СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ И ПОДГОТОВКИ ВНЕШНИХ ОТВАЛОВ И КАРЬЕРНЫХ ВЫЕМОК ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ
PROCEDURE OF FORMING AND PREPARING OF EXTERNAL DUMPS AND BORROW CUTS FOR BIOLOGICAL RE-CULTIVATION

Изобретение относится к горной промышленности, к открытым разработкам угольных месторождений, в частности к рекультивации техногенных территорий, преимущественно в засушливых степных зонах средней Сибири. Существующие технологии добычи каменного угля открытым способом сопровождаются образованием от 3 до 6 тонн твердых отходов на 1 тонну добычи угля, которые идут в отвалы и в течение десятилетий отработки карьера являются источником загрязнения окружающей среды, так как эрозия и дефляция отвалов распространяет свое губительное воздействие на площади, превышающие площади самих карьеров в десятки раз. В результате производства горных работ промышленные стоки сбрасываются в поверхностные водоисточники или на рельеф местности, изменяя установившийся гидрологический баланс региона. Предусмотренные ГОСТами (17.5.3.04-83-17.5.02-85 и др.) общие требования к рекультивации земель, при их безусловном выполнении, дают возможность снизить пагубное воздействие угледобывающего производства на компоненты окружающей среды. Однако выполнение этих требований затратно и длительно во времени. По этой причине рекультивация техногенных территорий ведется по сокращенной программе, после полной отработки карьера, в основном валовым формированием отвалов с последующим выполаживанием и подготовкой площадей под самозарастание. В засушливых условиях средней Сибири процесс самозарастания горных отвалов, усложненных горением вмещающих пород, длится десятилетиями, нанося непоправимый вред окружающей среде.
Разработанные А.М.Бурыкиным и Ю.В.Сокольниковым приемы борьбы с эрозионными процессами на отвалах дают возможность, комплексно используя все рекомендации, снизить степень деградации природы в техногенных зонах (программа и методика изучения техногенных биогеоценозов. М., «Наука», 1978, с.166-179). Но они малопригодны для биологической рекультивации в степных, засушливых регионах.
Наиболее близким к изобретению является способ рекультивации земель, нарушенных открытыми горными работами (изобретение №4807803/30(22), 29.03.90, БИ №12, 1991 г.), предусматривающий создание мощного культурного слоя на отвалах, состоящего из гумусного почвенного слоя и подстилающих пород. Однако и это техническое решение не дает возможности комплексного энергосберегающего решения проблемы экологической безопасности открытых горных производств в засушливых регионах угледобычи. Сухость климата, не более 250-270 мм осадков в год, и весенние суховеи не дают возможности даже в случае выполнения всех предусмотренных ГОСТами технологических приемов технической рекультивации добиться удовлетворительных результатов в биологической рекультивации. Так как выположенные площади вершин отвалов и особенно южные склоны, засеянные травами и засаженные кустарниками и деревьями, иссушаются высокой солнечной радиацией и весенними суховеями.
Предлагается способ формирования и подготовки внешних горных отвалов и карьерных выемок для биологической рекультивации в засушливых зонах открытой угледобычи. Сущность изобретения состоит в том, что для накопления зимних осадков, снижения солнечной радиации и ветровой нагрузки в весенний период отвал формируется на южной части карьера, начиная с западной и заканчивая восточной, одновременной отсыпкой с широкими 20-100 м безуклонными отбортованными террасами с ливневыми водосбросами со стороны карьера, как его продолжение, при этом нулевая терраса располагается на дневной поверхности, на которую складируется снимаемый гумусный слой почвы с расчетной территории отвала. Противоположная сторона отвала формируется террасами шириной в 3-6 раза уже с уклоном к телу отвала. Отсыпку отвала ведут одновременно с орошением укладываемой породы растворами глинистых, пирогенных конгломератов и др. вскрышных пород в дренажных и сбросных водах обогатительных фабрик. При этом корнеобитаемый слой отвалов и террас формируется водными растворами биологически активных вскрышных пород, грунта снятого с площади отвода для отвала, биодинамических препаратов и других компонентов.
Изобретение реализуется следующим образом. Используя предлагаемый способ как технические условия проекта отработки угольного карьера в части рекультивации техногенных территорий, определяются объемы производства угля и вскрышных пород. Рассчитывается нормативное отчисление на рекультивацию с накоплением средств на субсчете предприятия и формируется подразделение по рекультивации техногенных территорий и сдачи их землевладельцу. Подразделение оснащают насосными дозирующими станциями с системой трубопроводов, погрузочными и транспортными средствами, лабораторией и др. оборудованием, производят весь комплекс предусмотренных проектом работ, включающий одновременную отсыпку отвальных ярусов в западной части отрабатываемого карьера на проектную высоту, и формируют все его террасы. Отсыпка проводится по заданному профилю традиционным одновременным или иным методом и по мере отработки карьера охватывает его южную и восточную стороны. Для снижения осадочных явлений в отвалах и самовозгорания, а также вторичного подтягивания токсичных растворов к поверхности отвала в тело отвала одновременно закачивают насосной станцией раствор глиносодержащих, пирогенных конгломератов и др. вскрышных пород. Создание корнеобитаемого пространства на поверхности техногенных территорий производят водным раствором биологически активных вскрышных пород, снятого грунта, биодинамических препаратов и других компонентов, закачивая его насосной станцией на поверхности отвала и террас. К завершению отработки карьера, через 20-25 лет, северо-западные части отвала и карьерной выемки не будут представлять угрозы для окружающей среды.
Исследования способа, проведенные институтом на полигонах угольных разрезов Хакасии, и предварительные расчеты подтверждают возможность его использования в засушливых зонах угледобычи. Способ дает возможность снизить в 5-7 раз затраты и на 10-15 лет время рекультивации техногенных территорий, уменьшив при этом до допустимого уровня техногенное воздействие на компоненты окружающей среды.