Порушення землі як об'єкт рекультивації

Порушення земної поверхні найчастіше відбувається у процесі геологорозвідувальних робіт і розробок корисних копалин. Враховуючи їх особливості, розглянемо кожен випадок окремо.

Порушення земної поверхні у процесі геологорозвідувальних робіт

Геологорозвідувальні роботи пов'язані із використанням автомобільно-транспортного парку (АТП) машин і буріння свердловин на відповідну глибину. У свою чергу для використання АТП виникає необхідність вилучення із фонду земель сільськогосподарського призначення або інших об'єктів під будівництво доріг. Так, підрахунки свідчать, що на спорудження навіть проектної дороги шириною 4 м розмір займаної нею площі становить орієнтовно 1 га на кожні 2,5 км траси.

Спорудження доріг геологорозвідувального призначення супроводжується такими основними змінами ділянок земної поверхні:

ü вирубування лісу на трасі;

ü знищення трав'янистого покриву і чагарників під проектованим полотном дороги;

ü порушення гумусового шару;

ü аналогічними порушеннями на сусідніх із дорожнім полотном земельних ділянках, з яких береться порода для будівництва дороги;

ü створення нового мікроландшафту на окремих ділянках траси у зв'язку з влаштуванням виїмок і насипів, створення дамб тощо.

Знищення трав'янистого покриву і чагарників у зв'язку з підготовчими роботами на полотні дороги та розробки сусідніх земельних ділянок може мати деякі (іноді значні) екологічні наслідки в районах з несприятливими географічними умовами (властивості грунту, клімат), де процеси відновлення рослинного покриву проходять повільно. Порушення гумусового шару, яке супроводиться зміною структури грунтів, забрудненням піском, гравієм, щебенем і в'язкими матеріалами, за своїми наслідками найбільш істотні для родючих земель.

Під час прокладання дорожніх трас у лісистій місцевості робляться просіки шириною 10-15 м, тобто у разі будівництва 1 км дороги вирубується ліс на площі 1,0-1,5 га. Значна кількість дерев вирубується для використання як будівельний матеріал у процесі прокладання доріг в болотній місцевості.

До серйозних екологічних наслідків призводить бездорожнє транспортування вантажів на автомобілях високої прохідності, а також на тракторах. Природний стан грунтово-рослинного покриву порушується і на земельних ділянках, на яких облаштовують виробничі майданчики геологорозвідувальних партій, що проводять буріння і гірничі роботи. Зокрема, порушення зводяться до знищення деревної та чагарникової рослинності, деградації або знищення трав'янистого покриву, ущільнення і забруднення грунту пально-мастильними матеріалами, промивними розчинами і буровим шламом.

Для орієнтації в табл.2.1. наведені норми площ земельних ділянок, які відводяться для робіт у разі розвідувального буріння на тверді корисні копалини.

Таблиця 2.1. Норми площ земельних ділянок для розвідувального буріння

Порушення природних ландшафтів місцевості, на якій проводяться геологорозвідувальні роботи, пов'язане з утворенням западин в результаті проведення відкритих гірничих виробок і підвищень внаслідок залишення на земній поверхні породної маси, яка виділяється із гірничих свердловин або виробок.

Для розкриття корінних порід і корисних копалин, що залягають на незначній глибині від поверхні, широко використовуються розвідувальні канави. Параметри цих канав різні: довжина їх встановлюється залежно від розмірів досліджуваних площ і вимог методики розвідки, ширина канав залежить від глибини, форми поперечного січення і властивостей порід.

Залежно від умов та обсягу робіт використовують такі основні способи прохідки відкритих розвідувальних виробок: - машинний (навантажувачами, екскаваторами, бульдозерами, колісними і канатними скреперами) з використанням енергії вибухових речовин та вручну. Ці способи по-різному характеризуються з екологічної точки зору. Наприклад, прохідка розвідувальних канав навантажувачами і вручну супроводжується найменшими порушеннями поверхні. Бульдозерна ж прохідка призводить у багатьох випадках до невиправданого збільшення ширини виробок і створення відвалів, ліквідація яких вимагає додаткових витрат. Нарешті, найбільшими негативними екологічними наслідками характеризується прохідка розвідувальних канав вибухом. При цьому ширина утворених вибухом канав перевищує у 2-4 рази їх глибину, розкидання породи на поверхні вимірюється десятками метрів у кожний бік виробки. Тому не випадково, що прохідна канава вибухом на викидання зараз дозволяється лише у виняткових випадках у важкодоступних (переважно гірських) районах при низькопродуктивних грунтах.

Дещо по-іншому проводяться розвідувально-експлуатаційні гірничі виробки, за допомогою яких здійснюються розвідка та одночасно часткова розробка родовищ кристалічної сировини. Ці виробки у вигляді окремих траншей або кар'єрів мають значні параметри.

Відвали гірських порід, що утворюються у разі проведення розвідувальних виробок, поділяють на тимчасові та постійні. До тимчасових відносять скупчення породної маси, вивернутої у процесі проведення розвідувальних канав і неглибоких шурфів, які згодом використовуються для засипки цих виробок після оформлення їх екологічної документації та випробування. Породи, що виділені з інших розвідувальних виробок, складуються на поверхні у постійні відвали.

Найбільші за своїми розмірами відвали виникають на промислових майданчиках геологорозвідувальних експедицій, які проводять розвідку родовищ радіоактивних руд і розвідувально-експлуатаційні роботи на родовищах кристалічної сировини.

Кар'єри за характером порушень та формою рельєфу бувають терасовані, котловане- і западиноподібні та ін. За глибиною розробки їх поділяють на глибокі, середньоглибокі та неглибокі. Глибокі та середньоглибокі найдоцільніше відводити під водоймища, а неглибокі - під будівництво або для розміщення відходів виробництва.

Відвали бувають внутрішні і зовнішні, а за характером порушення і формою рельєфу - платоподібні, терасовані та гребенеподібні. Відновлення й використання відвалів значною мірою залежить від способу їх відсипки, товщини і фізико-хімічних властивостей розкривних порід. Наприклад, платоподібні внутрішні та зовнішні відвали, які відсипані транспортними засобами і мають висоту в межах 5-30 м можна використовувати під ріллю, сінокоси, пасовища, багаторічні насадження і задерніння для природоохоронного призначення, а в деяких випадках - під зони відпочинку та спорту.

Гребенеподібні відвали, що відсипаються безтранспортною системою з використанням драглайнів або консольних відвалоутворювачів висотою 30-50 м, і - можна використовувати під сінокоси, багаторічні насадження і задерніння для природоохоронного призначення.

Порушення земель у процесі відкритих розробок родовищ корисних копалин

Відкритий спосіб розробки корисних копалин вважається прогресивним, оскільки забезпечує високу продуктивність гірничо-видобувних механізмів. Проте у випадку відкритих розробок використовується значна територія, на якій розташовуються кар'єри, відвали, залізничні й автомобільні дороги та різноманітні промислові споруди. Так, площа кар'єру будівельних матеріалів становить 30-250 га, кар'єру марганцевої руди або вугілля - 1000-2000 га, залізорудного кар'єру - 150-500 га. Глибина рудних кар'єрів зараз сягає 250 м, а може сягати до 1000 м та більше. Висота відвалів розкривних порід нині не перевищує 50 м і, напевно не буде вищою, бо це може призвести до значного вилучення площ під відвали. Так, розрахунки свідчать, що за глибини відкритих розробок 500-1000 м площа відвалу буде перевищувати площу кар'єру у 4 -7 разів.

Отже, порушення земель через видобуток корисних копалин значні як за площею, так і за глибиною. Крім того, відвали, як правило, складені хаотично, в них перемішані суглинки, глини, сланці та інші породи. Вони утворюють пересічний рельєф, який складається із високих насипів (відвалів) і глибоких западин (кар'єрних виїмок). При цьому на поверхню виносяться малопродуктивні або безплідні гірські породи. Прикладом цього може бути Кривбас, де щорічно переміщується у відвали 62 млн. м3 покрівлі та 48 млн. м3 відходів збагачувального виробництва. За період експлуатації родовищ під об'єкти гірничих підприємств від сільськогосподарських підприємств басейну вилучено 23 тис. га земель, з яких 21 тис. га порушено.

Або візьмімо Нікопольський марганцевий басейн, який розташований поблизу міст Орджонікідзе, Нікополя, Марганця і Запоріжжя, загальна площа якого перевищує 47 тис. га, а під розробками зайнято понад 16 тис. га. Переважна більшість (до 98%) вилучених земель - родючі чорноземи, на яких колись вирощували високі врожаї сільськогосподарських культур, а нині нагадують місячну поверхню.

Подібна ситуація спостерігається й у випадку розробки бурого вугілля, під яку в Україні вилучено понад 16 тис. га земель з чорноземними грунтами, які містять 5,5-6,0% гумусу з товщиною гумусового горизонту до 100 см.

Класифікація порушених земель

В основу класифікації порушених земель покладено площу порушень, їх глибина, вид наступного освоєння земель та агробіологічна оцінка порід на поверхні відповідного об'єкта. У разі оцінки порушень приймається одиничний показник - бал. До одного балу прирівнюється порушення 1 класу на площі, що дорівнює 1 га і складається з родючого грунту або потенційно родючих розкривних порід, найбільш придатних для біологічної рекультивації. Кожний наступний клас порушень приймається за 1 бал вище (табл. 2.2.).

У більшості випадків ступінь порушення ділянки визначають за формулою:

, бали

де К - клас порушень і-ї ділянки, балів;

ωі - група поверхні шару і-ї ділянки, балів;

Sш - площа порушень і-ї ділянки, га.

Питома порушеність ділянки (глибина або висота порушень) - це ступінь порушення у балах, що припадає на 1га порушень. Вона визначається за формулою:

бали/га

Класифікація порушень земної поверхні (за А.К. Поліщуком, 1977)

Примітка: цифрами в дужках позначена група поверхневого шару.

Тоді ступінь порушеності території (декількох ділянок):

а середньозважена питома порушеність території:

Для прикладу, в табл. 2.3. наведено дані, що характеризують порушення земель, зайнятих гірничо-збагачувальними комбінатами Кривбасу та Орджонікідзівського збагачувального комбінату.

Таблиця 2.3.

З табл. 2.З. видно, що із приведених гірничо-збагачувальних комбінатів найменшим порушенням території характеризується Орджонікідзівський, а отже, його порушені землі рекультивувати простіше і дешевше.

Рекомендована література

1. Сокольников Ю.В. Изменение агрохимических и биологических свойств вскрышных пород при возделывании многолетних трав // Научи, тр. Воронеж, с-х. инст-та. - 1977. -Т. 13. - Вып. 2. С. 24-28.

2. Стифеев А.И. Опыт рекультивации земель на Щигровском фосфоритном руднике // Научи, тр. Воронеж, с-х. инст-та. - 1972.- Т. 8.- Вып. 4.-С. 5-18.

3. Ступаков В.П., Печенюк В.И., Кващук Е.В. Опыт рекультивации земель в Приднестровье // Земледелие. - 1986. № 3. С. 321-333.

4. Савич А.И. Некоторые вопросы мелиорации сульфосодержащих пород на отвалах Подмосковного буроугольного бассейна для биологической рекультивации // Рекультивация промышленных пустошей. - М., 1972.-С. 43-54.

5. Старовойда В.П., Дзюба П.П. Охорона земель при будівництві і експлуатації доріг. - К.: Урожай, 1987.- 136 с.

6. Ступаков В.П. и др. Опыт рекультивации земель // Автомобильные дороги. - 1981. - № 6. - С. 18-19.

7. Тимофеев Н.И. Восстановление выработанного пространства на сланцевых разрезах // Добыча угля открытым способом. - 1968. - №11-12.- С. 23-24.

8. Тарабрин В.П., Чернишова Л.В., Пельтихина Р.И. Использование зеленых насаждений для оптимизации среды в зоне загрязнения предприятий черной металлургии // Растения и пром. среда: Сб научи, тр. Урал, гос. ун-та. - Свердловск, 1984.-С. 101-106.

9. 188. Тарчевский В.В., Чибрик Т.С. Естественная растительность отвалов при открытой добыче каменного угля в Кузбассе // Растения и пром. среда.- Сб.И.- Свердловск, 1970.- С. 65-77.

10. Таужнянская З.А. Стабилизация и рекультивация хвостохранилищ за рубежом. -- Цветная металлургия, 1975. - № П.-С. 19-21.