CC BY
28УДК 502.63:631.6
ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПО РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ В САКСКОМ РАЙОНЕ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ
Садыкова Г.Э., Иваненко Т. А.
Академия строительства и архитектуры (структурное подразделение), ФГАОУ ВО КФУ им. В.И.Вернадского,
295943, г. Симферополь, ул. Киевская, 181, е-шай: [email protected]
Аннотация. Приведены результаты анализа нарушенных земель на территории Республики Крым. Рассмотрено обоснование разработанной схемы восстановительных работ по рекультивации на примере одного из месторождений пильных известняков в Сакском районе Крыма.
Ключевые слова: нарушенные земли, рекультивация, восстановительные работы, территория полуострова Крым.
ВВЕДЕНИЕ
Действующее природоохранное законодательство регламентирует необходимость проведения обязательных восстановительных работ (рекультивации) всех земель, нарушенных в результате хозяйственной деятельности, с целью возвращения их для использования в хозяйстве и устранения негативного влияния их на окружающую среду [1-6].
Вопросы восстановления нарушенных земель в настоящий период весьма актуальны и включены в приоритетное направление развития науки и технологий «Технологии экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых». Согласно распределению земель на территории Республики Крым по видам использования, нарушенные земли составляют - 5,1 тыс. га (0,2% от общей площади земель). С целью сокращения площадей нарушенных земель действующими карьерами, в которых осуществляется добыча полезных ископаемых, продолжается работа по корректировке и согласованию проектной документации по разработке месторождений полезных ископаемых к нормам законодательства Российской Федерации, в частности, в проектах утверждаются календарные планы рекультивации нарушенных земель, соблюдение которых является обязательным для недропользования. В случае отказа от выполнения рекультивационных работ, право пользования недрами может быть досрочно прекращено.
В связи с наличием на территории Крыма, земель остающихся после разработки полезных ископаемых, достаточно актуальной рассматривается проблема дальнейшей рекультивации нарушенных земель и разработки рациональных схем восстановительных работ в Сакском районе Республики Крым. Значительные площади нарушенных земель, требующих рекультивации по Сакскому району, приурочены к местам разработки полезных ископаемых (преимущественно пильный известняк) [7].
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Исследованию проблем рекультивации нарушенных земель посвящены работы многих отечественных и зарубежных ученых. Среди них следует выделить работы Ф.М. Зимина, А.И. Голованова, В.И. Сметанина, В.А. Галкина, М.И. Полякова, А.Т. Бойко, П.В. Шведовского, Т.П. Федосеевой и многих других авторов, в которых рассматривались различные подходы по восстановлению нарушенных земель [8-11]. При этом началом рекультивации земель как вида инженерной деятельности можно считать 1926 год, когда началось восстановление земель, нарушенных горными работами в штате Индиана (США). В бывшем СССР рекультивацию земель стали проводить с 1959 года: в Эстонии - при добыче сланцев, в России - при добыче бурого угля и на Украине - при добыче железных руд.
Анализ научной литературы посвященной проблемам рекультивации нарушенных земель свидетельствует о недостаточном изучении прикладных аспектов данной проблематики, особенно рассмотрению ее с точки зрения региональных особенностей для дальнейшего рационального использования нарушенных земель Крыма.
ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для обоснования возможной схемы восстановительных работ по рекультивации нарушенных земель, учитывая региональные особенности территории полуострова, выбран Сакский район, для которого как и для других регионов Крыма, достаточно актуальным является вопрос о выборе рациональной схемы проведения выше перечисленных работ. Результатами проведения предварительных инвентаризационных работ по определению площадей нарушенных земель, мест расположения и предыдущего использования для данного района выявлено, что они составляют более 217000 м2 [13, 14].
Цель исследования - обоснование выбора рациональной схемы восстановительных работ по рекультивации нарушенных земель в Сакском районе Республики Крым и приведение в экологически безопасное состояние, позволяющее в перспективе их использование для сельского хозяйства.
Главной задачей данной работы является определение последовательности работ по рекультивации нарушенных земель и вида перспективного использования данной территории с учетом природно-климатических особенностей и хозяйственных условий, а также установление объемов и технологии производства работ для обеспечения реализации восстановительных мероприятий.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
Не смотря на известные традиционные методы рекультивации нарушенных земель, существует необходимость их адаптации, не только с природными и техническими параметрами, но и к региональным особенностям территории.
Для разработки рациональной схемы восстановительных работ с учетом региональных особенностей было выбрано одно из месторождений пильных известняков, расположенное Сакском районе Республики Крым, в 35 км к северо-востоку от районного центра г. Саки, на расстоянии 4 км от с. Виноградово.
При разработке схемы восстановительных работ для учета региональных особенностей территории были использованы материалы геологических, топографических изысканий, данные проекта разработки карьера.
Основными исходными данными для составления схемы восстановительных работ по рекультивации являются:
- заданная производительность карьера,
- принятая система и порядок отработки месторождения,
- данные о мощности полезного ископаемого и вскрыши,
- природные условия района (климатические, геологические, гидрологические и др.).
Исследуемое месторождение расположено на землях промышленного назначения, занимает площадь 85,0 тыс. м2. В геоморфологическом отношении месторождение расположено в степной части Крыма и представляет собой равнину со слабым наклоном в северо-западном направлении. Северная часть района граничит с Тарханкутским плато и имеет наивысшие отметки над уровнем моря. Абсолютные отметки поверхности месторождения изменяются от 93 м на юге до 80 м на севере. В плане месторождение имеет форму неправильного многоугольника, вытянутого в восточном направлении. Длина его - 1930-2169 м, ширина - 343892 м, площадь в разведанном контуре - 117,7 га. С севера к месторождению примыкают ранее отработанные площади, с востока оно ограничено рекультивированным оросительным каналом. В западной части месторождение пересекает грунтовая дорога со щебеночным покрытием, соединяющая населенные пункты Виноградово и Новоселовское.
Согласно результатам отчета о геолого-экономической оценке данного участка, полезными ископаемыми являются два пильных слоя известняков ракушечников понтического яруса.
Первый пильный слой - известняки:
внизу - желтые, желтовато серые детритовые однородные пористые массивные с прослойками (10-15 см) известняков ракушечников,
вверху - светло-желтовато-серые детритовые ракушечники равномерно сцементированные, однородные и пористые. Мощность I пильного слоя 1,3 м - 3,4 м, средняя - 2,2 м.
Второй пильный слой представлен известняками светло-желтыми, коричнево-желтыми, окальцитизированными, однородными, пористыми. Мощность II пильного слоя 1,1 м - 3,2 м, средняя - 2,1 м.
Месторождение представляет собой практически ровный участок со слабым уклоном в северном и северозападном направлениях.
Вскрышные породы представлены почвенно-растительным слоем, суглинками и глинами, а так же скальной вскрышей (известняки трещиноватые). Средняя мощность внешней вскрыши составит 3,1 м (с учетом слоя зачистки кровли I пильного слоя 0,1 м). Так же полезную толщу перекрывает пласт внутренней скальной вскрыши, разделяющей первый и второй пильные слои. Средняя мощность внутренней вскрыши составляет 1,55 м (с учетом слоя потерь в подошве I пильного слоя (0,05 м) и слоя зачистки кровли II пильного слоя (0,1 м)). Объем вскрышных пород на разведанной площади составляет 5285046 м3 (с учетом вскрышных отвалов).
Малая мощность вскрышных пород и неглубокое залегание полезного ископаемого создает благоприятные предпосылки как для разработки месторождения открытым способом, так и для реализации разработанной схемы восстановительных работ по дальнейшей рекультивации.
В настоящее время месторождение по добыче пильных известняков является действующим. Добычные работы ведутся на первом пильном слое тремя добычными забоями и двумя забоями на втором. Такая система разработки позволяет формировать отвалы вскрышных пород в отработанном пространстве карьера и последовательно выполнять его рекультивацию.
Отработка месторождения предусматривается селективно сверху вниз с формированием межслоевых берм на вскрышных уступах шириной 2,0 м, на добычных - 0,6 м. Средняя длина фронта работ 120 м. Связь между горизонтами во время вскрышных и добычных работ осуществляется с помощью временных внутренних съездов, перемещаемых вслед за фронтом горных работ.
В связи с принятой системой разработки месторождения, предусматривается реализация разработанной схемы восстановительных работ. Работы по рекультивации, отработанного пространства карьера, осуществляются с помощью горного оборудования, задействованного на вскрышных и добычных работах. Общий срок разработки месторождения при годовой производительности месторождения - 100,0 тыс. м3 составит - 46 лет, с рекультивацией - 47 лет.
Объем вскрышных пород был рассчитан из следующих условий: общий объем вскрыши на площади подсчета запасов с учетом внутренней разбортовки карьера составляет 5285046 м3, прирост объема вскрыши за счет зачистки кровли пильных слоёв, а так же слоя потерь в подошве пильного слоя составляет 257346 м3.
Основным направлением рекультивации нарушенных территорий месторождения предусмотрено последующее использование - сельскохозяйственное, то есть под пастбище. Для этого вскрышной грунт предусматривается нанести на поверхность откосов до получения угла откоса 12°, и дно карьера мощностью до 4,5 м.
При рекультивации нарушенных земель предусматривается выполнение следующих основных видов восстановительных работ:
- мероприятий по организации рельефа бортов и дна отработанного карьера;
- засыпка с использованием вскрышных пород.
Средняя мощность внешней вскрыши составит 3,1 м (с учетом слоя зачистки кровли I пильного слоя 0,1 м). Так же полезную толщу перекрывает пласт внутренней скальной вскрыши, разделяющей первый и второй пильные слои. Средняя мощность внутренней вскрыши составляет 1,55 м (с учетом слоя потерь в подошве I пильного слоя (0,05 м) и слоя зачистки кровли II пильного слоя (0,1 м)).
Технический этап рекультивации будет заключаться в нанесении пород вскрыши на откосы, с их выполаживанием до угла 12о, и дно карьера.
Биологический этап рекультивации. Восстановление нарушенных горными работами земель производится под пастбище на площади 117,7 га.
В результате анализа возможных и необходимых видов восстановительных работ для исследуемого месторождения была составлена схема с последующим комплексом работ:
- нанесение скальных вскрышных пород, глин и суглинков на спланированные дно и откосы карьера;
- выполаживание откосов бортов карьера до угла 12°;
- планировка почвенно-растительного слоя по поверхности;
- биологический этап рекультивации.
Рассмотрим более подробно предложенную схему восстановительных работ на календарном плане. Для данного месторождения предусматривается выполнение технической рекультивации карьера под пастбище по мере освоения месторождения, что позволит снизить затраты за счет уменьшения дальности их перемещения. Работы по рекультивации должны быть завершены в течение 6 месяцев после завершения разработки месторождения.
Восстановительные работы по рекультивации земель являются частью процесса горных работ в карьере и определяются принятой на них технологической схемой.
В данном случае, наиболее рациональной технологической схемой, при условии быстрого и экономичного способа рекультивации, является применение имеющегося горнотранспортного оборудования и совмещение вскрышных, вспомогательных и восстановительных работ.
Технология восстановительных работ проста при данных условиях размещения пород вскрыши во временных отвалах, располагаемых в границах горного отвода, и производится в следующем порядке:
- работы по рекультивации выполняются, начиная с первого года отработки карьера;
- разработка и перемещение отвалов вскрышных пород скрепером МоАЗ-6014, с объемом ковша 8,0 м3;
- разравнивание вскрышного грунта бульдозером-рыхлителем Т-130 по дну карьера мощностью до 4,5 м, а также выполаживание откосов бортов карьера с приданием угла в 12°. Грунт перемещается бульдозером на расстояние до 70 м;
- предварительная планировка бортов и дна карьера в 2 прохода бульдозером-рыхлителем Т-130;
- планировка бортов и дна карьера в 4 прохода бульдозером-рыхлителем Т-130;
- нанесение почвенно-растительного слоя на откосы и дно карьера мощностью 0,2 м скрепером МоАЗ-6014.
Также для составления календарного плана производства восстановительных работ были рассчитаны
необходимые объемы работ с учетом технологии их производства, соответствии с планами производства вскрышных и добычных работ на месторождении, расчетные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Календарный план рекультивации исследуемого месторождения пильных известняков Сакского района*
№ Характеристики рекультивации Годы рекультивации, год
участка Объем Площадь <ч т 1Г1 0 5 0 2 0 3 7
вскрышных пород, м3 рекультивации, м2 6 11 6 21 31
1 86002 14587 +
2 100793 17874 +
3 104695 18741 +
4 158480 34530 +
5 114280 20871 +
6 546824 116992 +
7 631343 135774 +
8 629791 135429 +
9 1171708 255516 +
10 1998476 426686 +
Итого 5542392 1177000
* Разработано авторами
Рис.1.Схема календарного плана восстановительных работ (рекультивации) месторождения пильных известняков в Сакском районе Республики Крым
Работы по рекультивации планируется начать с первого года отработки карьера. Режим работы по рекультивации принят исходя из расчетов, решений генерального плана и технологии производства работ.
Графическое изображение календарного плана технического этапа восстановительных работ (рекультивации) для исследуемого объекта приведено на рисунке 1.
Работы по рекультивации необходимо выполнять механизмами, задействованными на вскрышных и добычных работах. Учитывая незначительный объем восстановительных работ, а также не полную занятость механизмов на вскрышных работах дополнительных механизмов и рабочих не предусмотрено.
Как было изложено выше, восстановление нарушенных земель производится под пастбище на площади 117,7 га. Поэтому биологический этап рекультивации под пастбище заключается в создании травянистого покрова на территории отработанного карьера, с использованием различных травосмесей. Норма высева составляет 25-40 кг/га.
В результате составлен разрез восстановленных земель на рисунке 2, с указанием послойного расположения по мощности всех слоев после проведения завершающих рекультивационных работ.
Мероприятия, предусмотренные биологическим этапом рекультивации, должны осуществляться постоянным землепользователем или другой подрядной организацией за счет средств горнодобывающего предприятия. Рекультивированные земли передаются по акту постоянному землепользователю.
ВЫВОДЫ
По результатам анализа нарушенных земель по регионам Крыма, указывающим на их значительные площади и приуроченность к месторождениям пильных известняков в Сакском районе Крыма, была разработана на примере одного из таких месторождений, схема восстановительных работ по рекультивации нарушенных земель.
Выбор восстановительных работ был обоснован с учетом комплекса факторов, заданной производительности карьера, принятой системы и порядка отработки месторождения, данных о мощности полезного ископаемого и вскрыши, технологии и механизации производства работ и др.
В результате исследования, составлена схема с комплексом восстановительных работ, включающим нанесение скальных вскрышных пород, глин и суглинков на спланированные дно и откосы карьера, выполаживание откосов бортов карьера до угла 12°, планировку почвенно-растительного слоя по поверхности, и завершающий биологический этап рекультивации.
Реализация предложенных восстановительных мероприятий по рекультивации позволит привести отработанный карьер по добыче пильных известняков в безопасное состояние как с точки зрения промышленной, так и с экологической безопасности посредством его перспективного использования под сельское хозяйство.
ПЕСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Направлением дальнейших научных исследований должна стать адаптация разработанной схемы восстановительных работ по рекультивации нарушенных земель для других территорий Крыма с учетом их региональных и природных особенностей.
Необходимо проведение интегральной экологической оценки после непосредственной реализации предложенных восстановительных работ по рекультивации нарушенных земель с учетом природных и региональных особенностей.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 17.5.1.01-83 (взамен ГОСТа 17.5.1.01-78) «Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения (2003)» - [Электронный ресурс] - Режим доступа http://www.stroyoffis.ru/gost_ohrana_pr/gost_17_5_1_01_83/gost_17_5_1_01_83.php
2. ГОСТ 17.5.1.02-85 (взамен ГОСТа 17.5.1.02-78) «Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации (2003)». - [Электронный ресурс] - Режим доступа http://www.stroyoffis.ru/gost_ohrana_pr/gost_17_5_1_01_83/gost_17_5_1_01_83.php
3. ГОСТ 17.5.1.0-86 (взамен ГОСТа 17.5.1.03-78) «Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель (2002)». - [Электронный ресурс] - Режим доступа http://www.stroyoffis.ru/gost_ohrana_pr/gost_ 17_5_1_01_83/gost_17_5_1_01_83.php
4. ГОСТ 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель (2002)». -[Электронный ресурс] - Режим доступа http://www.stroyoffis.ru/gost_ohrana_pr/gost _17_5_1_01_83^07_5_1_01_83^
5. ГОСТ 17.5.3.06-85 «Охрана природы. Земли. Требования к определению норм снятияплодородного слоя почвы при производстве земляных работ (2002)» - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.stroyoffis.ru/gost_ohrana_pr/gost_17_5_1_01_83/ gost_17_5_1_01_83.php.
6. Садыкова, Г.Э. Проблемы реализации работ по рекультивации нарушенных земель в Республике Крым [Текст] / Г.Э. Садыкова, Т.А. Иваненко, Н.В. Горбатюк // [Текст] // Материалы I Всеросс. науч. практ. конф. «Крымская инициатива» - Экологическая безопасность регионов: концепт.-теор., практич., природоохр. аспекты (5-7 октября, 2017) - Симферополь. - 2017. - С. 100-103.
7. Порядок проведения рекультивации земель на территории Республики Крым. Утвержден Постановлением СМ РК от 12.10.2015 г. № 607. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://rk.gov.ru/rus/file/pub/pub_262957.pdf.
8. Сметанин, В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель. Учебник. [Текст] / В.И. Сметанин.
- М.: Колос, 2000. - 96 с.: ил.
9. Голованов, А.И. Рекультивация нарушенных земель: учебное пособие [Текст] / А.И. Голованов, Ф.М. Зимин, В.И. Сметанин. - М.: Колос, 2009. - 325 с.
10. Галкина, В.А. Рекультивация нарушенных земель. Учебное пособие. [Текст] / В.А. Галкина. -Новочеркасск.: НГМА, 2000. - 159 с.
11. Экологические основы рекультивации земель. - М.: Наука, 1985. - 184 с.
12. Садыкова, Г. Э. Функциональное использование нарушенных территорий Крыма [Текст] / Г.Э. Садыкова, Т.А. Иваненко // Сборник тезисов II-й научной конф. проф.-препод. состава, аспирантов и молодых ученых «Дни науки КФУ им. В.И.Вернадского», г. Симферополь. - 2016. - Т. 2. - С. 162-163.
13. Садыкова, Г. Э. Экологическое обоснование технических решений по рекультивации нарушенных земель в Республике Крым / [Текст] / Г.Э. Садыкова // Экономика строительства и природопользования - 2017.
- № 2 - С. 58-64.
THE RATIONALE OF THE SCHEME RESTORATIVE WORKS ON DISTURBED LAND RECLAMATION IN THE SAKI REGION OF THE CRIMEA
Sadykova G.E., Ivanenko T.A.
V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Crimea
Abstract: In this article are presented the results of the analysis of disturbed lands on the territory of the Republic of Crimea. The substantiation of the developed scheme of restoration works on reclamation on the example of one of the deposits of saw limestones in the Saki region of Crimea is considered.
Keywords: disturbed lands, reclamation, restoration works, the territory of the Crimea peninsula.
