Журнал "Уголь Украины" №6 2000 г. стр. 27-29
Н. С. СУРГАЙ, канд. техн. наук,
В.Н. БУСЛИК, инж. УкрНИИпроект
Рекультивация породных отвалов закрывающихся шахт Львовско-Волынского уголного бассейна.
Известно, что породные отвалы шахт оказывают негативное влияние на окружающую природную среду, основными факторами которого являются: нарушения ландшафта земной поверхности и равновесного инженерно-геологического состояния горных пород; изменения гидрогеологического режима прилегающих территорий; химическая и радиологическая токсикации грунтов и вод; пылегазовое загрязнение атмосферы. Вредные компоненты породы, выдуваемые ветрами и вымываемые из отвалов дождевыми потоками и талыми водами, переносятся фунтовыми и подземными водами в окрестные грунты и поверхностные водоемы. Эти загрязнения оказывают экологически опасное воздействие на флору и фауну региона.
В соответствии с "Программой закрытия неперспективных
угольных шахт и разрезов", утвержденной Постановлением Кабинета Министров
Украины №280 от 28.03.97 г., во Львовско-Вольнском бассейне до 2000 г.
предусмотрено ликвидировать 11 шахт, на территории которых находится 29
породных отвалов. Основные параметры отвалов приведены в таблице.
Таким образом, на территории закрываемых шахт бассейна расположено 10
отвалов, имеющих форму усеченного конуса (разрушившихся или частично
разрушенных), 3 хребтовых и 16 плоских, в которых содержится около
24 млн м
Работы но предотвращению отрицательного влияния породных отвалов на экологическую обстановку проводятся во Львовско-Волынском бассейне с конца 60-х годов. С использованием научно-технических разработок институтов (УкрНИИпроект, МакНИИ, ВНИИОСуголь и др.) осуществлен ряд организационных мероприятий и выполнены работы, направленные на защиту природы и уменьшение вредного воздействия отвалов на экологию региона. При ПО "Укрзападуголь" было создано бассейновое Специализированное управление по тушению, профилактике терриконов и рекультивации земель, потушены все горевшие шахтные отвалы и реализован комплекс профилактических мероприятий по предупреждению их самовозгорания, осуществлен переход на пожаробезопасные технологии складирования породы в плоские отвалы, разобрана и вывезена порода некоторых терриконов (шахт "Червоноградская", № 1 "Червоноградская" и др.) для использования в народном хозяйстве, выполнялась частичная рекультивация на отдельных отвалах закрытых шахт № 2, 3, 6 и 7 "Нововолынские" и № 8 "Великомостовская".
Вместе с тем состояние породных отвалов закрываемых шахт бассейна свидетельствует о низкой эффективности и о незавершенности рекультивационных работ, связанных главным образом с недостаточным финансированием, а также с ухудшениями оснащенности специализированной техникой и обеспеченности трудовыми ресурсами. Сложилась ситуация, при которой в пределах земельных отводов под отвалы расположено по 2—4 отвала (см. таблицу) разных по форме и высоте, покрытых чахлой растительностью (преимущественно самозарастание), а на крутых откосах и осыпях — лишенных растительности.
Породы разрушаются ветрами и осадками, что представляет экологическую опасность окружающей среде. Хотя на отвалах упомянутых шахт имеются рекультивированные участки, они создают впечатление незавершенных отдельных эпизодов в разрешении проблемы рекультивации земель, занятых породными отвалами.
Учитывая ситуацию, сложившуюся на закрывающихся шахтах бассейна, и в целях обеспечения технологичности при выполнении механизированных работ технического и биологического этапов рекультивации, а также требований эстетичности и логичности формируемого ландшафта, принято в проектах ликвидации, разработанных УкрНИИпроектом, решение о создании на территории каждой шахты единых плоских платообразных отвалов из группы существующих, разных по форме и высоте, не нарушая границ земельных отводов. Единый отвал шахты формируется как плоский, имеющий вершинную поверхность, близкую к горизонтальной (уклон до 5°), и углы откосов не более 13° для использования в процессе рекультивации специальной техники при лесопосадочных и лесокультурных работах биологического этапа. Если породы из переформируемых конусных и хребтовых отвалов невозможно разместить в пределах земельного отвода, формируются отдельные участки откосов с углами наклона до 25° для выполнения лесопосадочных и лесокультурных работ вручную.
Необходимость формирования единого плоского отвала шахты определяет конкретный набор и последовательность технологических операций технического этапа рекультивации в соответствии с нормативными документами [1,2]. Выполнению подлежат следующие технологические операции: понижение высоты конусных и хребтовых отвалов шахты до уровня плоских и переформирование их в единый плоский платообразный отвал в пределах границ земельного отвода; планировка горизонтальной вершинной поверхности единого отвала; нанесение, планировка и уплотнение экранирующего слоя; послойное нанесение и планировка почвенного слоя; устройство оградительного водозадерживающего вала по периметру горизонтальной вершинной поверхности отвала; устройство водосточных канав и гасителей скорости потока. В зависимости от конкретной ситуации перечень технологических операций может быть изменен или дополнен на этапе биологической рекультивации отвалов закрываемых шахт. Эти работы включают следующие технологические операции:
подготовительная обработка почвенного слоя, отсыпанного и спланированного на рекултивируемых отвалах
в ходе выполнения этапа рекультивации; культивация почвенного слоя (4-кратная);
безотвальная вспашка почвенного слоя или рыхление борозд:
лесопосадочные работы и посев многолетних трав, уход за лесонасаждениями;
дополнение лесонасаждений в случае гибели части растений.
Подготовительная обработка почвенного слоя производится (желательно весной) в целях улучшения его физико-химических свойств и подготовки к лесопосадке. При этом плугами проводят сплошную вспашку по системе раннего пара, т. е. вспахивают на глубину 20—30 см, не допуская выворачивания на поверхность отвальных пород. Культивация осуществляется культиваторами 4 раза (желательно летом) для предотвращения развития сорной растительности. Безотвальная вспашка почвенного слоя или глубокое рыхление борозд выполняется (желательно осенью) рыхлителем с шириной междурядий 1,5—3 м. На задернелых откосах с крутизной до 1 У почвы следует обрабатывать полосами шириной 2 м, идущими по горизонтали. Между ними оставляют необработанные пространства.
Лесопосадочные работы лучше начинать весной до вегетации растений. При создании лесных насаждений на рекультивируемых шахтных отвалах соблюдаются лесохозяйственные нормы:
размер междурядий — Зм (для механизированной посадки и ухода за молодыми культурами);
расстояние в ряду между годичными сеянцами — 0,75 м, а при использовании крупномерных саженцев 2—4-летнего возраста — 1,5 м;
при посадке вручную на крутых склонах следует высаживать лесные культуры по схеме 1 х 1 м (в жестких условиях) или 1,5 х 1,5 м (в оптимальных условиях). Оптимальный возраст посадочного материала не должен превышать одного-двух лет.
Для посадок на рекультивируемых породных отвалах шахт применяются перспективные древесные и кустарниковые культуры: акация белая и желтая, береза бородавчатая, сосна обыкновенная и крымская, лох узколистый, вяз перистоветвистый, тополя, облепиха крушниновая, осина, ива белая, можжевельник и др. Ивы, тополя, облепиху крушиновую, березу бородавчатую целесообразно размещать на увлажненных участках (нижняя часть склонов, берега водоемов и др.
Уход за лесными культурами, который заключается в периодическом рыхлении почв, уничтожении сорняков, а также в обрезке и формировании кроны, проводят в первые годы их жизни до смыкания крон растений (4—8 лет). Поскольку часть растений не приживается (отпад), производится дополнительная посадка. При отпаде сеянцев до 20% и при равномерном его распределении по площади лесной культуры подсадка не нужна.
Рекультивация породных отвалов закрываемых шахт с озеленением лесонасаждениями и посевом многолетних трав во Львовско-Волынском бассейне позволит:
остановить процесс дальнейшего загрязнения окружающей природной среды токсичными компонентами отвальных пород;
облагородить н упорядочить, ландшафт нарушенных земель в результате рационального размещения пород и значительного уменьшения высоты отвалов:
повысить биологическую продуктивность нарушенных земель и окружающих , увеличив площади зеленых насаждении на рекултивируемых землях и уменьшить загрязнения окружающей среды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Технологические схемы формирования, профилактики самовозгорания и тушения плоских породных отвалов.— К.: УкрНИИпроект, 1995.
2. Методические указания по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности. — Пермь: ВНИИОСуголь, 1991.
3. Отчет о НИР. Выполнить оценку отрицательного влияния на окружающую природную среду породных отвалов закрываемых шахт и разработать научно-технические рекомендации по обеспечению экологической безопасности в зонах их расположения. — Днепропетровск: НИИбиологии ДГУ, 1999.
4. ГОСТ 17.5.3.02—84.Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации.
5. ГОСТ 17.5.3.05—84. Охрана природы. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию.