Особенности рекультивации породных отвалов на территориях Севера и Заполярья России

ГОРНОЕ ДЕЛО

УДК 622.271.45/48:622.88

ОСОБЕННОСТИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ НА ТЕРРИТОРИЯХ СЕВЕРА И ЗАПОЛЯРЬЯ РОССИИ

А. В. Архипов, С. П. Решетняк

ФГБУН Горный институт КНЦ РАН

Аннотация

Проведен анализ нормативных документов (стандартов), регулирующих охрану природы и рекультивацию нарушенных породными отвалами земель, находящихся в регионах Севера и Заполярья России. В современных экономических условиях показана необходимость пересмотра некоторых нормативов проектирования горнодобывающих предприятий в соответствии с международными нормами и правилами. Приведены особенности формирования и размещения породных отвалов, а также технологии их рекультивации в таких регионах, обосновывающие необходимость изменить подходы и требования к рекультивации отвалов. Ключевые слова:

породные отвалы, рекультивация, Север России, нормативы охраны природы. FEATURES OF ROCK DUMPS REMEDIATION FOR NORTHERN AND POLAR REGIONS OF RUSSIA

Alfred V. Arkhipov, Sergey P. Reshetnyak

Mining Institute of the KSC of the RAS

Abstract

Keywords:

The authors have analyzed the normative documents (standards) for nature protection and remediation of lands disturbed by rock dumps located in the Northern and Polar Russian regions. Under current economic conditions and in accordance with international standards and regulations, some of mining enterprises project documents should be revised. The article describes particularities in formation and disposition of rock dumps and their remediation technologies in the Northern regions which lead to / require for changes in approaches and requirements to the rock dumps remediation.

rock dumps, remediation, Russian North, nature protection standards.

Г

Вопросы рекультивации земель, нарушенных открытыми горными работами, в особенности отвалообразованием, регулируются целым рядом правовых документов, которые были разработаны и приняты в период 1980-1990-х гг., когда охране окружающей среды стали уделять повышенное внимание. Соответственно, эти нормативные требования давно утратили актуальность. Проектирование карьеров, отвалов вскрышных пород, складов попутно добытых и забалансовых руд требует иных методических подходов, гармонизированных с нормами промышленно развитых стран. Отсутствие научно обоснованных нормативов по рекультивации территорий, нарушенных горнообогатительными предприятиями, особенно остро ощущается при проектировании нагорных отвалов на территориях Севера и Заполярья.

Согласно ГОСТ 17.5.1.01-83 «Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения» [1], рекультивация земель - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также

á *

на улучшение условий окружающей среды в соответствии с интересами общества. В этом определении основной упор делается на восстановлении продуктивности земель в интересах общества людей, но не в интересах природы в целом.

В «Экологическом энциклопедическом словаре» рекультивация - это искусственное восстановление плодородия почвы и растительного покрова после техногенного нарушения природы [2]. И здесь на первом месте стоит экономическая причина восстановления. Приведенные определения как бы позволяют не предусматривать рекультивацию в тех случаях, когда нет экономической необходимости восстановления земель, то есть когда затраты на рекультивацию не окупятся за счет повышения плодородия почвы.

Горнодобывающим предприятиям невыгодно производить рекультивационные работы и платить за загрязнение окружающей среды. Общество же в целом, осознавая пагубность последствий нарушения и загрязнения окружающей среды, пока не освоило окупаемых по настоящим критериям технологий компенсации нарушений и восстановления природы. Поэтому оно принуждает горные предприятия к реализации природоохранных мероприятий различного рода платежами, налогами, штрафами, что заметно удорожает реализацию проектов освоения месторождений полезных ископаемых.

Если задаться условиями, что природу необходимо меньше травмировать, загрязнять и, по возможности, в кратчайшие сроки восстанавливать, то основными направлениями разработки технологий реабилитации окружающей среды могут быть:

1) разработка малоотходных и малозагрязняющих технологий производства;

2) проектирование размещения объектов производства с наименьшими нарушениями земной поверхности (к примеру, эстакадные способы или способы с размещением отходов в горных выработках);

3) разработка малозатратных и эффективных рекультивационных технологий для быстрейшей передачи территорий в соответствующие земельные фонды;

4) разработка природовосстановительных технологий с учетом региональных природных, экологических и экономических особенностей (к примеру, отсутствие в регионе пахотного земледелия не требует восстановления нарушенных земель до соответствующих критериев).

Если рассматривать размещение отвалов вскрышных пород с перечисленных позиций, то все эти направления можно задействовать при формировании отвалов. Так, использование многоярусных отвалов с малой высотой ярусов (до 30 м) и последовательным поярусным заполнением позволяет в полтора-два раза снизить энергозатраты на транспортировку вскрышных пород [3]. Следствием такой технологии будет сокращение расходов топлива при автотранспорте, парка машин, трудозатрат, загрязнения атмосферы газами и пылью.

Размещение отвалов вдоль периметра границ карьера на поверхности, находящейся на ближайшем расстоянии от этих границ [4], позволит уменьшить земельные отводы предприятий, несмотря на 5-9 %-е увеличение подотвальных площадей под многоярусными отвалами с малой высотой ярусов по сравнению с одноярусными [3].

Первоочередное заполнение участков отвалов, прилегающих к проектным границам, даст возможность начинать рекультивационные работы в более ранние сроки.

И наконец, грамотное и обоснованное использование всех региональных особенностей и условий приведет к снижению затрат на рекультивацию отвалов.

По действующим ГОСТам [1, 5], устанавливающим общие требования к рекультивации земель, в ст. 1.1 указано, что рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий [1]. Наряду с тем, что пунктом не предусмотрена обязательность рекультивации, при разработке проектов ГОСТ обязывает учитывать следующие факторы: природные условия района, расположение нарушенного участка, перспективы развития района, фактическое состояние нарушенных земель, степень естественного зарастания, перспективы использования нарушенных земель, гранулированный и химический составы вскрышных пород и их агрофизические свойства.

Статья 1.6 предписывает, что высота отвалов устанавливается в каждом конкретном случае [1], в то же время ГОСТ [5] ограничивает высоту рекультивируемых внешних отвалов значениями 50-100 м. Означает ли это, что отвалы выше 100 м рекультивировать не требуется?

Статья 1.9 обязывает выполаживать либо террасировать откосы отвалов, освобождать рекультивируемую поверхность от крупногабаритных обломков пород (размер не указан), покрывать поверхности потенциально плодородными слоями почвы (высота слоя не указана) [1]. При этом нет разъяснений, необходимо ли выполнять эти требования, если в этой зоне (по абсолютным высотным отметкам) ничего не растет, например, кроме лишайников.

На основе проведенного краткого анализа правовых документов о рекультивации земель, нарушенных открытыми горными работами, авторы настоящей статьи считают целесообразным пересмотреть положения некоторых статей в соответствии с современными подходами, техническими и региональными особенностями процесса отвалообразования и размещения отвалов. В этой связи в проектной документации по разработке месторождений полезных ископаемых, наряду с разделами об охране окружающей среды, следует в обязательном порядке предусматривать принципиальные проектные решения по рекультивации нарушенных горными работами территорий, но с необходимостью учета региональных особенностей и направлений использования вновь образованных техногенных объектов (карьеров, выработок, складов, отвалов и т. п.).

Так, в регионах Севера и Заполярья следует учитывать естественную зональность распространения растительности в зависимости от абсолютной высотной отметки рельефа. При разработке проектов рекультивации внешних отвалов путем заращивания откосов и берм нецелесообразно предусматривать биологическую рекультивацию на территориях выше высотных отметок распространения древесной растительности и травостоя.

Суровые климатические условия и большая продолжительность зимнего периода в Заполярье приводят к очень медленному естественному восстановлению растительности при нарушении почвенного покрова, а недостаточная мощность бедных почв исключает пахотное зерновое земледелие.

Длительные наблюдения (в течение нескольких десятков лет) за состоянием откосов и площадок старых отвалов показали, что пылеобразование на породных отвалах низкое и происходит только на площадках разгрузки автосамосвалов и лишь в сухую погоду летнего сезона. После остановки эксплуатации через год-два наступает стабилизация массивов отвалов, деформации уплотнения ярусов больше не происходит, а стабилизированные откосы отвалов не пылят, так как мелкая фракция горной массы, которая может вызвать пылеобразование, проникает за счет осадков в пространство под крупными кусками, а на горизонтальных участках мелкая фракция переуплотнена автотранспортом.

Если производить рекультивацию откосов отвалов, то на их поверхность придется отсыпать мелкодисперсную фракцию почвообразующих грунтов, что при сухих погодных условиях будет вызывать пыление откосов [6]. С учетом того, что в районах Заполярья, как правило, низкая плотность населения и населенные пункты (города, поселки) размещаются чаще всего на большом расстоянии от карьеров (в Мурманской обл. - рудники АО «Апатит», «Олкон», «Печенганикель», за исключением г. Ковдор, который располагается в 2 км от основных отвалов карьера), то с позиции снижения возможного пыления откосов, с эстетической точки зрения, а также с целью снижения затрат на рекультивацию целесообразно предусматривать биологическую рекультивацию только для откосов, обращенных к близко расположенному населенному пункту.

В нагорных тундровых зонах, где очень часто размещаются горные предприятия, имеющие карьеры и внешние породные отвалы, биологическая рекультивация нарушенных земель практически нецелесообразна, так как по климатическим условиям там ничего, кроме лишайников, не будет расти. Если же нарушены продуктивные участки, на которых росли деревья, чью древесину можно отнести к деловой, то при размещении отвалов на этих участках

нецелесообразно предусматривать рекультивацию таких территорий под выращивание на ней деловой древесины, так как на созревание деревьев до товарных кондиций на Севере и в Заполярье уходит более ста лет, а на склонах крутизной 30-37° заготовка древесины технически очень сложна, опасна и затратна. В подобных случаях расходы, предусмотренные на рекультивацию, целесообразно вложить в оборудование лесного питомника на другой подходящей территории, а рекультивацию отвалов производить после завершения открытых горных работ по более низким требованиям, чем для восстановления до необходимого продуктивного состояния.

Большинство горнодобывающих предприятий Мурманской обл. действует с 1950-х гг., многие отвалы, особенно высокие нагорные, заросли различного вида дикой растительностью, так как время существования старых отвалов уже превышает время зарастания в регионе (40 и более лет). Считаем, что такие отвалы вскрышных и проходческих пород уже не нуждаются в дополнительных рекультивационных работах, тем более если они остались от закрытых в настоящее время рудников.

В современных проектах расширения или реконструкции карьеров рекультивационные работы на отвалах, особенно на действующих, предусматривается производить после достижения отвалом конечных границ. При высоких отвалах, особенно многоярусных, с высотой яруса 80 м и более время начала рекультивации откладывается на десятилетия. Если карьер вскоре после начала рекультивации закрывается и не предусмотрен переход на подземные горные работы, для таких случаев необходимо разработать правовые положения о производителе последующей рекультивации и финансировании этих работ. Одним из способов разрешения подобной ситуации может быть внедрение технологии отвалообразования с использованием ярусов малой высоты (до 30 м) при последовательном поярусном заполнении и постепенной поярусной рекультивации отвала.

Требует теоретической, нормативной и практической проработки вопрос рекультивации породных отвалов в случаях, когда уложенные породы могут считаться потенциально техногенным сырьем, а отвал - техногенным месторождением. Биологическая рекультивация такого техногенного сырья при флотационной переработке существенно ухудшит извлечение полезного компонента, а удаление заросшего слоя с отвала приведет к дополнительным потерям техногенного сырья.

Таким образом, нормативная документация по формированию и последующей рекультивации техногенных насыпей горных пород (отвалов пород и складов полезных ископаемых) требует обязательного пересмотра, особенно в условиях Севера и Заполярья,.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 17.5.1.01-83. Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель // Охрана природы. Земли: сборник. М.: Изд-во стандартов, 2002. 2. Экологический энциклопедический словарь. М.: Ноосфера, 2002. 930 с. 3. Архипов А. В., Земцовская Е. В. Выбор рациональной конструкции и высоты породных отвалов // Экологическая стратегия развития горнодобывающей отрасли - формирование нового мировоззрения в освоении природных ресурсов: сб. докл. Всерос. науч.-техн. конф. с участием иностранных специалистов, (Апатиты, 1315 октября 2014 г.). СПб., 2014. С. 171-177. 4. Архипов А. В. Формирование и размещение породных отвалов глубоких карьеров в качестве потенциальных техногенных месторождений минерального сырья // Глубокие карьеры: сб. докл. Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием (Апатиты, 18-22 июня 2012 г.). СПб., 2012. С. 282-287. 5. ГОСТ 17.5.1.02-85. Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации // Охрана природы. Земли: сборник. М.: Изд-во стандартов, 2002. 6. Технологии ускоренной биологической рекультивации скальных отвалов / А. Г. Шапарь [и др.]// Горн. информ.-аналит. бюлл. М., 2006. № 2. С. 217-219.

Сведения об авторах

Архипов Альфред Вячеславович - старший научный сотрудник Горного института КНЦ РАН E-mail: avfred@yandex.ru

Решетняк Сергей Прокофьевич - доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Горного института КНЦ РАН E-mail: inpit@mail.ru

Author Affiliation

Alfred V. Arkhipov- Senior Researcher, Mining Institute of the KSC of the RAS E-mail: avfred@yandex.ru

Sergey P. Reshetnyak - Dr. Sci. (Eng.), Leading Researcher of the Mining Institute of the KSC of the RAS E-mail: inpit@mail.ru

Библиографическое описание статьи

Архипов А. В. Особенности рекультивации породных отвалов на территориях Севера и Заполярья России / А. В. Архипов, С. П. Решетняк // Вестник Кольского научного центра РАН. - 2016. - № 2 (25). - С. 39-43.

Reference

Arkhipov A. V. Features of Rock Dumps Remediation for Northern and Polar Regions of Russia / A. V. Arkhipov, S. P. Reshetnyak // Herald of the Kola Science Centre of the RAS. - 2016. - Vol. 2 (25). -P. 39-43.