CC BY
149
УДК 556.16
B.П.КОВШОВ, канд. геогр. наук, профессор, kovshovs@front.ru Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева, Саранск М.М.ЯКУБОВСКИЙ, аспирант, matvey-85@mail.ru
C.В.КОВШОВ, канд. техн. наук, ассистент, kovshovsv@mail. ru Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург
V.P.KOVSHOV, PhD in geog, professor, kovshovs@front. ru Mordova state university by them. N.P.Ogarev, Saransk M.M.YAKUBOVSKIY, postgraduate student, matvey-85@mail. ru S.V.KOVSHOV, PhD in eng. sc., assitant lecturer, kovshovsv@mail. ru National Mineral Resources University
ВОДОХОЗЯЙСТВЕННАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ПЕСЧАНЫХ КАРЬЕРОВ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ КАК КОМПЛЕКСНЫЙ СПОСОБ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ РЕГИОНА
Одним из наиболее перспективных направлений рекультивации отработанных песчаных карьеров является водохозяйственное, вследствие чего требуется разработка новых более простых и экономичных проектов водохозяйственной рекультивации, в то же время способных комплексно решать геоэкологические проблемы. Дан краткий обзор основных существующих направлений рекультивации отработанных песчаных карьеров. Более подробно анализируется водохозяйственное направление, в котором особый акцент делается на проектирование пожарных водоемов.
Ключевые слова: техногенный объект, водохозяйственная рекультивация, противопожарный водоем.
WATER ECONOMIC RECULTIVATION OF SANDY OPENCASTS IN LENINGRAD REGION AS THE COMPLEX WAY OF DECISION OF REGION'S ENVIRONMENTAL PROBLEMS
One of the most perspective recultivation directions of the fulfilled sandy open-cast mines is water economic. Thereof working out of new more simple and economic projects water economic recultivation is required, thus capable in a complex to solve various geoenvironmental problems. The short review of the basic existing recultivation directions the fulfilled sandy open-cast mines is given. The water economic direction in which the special accent becomes on designing of fire reservoirs is in more details analyzed.
Key words: technogenic formation, water economic recultivation, fire extinction basin.
Горные работы, учитывая их масштабность, повсеместное развитие и особенности воздействия на природную среду, являются одним из важных элементов многих территориальных социально-экономических систем, во многом определяющих региональные особенности их функционирования и
развития. Полный замкнутый цикл горных работ должен включать в себя не только добычу полезных ископаемых, но и восстановление нарушенных земель.
Согласно п.4 Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом
ПБ 03-498-02, ликвидация объекта открытых горных работ должна сопровождаться приведением участков земли, нарушенных при пользовании недрами, в состояние, пригодное для дальнейшего использования (рекультивацией). Порядок и сроки проведения восстановительных работ, согласно Правилам охраны недр ПБ-07-601-03, должен быть прописан в проектной документации на разработку месторождений полезных ископаемых.
Как показывает опыт разработки большинства песчаных карьеров, проведение полного комплекса рекультивационных мероприятий в период эксплуатации месторождения невозможно. Окончательная рекультивация выработанного пространства производится после отработки месторождения. В то же время целесообразно проведение рекультивационных работ непосредственно на этапе освоения месторождения на нарушенных и уже неиспользуемых землях.
В табл.1 представлены направления рекультивации в зависимости от последующего целевого использования нарушенных земель. Выбор направления определяется физико- и экономико-географическими, экологическими, социальными, экономическими, архитектурно-планировочными, эстетическими, правовыми и технологическими факторами.
Выбор критериев, определяющих направление рекультивации, связан с региональными условиями*. Рекультивация как процесс оптимизации техногенных комплексов должна производиться с учетом зональных особенностей и в целом соответствовать региональному характеру мероприятий по оптимизации окружающей среды. При этом необходимо учитывать специфические для каждой природной зоны негативные изменения, имеющие место в при-
* Шувалов Ю.В. Биогенные методы повышения плодородия почв рекультивируемых земель / Ю.В.Шувалов, А.П.Бульбашев, Ю.Д.Смирнов, С.В.Ковшов // Горный инф.-аналит. бюл. 2010. Т.6. С.293-298.
Shuvalov U. V. Biogene methods of increase of soils' fertility on recultivationed earths / U.V.Shuvalov, A.A.Bulbashev, U.D.Smirnov, S.V.Kovshov // Mining research and information bulletin. 2010. Vol. 6.P.293-298.
родных системах, вследствие их взаимодействия с производственными системами.
Негативное отношение к карьерам как к техногенным объектам формируют следующие факторы: заброшенность карьерных разработок, отсутствие качественно выполненной рекультивации и, соответственно, низкий эффект от ее проведения, использование карьеров в качестве стихийных свалок, что в значительной степени нарушает ландшафт и его эстетическое восприятие. Таким образом, зачастую в местах забора грунта отдельные участки местности приобретают малопригодный техногенный характер. Особенно актуальна эта проблема для небольших песчаных карьеров.
Эксплуатируемые и заброшенные карьеры способствуют возникновению следующих вредных процессов:
• увлажнению и разрушению земляного полотна дорог, заилению кюветов, подтоплению близлежащих зданий и сооружений;
• развитию оползней, осыпей и других необратимых нарушений в плодородном слое почвы, приводящих к ее деградации и гибели растительности, что, свою очередь, вызывает миграцию животного мира в другие места обитания;
• изменению гидрологического и гидрогеологического режимов прилегающей территории, приводящему к существенным изменениям уровней грунтовых и поверхностных вод вплоть до истощения водоносного горизонта.
В районах с затрудненной разгрузкой водоносных горизонтов и избытком атмосферных осадков, наоборот, возникает локальное дополнительное заболачивание. Подобные изменения могут охватывать территории, в 10-25 раз превышающие площадь карьера. Такие ситуации возникают, как правило, на тех объектах, в заданиях на проектирование которых не предусматриваются природоохранные мероприятия и не осуществляется контроль над их проведением. В связи с этим возникает необходимость тщательного инженерно-экологического изучения прикарьерных территорий и пространств с целью наиболее эффективной защиты и ландшафтного обустройства эле-
Основные направления рекультивации песчаных карьеров
Направления рекультивации Цель рекультивации
Сельскохозяйственные Восстановление нарушенных земель для использования под пашню, кормовые угодья,
многолетние насаждения
Лесохозяйственное Создание лесных насаждении различного целевого назначения (противоэрозионных,
водоохранных, лесопарковых, производственных)
Рыбохозяйственное Создание в выработках водоемов для рыборазведения
Водохозяйственное Создание водоемов различного назначения (противопожарных, для орошения, водопоя
скота)
Рекреационное Создание и благоустройство мест отдыха
Санитарно-гигиеническое Ликвидация и предотвращение отрицательного воздействия нарушенных земель на
окружающую среду
Строительство Приведение нарушенных земель в состояние, пригодное для промышленного и граж-
данского строительства
ментов рельефа и гидрографической сети (логов, оврагов, водотоков), а также борьбы с эрозией и другими процессами инженерно-геологического и гидрометеорологиче-
*
ского происхождения .
Пожарная обстановка летнего периода 2010 г. выявила проблему недостаточного количества пожарных водоемов. Вследствие этого правительство Ленинградской области разработало программу по рекультивации заброшенных карьеров. В течение этого года была проведена инвентаризация заброшенных карьеров. В частности, во Всеволожском районе обнаружены 215 «бесхозных» песчаных карьеров. Из некоторых отработанных карьеров планируется создать пожарные водоемы, другие будут засыпаться инертными материалами, затем здесь будут высажены лесные культуры поскольку в основном, карьеры расположены на землях лесного фонда. Предполагается, что засыпать в карьеры можно строительный мусор, а также грунт, который остается в результате строительства фундамента для домов. Поэтому в качестве инвесторов предполагается привлечь городские строительные фирмы, которые ищут площадки для скла-
* Ковшов С.В. Биогенные способы снижения пылевой нагрузки на карьерах строительных материалов / С.В.Ковшов, А.А.Бульбашев // Записки Горного института. СПб, 2010. Т.186. С.54-58.
Kovshov S. V. Biogene ways of dust burden decrease at nonmetallics open-casts / S.V.Kovshov, A.A.Bulbashev // Proceedings of the Mining Institute. SPb, 2010. Vol.186. P.54-58.
дирования отходов. Главное требование к складируемым отходам - их экологическая безопасность. Подобные направления рекультивации карьеров интересны, поскольку они создают возможность комплексного решения целого ряда экологических проблем.
При восстановлении земель, нарушенных карьерами строительных материалов, отсутствуют единые требования к технологии ведения работ, связанных с водохозяйственным направлением рекультивации. В связи с чем возникает необходимость разработки требований и рекомендаций к рекультивации карьеров, учитывающих уклон берегов водоема, гранулометрию и состав пород дна водоема, площадь зеркала водоема, глубину водоема, ширину пляжной зоны, состояние прилегающей территории и виды растительности на ней.
При проведении водохозяйственной рекультивации с целью формирования пожарных водоемов рекомендуется соблюдение следующих параметров:
• выполаживание бортов противопожарного водоема в сухой части до 30° (частично, в ходе добычных работ, полностью по окончанию эксплуатации карьера), в подводной части до 25° (в ходе добычных работ);
• оставление транспортной бермы по периметру (борту) водоема (в ходе добычных работ);
• устройство площадки с организованным безопасным подъездом со стороны автодороги для забора воды (по окончанию эксплуатации карьера).
Капитальные затраты на обустройство водозаборного пирса противопожарного водоема
Основные материальные средства Стоимость единицы Потребное количество Общая стоимость, руб
Плиты ПАГ-14 13500 руб 14 шт 189 000
Щебень фракции 40-70 мм, м3 800 руб 45 м3 36 000
Сваи 10 м 8600 руб 3 шт 25800
Аренда автокрана 1000 руб/ч. 16 ч 16 000
Аренда дорожно-строительной техники 2000 руб/ч. 16 ч 32 000
Итого 298 800
Схема производства работ по выполаживанию бортов противопожарного водоема
Окончательное выполаживание бортов производится с помощью бульдозера и экскаватора. С целью уменьшения риска падения в водоем, бульдозер выполаживает склон от границы карьера на поверхности до транспортной бермы, а экскаватор - склон от транспортной бермы до поверхности воды (см. рисунок). Одновременно с выпола-живанием производится подсыпка по склону почвенно-растительного грунта мощностью 0,2-0,3 м.
Пожарный водоем в обязательном порядке оснащается устройством для забора воды, представляющим собой площадку-пирс размером 12x12 м, построенную на берегу водоема. Для строительства площадки-пирса требуется 14 плит типа ПАГ-14 размером 6x2x0,14 м, 45 м3 щебня фракции 4070 мм и три 10-метровые сваи. Двенадцать плит ПАГ-14 укладываются на отсыпанную щебнем утрамбованную площадку. Из двух плит со стороны водоема монтируется под-
порная стенка, укрепленная сваями. Подпорная стенка при монтаже устанавливается на 0,5 м выше уровня площадки. С подъездной дорогой площадка соединяется улучшенной грунтовой дорогой шириной не менее 8 м.
Технико-экономический расчет затрат на создание пирса для забора воды представлен в табл.2. В стоимость не включены затраты на выполаживание бортов карьера, поскольку, данные работы являются обязательной частью технологического этапа рекультивации.
Таким образом, создание пожарного водоема на месте отработанного карьера является экономически и экологически выгодным направлением рекультивации. Дополнительные затраты на обустройство участка безопасного водозабора составляют порядка 300 тыс.руб. При этом улучшается ландшафтная характеристика района расположения и создается дополнительный противопожарный запас воды. При этом важно помнить, что выполнение рекультивации после длительного периода от окончания эксплуатации карьера сопряжено со значительно большими затратами, чем своевременно принимаемые и реализуемые меры в процессе добычи полезного ископаемого и сразу после окончания отработки карьера.
