рекультивация карьеров

Когда стройматериалы и полезные ископаемые добывают открытым способом, то на месте их добычи появляются карьеры и отвалы. Вскрышные грунты, которые доставляют наверх и делают из них насыпь, носят название внешних отвалов. Вскрыша, которая остается внутри карьерной выработки – это внутренний отвал. Глубина, на которую копают карьеры, зависит от того, как расположен пласт, какова его мощность и насколько глубоко он залегает. Высота отвалов заложена в проекты добычи материалов и восстановления использованных территорий.

Месторождения разрабатывают обычно долгое время, по этой причине рекультивация отвалов и карьеров заложена в технологической схеме добычи материалов из месторождения. Ее проводят без перерыва соответственно выработке пласта. Поверхность отвалов рекультивируют соответственно планировке, обязательно производят землевание. Их покрывают плодородной почвой или породами, способными восстановить пригодность отвалов для роста растительности. Если отвал скальный, то процесс землевания производится при помощи специальных устройств – грунтометов, которые могут делать выброс фрезерованного почвогрунта на дистанцию, составляющую 35 метров.

Озеленение отвалов

В процессе рекультивации отвалов на их поверхности подготавливают все условия для возможности роста растений. Для этого применяют технологию гидропосева многолетней растительности. В смесь входят семена, земля, вода, опилки, минеральные удобрения в небольшом количестве, материалы, образующие пленку и так далее.
Насаждение на отвалах растений различных видов, которые смогут расти в климатических условиях местности, помогает уменьшить степень эрозии, откосы становятся устойчивей, образуется определенное сообщество растительности, насекомых и животных.

Степени пригодности вскрышных грунтов для рекультивации

Существуют группы вскрышных грунтов, по которым был проведен анализ – насколько они пригодны для рекультивации, если перед этим процессом не провести землевание. Это:

• Породы, которые не подходят из-за их химического состава, в них содержатся токсичные вещества и сульфиды, превышающие 2% с рН меньше 3.5.
• Неподходящие по причине физических свойств – скального и полускального типа, сложно выветриваемые.
• Недостаточно подходящие породы из-за химического состава, у которых рН 3.5-5.5 и количество солей легкого растворения, составляющих долю 1-2%.
• Мало подходящие по двум параметрам – химическому и физическому. Это сланцы, которые быстро выветриваются, очень плотные крепкие породы.
• Подходящие с большой степенью возможности плодородия подпочвенные слои почв зонального типа.

Во время разработки месторождений в местах, где скапливается много влаги, рекультивацию проводят в комплексе с организацией качественного проведения работ по гидрологии и гидрогеологии на внутренних отвалах. Поверхности отвалов планируют так, чтобы были уклоны для стока воды. Если же грунтовые воды расположены близко – то эти уклоны понадобятся для постройки осушительной сети открытого типа. Конструктивно осушительная сеть строится в соответствии с будущим применением нарушенных земель.

Рекультивация гидроотвалов

Гидроотвалы начинают рекультивировать по прошествии 6-8 лет после того, как был окончен их намыв. Этого времени достаточно для их стабилизации, частичного высыхания и начала роста растений. Если гидроотвал был устроен в понижении балочного типа, то это обычно сильно увлажненная местность, где скапливаются грунтовые, поверхностные и воды с самого отвала. В таких местах водный режим регулируется при помощи гидротехнических работ.
Гидроотвалы рекультивируют, проводя мероприятия по приведению поверхности в состояние, пригодное для обработки. Плюс к этому выращивают растительность, подходящую для будущего использования гидроотвала. Планировку и землевание на отвалах такого типа чаще всего не делают, потому как они состоят из пород, имеющих плодородный потенциал, а поверхность у них ровная. Если гидроотвал был устроен в дамбе обвалования, то его поверхность заранее планируют с уклонами, противостоящими эрозийным процессам.

Рекультивация хвостохранилищ

Отвалы обогатительных фабрик, полученные из отходов, остающихся после обогащения руд, носят название хвостохранилищ. Химический состав у таких отходов сильно отличается из-за состава горных пород и тем, каким способом производится обогащение (это могут быть магнитная сепарация, флотация, гравитация и так далее). Отвалы из химических отходов очень долго покрываются растительностью, так как для них характерны нехватка влаги, повышенная токсичность и выраженные эрозийные процессы. Во время проведения технической рекультивации выполняются работы по планировке, экранированию и землеванию. Проводятся мероприятия, направленные на устранение эрозии, выполняется регулировка водного режима, создание системы очистки дренажных вод. Рекультивация биологического типа направлена на улучшение роста дикоросов, сеют многолетнюю травянистую растительность, садят деревья и кустарники.

Рекультивация золоотвалов

Золоотвалы – это отходы тепловых электростанций, которые образуются как результат использования каменного угля в качестве топлива. Химический состав у них достаточно сложный, зачастую не хватает влаги, которая необходима для появления растительности естественного происхождения. Золоотвалы рекультивируются по тому же принципу, что и хвостохранилища, но при этом всегда учитывается химический состав золы и климатические условия региона. Также рассматривается, насколько вероятно использовать золу в производстве в подходящих для этого направлениях.

Рекультивация отвалов с токсичными солями

Для того чтобы рекультивировать отвалы, в составе которых есть токсичные соли, лаборатория охраны природы сельскохозяйственного института из Оренбурга разработала собственную схему. Она заключается в следующем. Отвал покрывают известью в расчете 10 тонн на 1 гектар, после чего закрывают глиной толщиной 15 см и следом песком для дренажа толщиной 30 см. После этих действий на отвал наносят суглинистый или супесчаный грунт толщиной 60 см. Они играют роль почвообразующей породы. В итоге весь этот «пирог» покрывают почвой слоем в 20-30 см – подойдет для посева культур сельскохозяйственного предназначения, для посадки деревьев и кустарников слой почвы должен составлять полметра.

Виды использования карьеров

Применять карьер в сельскохозяйственных целях можно, если:

• Площадь дна составляет больше 2-х гектаров.
• Есть в наличии почва с содержанием гумуса больше 2%.
• На дне карьера находятся породы с плодородным потенциалом.
• У грунтовых вод отсутствует токсичность и засоленность.

Кроме того, присутствует естественный дренаж, благодаря которому грунтовые воды находятся на глубине, превышающей 0.8 м. Как вариант – имеются условия для прокладки осушительной системы. Расположение карьера должно быть рядом с каким-либо населенным пунктом.

Использовать карьер в лесохозяйственных целях (предотвращение эрозии и регулирование водяного баланса) можно, если:

• В наличии имеется почва с содержанием гумуса больше 1%.
• На дне карьера есть породы плодородного типа.
• Грунтовые воды не обладают токсичностью и засоленностью.
• Оптимальная глубина местонахождения грунтовых вод не больше 0.6 м или существует возможность произвести осушение.

Населенные пункты находятся далеко от карьера.

Чтобы использовать карьер для купания и в качестве водоема для рыбалки, он должен отвечать следующим условиям:

• Санитарно-гигиенические и рыбохозяйственные нормы карьерной воды должны соответствовать требуемым параметрам.
• Для купания глубина должна быть больше 2 м, для разведения рыбы и рыболовецких целей – 0.5-2 м.
• Площадь. Для рыбной ловли не менее 10 Га, для купания – минимум 5 Га.
• Для разведения рыбы у площади и глубины должны быть следующие пропорции: глубина 0.15-0.5 м – 20% площади, глубина 0.5-2 м – 80% площади.

Расположение населенных пунктов при таком применении карьера не имеет значения.
Если отвалы предполагается использовать для строительства, то надо учитывать сроки, когда были произведены их намыв или отсыпка. Глинистый грунт – строить можно через 5-10 лет, песчаный грунт – 2-5 лет, на отвалах из отходов обогатительных фабрик строительство возможно через 2-10 лет. Если отвал отсыпали с отсутствием технологического уплотнения, то стройку можно начинать по прошествии 5 лет.