Особенности технического этапа рекультивации на примере ООО «Барзаский карьер»

Кемеровская область расположена в Кузнецком бассейне, поэтому угольная промышленность является важным звеном промышленности. Как известно, предприятия угольной промышленности оказывают существенное негативное влияние на различные компоненты окружающей среды: атмосферный воздух, земельные и водные ресурсы, флору и фауну. В процессе производства горных работ как открытым, так и подземным способом происходит изъятие из землепользования земель, как сельскохозяйственного, так и лесохозяйственного назначения, загрязнение
вредными веществами почвенного покрова на прилегающей к горным отводам территории.

Одним из предприятий угледобывающей промышленности, нуждающихся в проведении рекультивационных работ является ООО «Барзасский карьер». Предприятие расположено в северной части Кемеровской области, в 8 км от г. Березовский, вблизи северной границы пос. Барзас, на правобережье р. Барзас. ООО «Барзасский карьер» работает с 2003 года; специализируется на выпуске высококачественного диабазового щебня различных фракций. Диабаз широко применяют в строительстве автомобильных дорог, в качестве заполнителя бетона для приготовления высокопрочных, водостойких и ответственных железобетонных конструкций, для устройства балластного слоя железнодорожного пути, в качестве фильтрующего материала в искусственных фильтрующих массивах, а также для изготовления базальтового супертонкого волокна и минеральной ваты. Помимо диабазового щебня производится выпуск природного песка для строительных работ, песчано-гравийной смеси, щебня из гравия и гравий.

Необходимые рекультивационные работы предполагают 2 этапа: технический и биологический. Перечень работ технического этапа рекультивации определяется на стадии разработки проекта индивидуально для каждого конкретного объекта с учетом характера и степени нарушения, состава и свойств почвогрунтов и требований последующего этапа рекультивации.

Технический этап рекультивации является подготовительным звеном к биологической рекультивации; основной его задачей является техническое устройство нарушенной территории, подготовка условий для нормального роста и развития растительности. Этот этап предусматривает выполнение мероприятий по подготовке земель, освобождающихся после отработки месторождения, к последующему целевому использованию.

В границах горного отвода ООО «Барзасский карьер» почвенный покров представлен типами и подтипами почв: неразвито-скелетная почва, подзолистая почва. Почвы имеют очень низкое почвенное плодородие. Мощность органического слоя в почве равна всего 0,09 м. В соответствии с ГОСТ 17.4.3.02–85 п.1.5. на участках, занятых лесом, плодородный слой почвы мощностью менее 0,1 м не снимается. Для проведения рекультивации вместо плодородного слоя почвы (ПСП) будет использоваться потенциально плодородный слой почвы (ППСП). Мощность насыпаемого ППСП не должна быть менее 0,2 м.

Планировочные работы включают выравнивание поверхности нарушенных земель. Согласно ГОСТ 17.5.1.01–83 выделяются следующие виды планировки:

• сплошная планировка – выравнивание поверхности с уклонами, допустимыми для механизированного сельскохозяйственного и лесохозяйственного
  освоения;
• частичная планировка – выборочное выравнивание поверхности, обеспечивающее создание благоприятных условий для целевого использования земель [2].

Настоящим проектом принимается частичная планировка поверхности.

По очередности проведения работ выделяется:

• грубая планировка – предварительное выравнивание поверхности с выполнением основного объема земляных работ;
• чистовая планировка – окончательное выравнивание поверхности и исправление микрорельефа при незначительных объемах земляных работ.

Грубая планировка отвала производится в период отсыпки по мере подвигания фронта отвальных работ. Чистовую планировку предусматривается осуществлять после осадки отвала (через 1,0–1,5 года после отсыпки пород). Чистовая планировка выполняется автогрейдером, имеющим низкое давление на грунт, чтобы уменьшить уплотнение поверхности рекультивируемого слоя.

При проведении планировочных работ принята уборка крупнообломочных материалов, лежащих на поверхности, что позволяет повысить продуктивность рекультивируемых земель, так как наличие таких материалов затрудняет, а иногда и исключает, выполнение необходимых агротехнических процессов, вызывает непроизводительные затраты по эксплуатации машин и орудий, ухудшает плодородие земель.

Горизонтальные поверхности отвала выполаживаются под углом, не превышающим 3°, с уклоном от середины к краям для исключения скапливания воды на поверхности.

При планировочных работах необходимо учитывать динамику осадочных явлений на отвале. Выделяются два периода осадки:

• первый – интенсивная осадка поверхности отвала непосредственно после его отсыпки. Уплотнение отвала на данном этапе происходит под действием собственного веса при естественной влажности грунтов. В течение 8,0–15,0 дней осадка резко увеличивается. Затем интенсивность процесса уменьшается и разница в величине осадки рядом расположенных точек стабилизируется. Через 1,5–3,0 месяца деформация поверхности почти прекращается;
• второй – осадка отвала вследствие переувлажнения грунтов в осенне-весеннее время. На поверхности появляются зоны трещиноватости, наблюдаются оползневые явления на откосах. Продолжительность второго периода – до 1,5 лет.

В соответствии с ГОСТ 17.5.1.02–85, остаточная карьерная выемка
ООО «Барзасский карьер» относятся к глубоким (глубина до 100,0 м). По характеру обводнения (увлажнения) карьерная выемка относится к умеренно-влажной [1].

В соответствии с «Технологическими решениями по рекультивации нарушенных земель при ликвидации шахт и разрезов» направление использования карьерной выработки – комбинированное. Нижняя часть используется под водоем, верхние уступы остаются под самозарастание, а горизонтальные площадки карьера рекультивируются в лесохозяйственном направлении.

Отвал вскрышных пород формируется из потенциально-плодородных пород. Данные породы характеризуются благоприятными физико-химическими свойствами и подходят для проведения рекультивации.

Откосы отвала выполаживаются под углом, не превышающим 18º с использованием технологической схемы представленной на рисунке.

Принятая система разработки, технологические схемы ведения горных работ, параметры отвалообразования, а также расположение транспортных, энергетических и других коммуникаций благоприятствуют эффективному проведению рекультивационных работ.

Технический этап рекультивации разделяется на подготовительный и основной этапы:

Подготовительный этап, заключается в снятии, транспортировании ППСП и формирование временных складов ППСП. Этап предшествует основным эксплуатационным работам.

Рис. Технологическая схема выполаживания откоса отвала на ООО «Барзаский карьер»

Основной этап, заключается в выполаживании откосов ярусов отвалов, отгрузке и транспортировании ППСП, нанесение ППСП на спланированные площади, формирование ограждающего вала вокруг карьерной выемки. Этап производится по окончанию основных эксплуатационных работ.

В состав мероприятий по инженерной подготовке рекультивируемых земель входят: борьба с эрозией почв, укрепительные и противоэрозийные работы на откосах отвала и бортах карьерной выемки, отвод поверхностных вод, защита спланированного отвала от подтопления и заболачивания, дренаж и орошение. Выполнение этих мероприятий производится на стадии технического этапа до развертывания работ по биологической рекультивации.