Использование методов биоиндикации в повышении эффективности рекультивации земель, нарушенных горными работами

ЭКОЛОГИЯ

УДК 631.6: 631.46

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ БИОИНДИКАЦИИ В ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ, НАРУШЕННЫХ

ГОРНЫМИ РАБОТАМИ

Н.А. Антоненко, Д.В. Дергунов

Приведены результаты исследования воздействия мелкодисперсной известняковой пыли на землях, нарушенных горными работами на свойства почвы и биологическое разнообразие. Предложен метод биоиндикации для повышения эффективности и продуктивности рекультивационных работ на отработанных территориях. Установлены количественные характеристики луговых сообществ на рекультивируемых и на нарушенных землях.

Ключевые слова: открытые горные работы, биоразнообразие, рекультивация, известняковая пыль, сообщества.

Одной из важнейших задач современной геоэкологии является сохранение и восстановление стратегических ресурсов окружающей среды. Восстановление земельных ресурсов, сохранение и поддержание их биоразнообразия является комплексной проблемой, которая решается в ходе рекультивации нарушенных земель [1].

При ведении добычи известняка открытым способом естественное положение плодородного слоя объекта нарушается, а известняковая пыль становится одним из основных антропогенных факторов влияющих на плодородие почв околокарьерного пространства. На растительную биомассу оказывают влияние, направленный перенос и диффузия известняковых частиц, и связанные с этими процессами изменения, происходящие в почвах. Происходит погребение органических остатков вглубь почвы, где отсутствие кислорода и изобилие угольной кислоты нарушают процессы разложения. Вследствие этого нитрификация прекращается или очень сильно замедлена. Разложения минеральных частей почвы и образования азотистых соединений не происходит. Таким образом, известняковая пыль задерживает процессы гумификации почв, а угольная кислота (раствор углекислого газа в воде) в почве обусловливая рас-

творимость минеральных ее частей, в свою очередь также задерживает биологические процессы разложения [2].

Анализ литературных источников [3, 4, 9] и современной экологической ситуации в горнопромышленных районах России указывает на необходимость проведения комплексного исследования влияния открытых горных работ на свойства почвы и биологическое разнообразие. Проанализированы проблемы рекультивации нарушенных горными работами земель, при добыче каменного угля, на территории Республики Тыва [5], породы отвалов и отработанных земель Новогуровского карьера северо-западной части Тульской области [6]. Анализ показал, что не до конца изученной проблемой является - влияние различных факторов отходов горного производства на растительные сообщества территорий, на которых проводится рекультивация. В частности, требуется более глубокое изучение влияния известняковой пыли на биологическое разнообразие земель, нарушенных горными работами. Что подтверждает актуальность данного направления исследований, и необходимость комплексного подхода.

Биологическая рекультивация является наиболее важным этапом ре-культивационных работ, поскольку от неё зависит, как быстро пойдет восстановление ландшафта, в том числе, формирование биотопа, накопление гумуса в почве, создание фито и зооценозов с высоким биоразнообразием, формирование устойчивых биогеоценозов в целом.

Целью исследования является изучение биологического разнообразия луговых сообществ на рекультивируемых и нарушенных землях прикарьерных пространств, загрязненных известняковой пылью; использование методов биоиндикации для оценки и повышения эффективности биологической рекультивации земель, нарушенных горными работами.

Методы биоиндикации обычно применяются для качественной оценки уровня загрязнения природной среды, в данном аспекте они применяются впервые. Исследования проводились на территории Новогуровского карьера, в котором на протяжении 20 лет добывается известняк открытым способом. Гуров-ское месторождение строительных известняков находится в северо-западной части Тульской области, в поселке Новогуровском, в 1,5 км на северо-запад от ОАО «Гурово-Бетон». Площадь детально разведанных участков Гуровского месторождения представляет собой склоновую часть долины реки Вашана и ручья Потрясовки. Суммарная площадь вскрытого месторождения около 150 га. На вскрытую выработками глубину геологический разрез месторождения слагает отложения нижнего и среднего карбона, мезозоя и четвертичной системы. Отметки поверхности здесь составляют 150-230 м. Район расположен в зоне широколиственных лесов [6, 8].

Изучена общая характеристика района исследования. В ходе работы исследованы процессы загрязнения территорий известняковой пылью, обусловленные геологическими и гидрогеологическими условиями [7]. Определены физико-химические свойства почвы отработанных земель, в частности: влаго-ёмкость, пластичность, кислотность, распределение ионов кальция, и соотно-

шение форм угольной кислоты, пространственно и по почвенному разрезу, которые могут влиять на развитие растительных сообществ.

Растения различным образом реагируют на абиотические факторы (рН, влажность, температура, солнечная радиация, элементы питания, запыленность). Ростовые процессы являются суммирующими для множества химико-биологических и физико-химических процессов, протекающих в растениях и почве. Подбирая составы растительных сообществ, оптимально подходящие для конкретных условий, возможно значительно повысить эффективность биологической рекультивации. Большинство растений хорошо развиваются при реакции, близкой к нейтральной (рН 6-7), но существуют виды культур с преобладанием кислой или щелочной среды [7, 9].

В ходе исследования было установлено, что флора нарушенных и ненарушенных околокарьерных земель имеет схожий видовой состав, представленный в табл.1.

Таблица 1

Списки сосудистых растений, изученных на территории Новогуровского карьера и околокарьерного пространства

№ п/п Видовое название растения

1 2

Отдел Хвощеобразные Класс Хвощевидные Сем. 1. Хвощёвые

1 Хвощ лесной

2 Хвощ луговой

Отдел Голосеменные Класс Хвойные Сем. 2. Сосновые

3 Ель обыкновенная

4 Сосна обыкновенная

Отдел Покрытосеменные (Цветковые) Класс Однодольные Сем. 3. Злаки

5 Ежа сборная

6 Щучка дернистая

7 Вейник наземный

8 Мятлик узколистный

9 Овсяница луговая

10 Пырей ползучий

11 Тимофеевка луговая

Сем. 4. Осоковые

12 Осока осенняя

Продолжение табл.1

13 Осока низкая

Класс Двудольные Сем. 6. Ивовые

14 Ива козья

15 Осина

Сем. 7. Берёзовые

16 Лещина (орешник) обыкновенная

17 Берёза бородавчатая

Сем. 8. Буковые

18 Дуб черешчатый

Сем. 89. Крапивные

19 Крапива двудомная

Сем. 10. Гречишные

20 Щавель малый

Сем. 11. Маревые

21 Лебеда стрелолистная

22 Марь белая

Сем. 12. Лютиковые

23 Лютик едкий

24 Лютик ядовитый

Сем. 13. Маковые

25 Чистотел большой

Сем. 14. Розоцветные

26 Гравилат городской

27 Репешок обыкновенный

28 Земляника лесная

29 Манжетка обыкновенная

Сем. 15. Бобовые

30 Горошек лесной

31 Горошек мышиный

32 Донник лекарственный

33 Клевер гибридный

34 Клевер луговой

35 Люцерна серповидная

Сем. 16. Гераниевые

36 Герань кроваво-красная

37 Герань луговая

Сем. 17. Клёновые

38 Клён остролистный

Сем. 19. Зверобоевые

39 Зверобой продырявленный

Сем. 20. Зонтичные

Окончание табл.1

40 Купырь лесной

41 Сныть обыкновенная

Сем. 22. Вьюнковые

42 Вьюнок полевой

Сем. 23. Норичниковые

43 Вероника дубравная

44 Марьянник дубравный

Сем. 24. Подорожниковые

45 Подорожник большой

46 Подорожник ланцетный

Сем. 26. Мареновые

47 Подмаренник северный

48 Подмаренник настоящий

Сем. 27. Валериановые

49 Валериана русская

Сем. 28. Астровые

50 Кульбаба осенняя

51 Лопух (репейник) малый

52 Мать-и-мачеха обыкновенная

53 Нивяник обыкновенный

54 Одуванчик лекарственный

55 Полынь горькая

56 Тысячелистник обыкновенный

57 Цикорий обыкновенный

58 Чертополох колючий

59 Ястребинка зонтичная

Исследования проводились методом закладки пробных площадок размером 1 х 1 м с последующим определением видов растений с помощью определителя, при консультации специалиста-ботаника.

При этом были выделены разные жизненные формы растений:

- деревья (липа сердцелистная, дуб черешчатый, береза обыкновенная, ель обыкновенная);

- кустарники (лещина обыкновенная, боярышник кроваво-красный и

пр.);

Среди установленных видов флоры выделены следующие экологические группы растений:

- луговые травы (нивяник обыкновенный, клевер розовый, горошек мышиный, репешок обыкновенный и др.);

- сорные травы (чертополох поникший, одуванчик лекарственный, сурепка прямая, пырей ползучий и др.);

- сорно-рудеральные травы (крапива двудомная, пустырник);

- придорожные травы (лопух паутинистый, подорожник большой и др.).

На основе анализа изученной флоры построены гистограммы богатства семейств видами растений. Составлены гербарии отдельных представителей этих растений [10].

Исследования, проводимые на территории карьера, позволили сделать выводы о схожести видов растений, как на ненарушенных, так и на нарушенных землях. В ходе исследования выявлена пространственная неоднородность распределения растительных сообществ, в частности получены следующие закономерности:

На рекультивируемых землях с хорошим водным питанием и благоприятными микроклиматическими условиями видовое разнообразие представлено достаточно широко и практически не отличается от видов растений естественных луговых сообществ. Преобладают: мятлик луговой, щучка дернистая, вей-ник наземный, чертополох поникший, купырь лесной, цикорий обыкновенный, кипрей узколистный, полынь горькая и др.

На нарушенных землях с преобладанием глинистых грунтов произрастают растения наименее требовательные к условиям произрастания: мать-и-мачеха обыкновенная, щавель конский, пырей ползучий, осот полевой, клевер луговой, трехреберник непахучий.

Длительные наблюдения позволили выявить растения с более поздним периодом вегетации (ястребинка зонтичная, кульбаба осенняя, вейник осенний).

Видовой состав растений определялся в ходе обследования изучаемой территории с последующей гербаризацией и определением незнакомых видов по определителю. По результатам обследования выполнен анализ флоры объекта исследования, результаты которого представлены в табл. 2.

Таблица 2

Сравнительный анализ семейств по богатству видами_

№ п/п Названия семейств Число родов % в общем числе родов Число видов % в общем числе видов

1 Злаки (Poaceae) 9 23 14 13,0

2 Астровые (Asteraceae) 8 20 10 10,4

3 Розоцветные (Rosaceae) 3 7,6 6 6,5

4 Бобовые (Leguminosae) 3 7,6 5 5,2

5 Гераниевые (Geranium) 1 2,5 3 3,1

7 Осоковые (Cyperaceae) 1 2,5 2 2,0

8 Норичниковые (Scrophulariaceae) 2 5,1 2 2,0

9 Ивовые (Salicaceae) 2 5,1 2 2,0

10 Крапивные (Nettle) 1 2,5 2 3,0

11 Гречишные (Polygonaceae) 1 2,5 2 2,0

12 Кипрейные (Scrophulariaceae) 1 2,5 1 1,04

13 Зверобойные (Salicaceae) 1 2,5 1 1,04

14 Остальные 7 17,9 35 35,2

15 Всего 39 100 96 100

На основе сравнительного анализа изученной флоры можно сделать следующие выводы.

Наибольшим видовым разнообразием отличаются следующие семейства:

- злаковые,

- сложноцветные,

- розоцветные и мареновые.

Представленные виды растений наиболее характерны для природно-географической зоны широколиственных лесов европейской части России. Также важно отметить, что сравнительный анализ родов по числу видов играет очень важную роль, поскольку более точно, чем анализ семейств, позволяет отразить географические и абиотические особенности условий произрастания [11].

По отношению к влажности почвы: преобладают мезофиты (растения, обитающие в условиях достаточного увлажнения): лесные древесно-кустарниковые виды (боярышник кроваво-красный, дуб черешчатый, ель обыкновенная, жимолость лесная, клен остролистный, калина красная, лещина обыкновенная (орешник), липа мелколистная, малина лесная, шиповник майский и др.; травянистые лесные растения (вейник тростниковый, вероника дубравная, кипрей узколистный (иван-чай), ястребинка волосистая и зонтичная и др.).

По отношению к рН почвы: преобладают базифилы (растения, предпочитающие щелочные почвы (мать-и-мачеха, горчица полевая, люцерна, тимофеевка луговая, костер безостый, мятлик луговой).

Для каждого вида растений существует определенная оптимальная для его роста и развития величина рН реакции среды. В непосредственной близости от карьерной выработки произрастают травянистые растения, характерные для почв с высоким значением рН (клевер красный, донник, люцерна, мать-и-мачеха, и д.р.) и практически отсутствуют древесные культуры, а по мере удаления от выработки происходит очередная смена растительных сообществ.

По отношению к богатству почвы элементами питании:

олиготрофы (растения, довольствующиеся небольшим количеством питательных веществ): береза бородавчатая, вероника лекарственная, мать-и-мачеха, одуванчик лекарственный, сосна обыкновенная, ястребинка зонтичная и др.

мезотрофы (растения, приуроченные к почвам со средней обеспеченностью элементами минерального питания): вейник наземный, вербейник обыкновенный, вероника лекарственная, герань лесная, живучка ползучая, золотарник обыкновенный, кислица обыкновенная, купырь лесной, ландыш майский, марьянник дубравный и луговой, фиалка удивительная, хвощ зимующий, лесной и луговой и др;

Следовательно, на территориях ненарушенными горными работами доминируют мезофиты (42 %) и базифилы (38 %) растения, а близи забоя биоло-

гическое разнообразие изменяется, с преобладанием растений- олиготрофов (62 %) мезотрофы (22 % ).

Эколого-биологический анализ, предполагающий распределение изученного разнообразия флоры и объединяющего разные виды растений со сходным отношением к определенным условиям среды обитания, например, по отношению к свету, увлажнению, тепловым характеристикам микроклимата, позволяет выявить характерные признаки биоразнообразия и их взаимосвязь с факторами подстилающей поверхности.

Таким образом, в видовом разнообразии территорий, окружающих карьер, и в карьерном пространстве доминируют растения, обитающие в условиях достаточного увлажнения (мезофиты). Они представлены древесно-кустарниковыми видами (липа мелколистная, лещина обыкновенная, боярышник кроваво-красный, дуб черешчатый, ель обыкновенная, клен остролистный) и луговыми сообществами, включающими в себя клевер луговой, вейник наземный, вероника дубравная, кипрей узколистный, ястребинка зонтичная; ба-зифиллы -растения, хорошо переносящие высокие значения рН мать-и-мачеха, горчица полевая, люцерна, тимофеевка луговая, костер безостый, мятлик луговой) и растений олиготрофов, приспособленных к низко плодородным почвам: береза бородавчатая, вероника лекарственная, мать-и-мачеха, одуванчик лекарственный, сосна обыкновенная, ястребинка зонтичная и др.

Трудно переоценить значение этих растений, т.к. они являются не только украшением окружающего мира, но и входят в состав сбалансированного биогеоценоза.

Выводом к данному исследованию является возможность размещения растений, характерных для данной местности, на подготовленных площадках в соотношениях, типичных для данного биогеоценоза, для повышения эффективности рекультивации нарушенных земель, нарушенных горными работами.

Вторым этапом данного исследования является проведение биоиндикации состояния растительных сообществ по площади листа, на территории загрязнённой известняковой пылью.

В нашей работе проведено исследование влияния пылевых известковых выбросов на состояние некоторых видов растений по изменению площади листьев в зоне влияния карьера, с целью выявления начальных этапов угнетения растительных сообществ. Известно, что метамерные органы растений реагируют на различные факторы. Ростовые процессы являются суммирующими комплекса абиотических условий и физико-химических процессов, протекающих в растениях, поэтому площадь листа не является специфическим признаком, характеризующим влияние известняковой пыли. Тем не менее, если использовать однотипные пробные площадки и при достаточно большой выборке растений по методике Л.В. Дорогань [12], можно установить корреляцию между запылённостью и величиной листа.

Описание эксперимента. В работе для биоиндикации отбирались виды растений наиболее устойчивых для произрастания в данных условиях. Для того чтобы исключить многообразие факторов, для исследования выбирались пло-

щадки с приблизительно одинаковыми условиями (влажности, рН, экспозиция, почвы) в чистой зоне и зоне влияния карьера, что и позволило сделать выводы о возможности биоиндикации загрязнения прикарьерного пространства пылью по изменению площади листьев. Для исследования влияния мелкодисперсной известняковой пыли был собран биологический материал - листья растений. Отбиралось не менее 100 листьев каждого вида растения с одной пробной площадки: травянистые (подорожник большой, одуванчик лекарственный), древесные (липа обыкновенная, берёза бородавчатая). Отбор производился на участках с различным уровнем запыленности, который оценивался по содержанию кальция (в данной работе загрязнение известняковой пылью идентифицируется с содержанием кальция) [8,10]. Затем производилось сравнение этих видов растений в чистой зоне. Все собранные растения по площади листа объединены в группы с шагом 4см . Площадь листьев вычислялась по упрощенной эмпирической формуле:

5 = А * В * к, где: А и В соответственно максимальная длина и ширина листа, измеренная линейкой;

к-переводной коэффициент, который вычисляется для каждого вида растений экспериментально, как отношение площади листа к массе листа для 6-8 листьев.( площадь в этом случае определялась с помощью палетки). В нашем случае переводной коэффициент для берёзы: 0,61-0,62; для липы- 0,71-0,72, тополя и осина:0,60-0,65;

У травянистых культур переводной коэффициент составляет: для оду-ванчика-0,6; мать-мачехи и подорожника - 0,75. Далее проведен анализ наиболее часто встречающихся размеров листьев для различных видов растений на определенном расстоянии от карьера. Определена зависимость площади листьев от запыленности для различных видов растений и построены гистограмм. Полученные данные зависимости площади листьев от запыленности для различных видов растений представлены в табл. 3.

Таблица 3

Зависимость площади листьев от запыленности для различных видов растений

Параметр Береза бородавчатая, шт Липа Обыкновенная, шт Подорожник большой, шт Одуванчик лекарственный, шт

1 2 3 4 5

Площадь Листа, мм Карьер Чис. зона Карьер Чис.зо на Карьер Чис. зона Карьер Чис. зона

2-4 8 4 1-2 1 1-2 1-2 -

4-8 22 16 18 1-2 8 1-2 3 1

8-12 22 34 30 11 12 8 4 6

Окончание табл. 3

1 2 3 4 5

12-16 20 26 38 17 12 10 4 7

16-20 18 23 43 19 16 10 3 7

20-24 12 17 43 21 12 8 4 7

24-28 10 - 28 4 16 6 8

28-32 - - 23 35 4 12 4 7

32-36 4 6 23 37 3 17 4 21

36-40 - - - - 5 3 7

40-44 - 6 - - - 7 - 6

44-50 - - - - - 3 2 7

50-56 - - 4 8 - - - 3

н

Э

и 40

л

н и 35

П

О 30

И

н

о V 25

V

я

п 20

О

И

15

10

5

0

/////// Л/

Зона карьера: береза, шт

Чистая зона: береза, шт

Зона карьера, липа шт Чистая зона, липа шт

Площадь листа, см2

£

Рис. 1. Графики зависимости морфометрических характеристик листа

древесных культур

Установлена зависимость изменчивости площади листьев для некоторых древесных и травянистых культур, что подтверждает вывод о том, что вблизи карьера растения испытывают значительную антропогенную нагрузку, причем травянистые растения наиболее чувствительны к влиянию известняковой пыли. Уменьшение площади листьев у древесных культур происходят с меньшей амплитудой. А наиболее устойчивыми породами оказались мать-и-мачеха и береза бородавчатая. Графики зависимости морфометрических характеристик листа древесных культур представлены на рис.1, а травянистых культур - на рис. 2.

Анализируя диаграмму зависимости площади листа от расстояния до забоя для травянистых культур, можно сделать выводы: уменьшение площади листьев в запыленной зоне для травянистых культур имеет очевидный характер. Он более выражен, чем у древесных, это связано с тем, что в случае с древесными культурами имеют место неучтенные факторы: уровень грунтовых вод, элементы питания и т. д.

Чистая зона: одуванчик лекарственный, шт

Зона карьера: одуванчик лекарственный, шт

Чистая зона: подорожник большой шт

Зона карьера: подорожник большой, шт

0,0- ^ ^О^С^^

Площадь листа

Рис. 2. Графики зависимости морфометрических характеристик листа травянистых культур

Используя метод биоиндикации было установлено, что известняковая пыль влияет на биологическую продуктивность фитоценозов, даже у наиболее устойчивых видов растений отмечено уменьшение площади листа, а, следовательно, биологической продуктивности сообщества. Метод можно использовать для индикации состояния растительных сообществ на рекультивированных территориях, своевременно отслеживать их состояние, не допуская гибели всего фитоценоза. Метод может быть полезен при выборе растений, наиболее устойчивых к тем или иным антропогенным факторам (чем меньше растение реагирует площадью листа на фактор, тем оно более устойчиво в данных условиях).

Результаты работы могут быть использованы при планировании оптимальных методов рекультивации отработанных и загрязненных территорий; комплексной экологической оценке техногенных территорий, мониторинге состояния природной среды и повышении эффективности биологической рекультивации земель, нарушенных горными работами.

Список литературы

1. Решетникова Н.М., Крылов А.В. Орхидеи отвалов известняковых карьеров Калужской области // Вестник Тверского государственного университета. № 8 (36) 2007. С. 111- 115.

2. Денисов В.В., Гутенев В.В., Луганская И.А. М: Учебник для вузов, 2002. 280 с.

3. Михайлов В.А., Бересневич П.В. Снижение запыленности и загазованности воздуха на открытых горных работах / Техника . Киев. 2015. 116 с.

4. Роль известняковых карьеров в сохранении и адвентизации флоры Калужской области / В.В. Телеганова [и др.] // Труды регионального конкурса проектов фундаментальных научных исследований. Вып.20. Калуга. Калужский государственный институт развития образования. 2015. С. 198-203.

5. Вегнер-Козлова Е.О., Гуман О.М. Актуальные вопросы законодательства по рекультивации нарушенных земель Республики Тыва//Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2015. № 4. С. 61-66.

6. Антоненко Н.А., Шейнкман Л.Э. Исследование изменчивости РН среды в разрезе почвенного слоя на землях, нарушенных горными работами // Региональная молодежная научно-практическая конференция Тульского государственного университета: Сборник докладов. Тула. Изд-во ТулГУ. 2015. С. 36.

7. Битюцкий Н.П. Устойчивость злаков и двудольных растений к высокому содержанию карбоната кальция в почве / Н. П. Битюцкий [и др.] // Агрохимия. 2008. N 2. С. 70-76.

8. Антоненко Н.А., Симанкин А.Ф. Исследование соотношений биологических видов на землях, нарушенных горными работами // VIII Региональная молодежная научно-практическая конференция Тульского государственного университета. Изд-во ТулГУ. 2013. С. 48 -49.

9. Хамитова Р.Я. Оценка загрязнённости тяжёлыми металлами городских почв / Р.Я. Хамитова, Н.В. Степанова. // Здоровье населения и среда обитания. 2004. № 7. С. 28-32.

10. Антоненко Н.А., Шейнкман Л.Э. Влияние мелкодисперсной известковой пыли на состояние растительности. / Материалы конференции «Молодёжные инновации». Тула. Тульский Государственный университет. 2015. С. 57.

11. Курачев В. М. Классификация почв техногенных ландшафтов / Ку-рачев В. М., Андроханов В. А. // Сибирский экологический журнал. 2002. № 3. С. 255-261.

12. Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. Учебник. М: ВЛАДОС. 2003. 288с.

13. Карпова Е.А, Мотузова Г.В. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. М.: Наука, 2013. 320 с.

14.Андроханов В.А., Куляпина Е.Д. Почвы техногенных ландшафтов: генезис и эволюция / Новосибирск. 2004. С. 150-153.

Антоненко Наталия Александровна, асп., ahsatan-natik@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Дергунов Дмитрий Викторович, канд. техн. наук, инженер, dmitrov83@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

USE OF THE METHOD OF BIOINDICATION IN INCREASE IN EFFICIENCY OF RECULTIVATION OF THE LANDS BROKEN BY MINING OPERATIONS IN THE TERRITORY OF THE NOVOGUROVSKYPIT

N.A. Antonenko, D.V. Dergunov

Results of a research of influence of fine calcareous dust are given in the lands broken by mining operations on properties of the soil and biological diversity. The bioindication method for increase in efficiency and efficiency of remediation works in the fulfilled territories is offered. Quantitative characteristics of meadow communities on the rekultiviruyemykh and on the broken lands are established.

Keywords: open mining operations, biodiversity, recultivation, calcareous dust, communities.

Antonenko Natalya Aleksandrovna, postgraduate, ahsatan-natik@rambler.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Dergunov Dmitriy Viktorovich, candidate of technical sciences, engineer, dmi-trov83@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University

Reference

1. Reshetnikova N.M., Krylov A.V. Orhidei otvalov izvestnjakovyh kar'erov Kaluzhskoj oblasti // Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. № 8 (36) 2007. S. 111- 115.

2. Denisov V.V., Gutenev V.V., Luganskaja I.A. M: Uchebnik dlja vuzov, 2002. 280 s.

3. Mihajlov V.A., Beresnevich P.V. Snizhenie zapylennosti i zagazovannosti vozduha na otkrytyh gornyh rabotah / Tehnika . Kiev. 2015. 116 s.

4. Rol' izvestnjakovyh kar'erov v sohranenii i adventizacii flory Kaluzhskoj oblasti / V.V. Teleganova [i dr.] // Trudy regional'nogo konkursa proektov fundamental'nyh nauchnyh issledovanij. Vyp.20. Kaluga. Kaluzhskij gosudarstvennyj institut razvitija obrazovanija. 2015. S. 198-203.

5. Vegner-Kozlova E.O., Guman O.M. Aktual'nye voprosy zakonodatel'stva po rekul'tivacii narushennyh zemel' Respubliki Tyva//Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Gornyj zhurnal. 2015. № 4. S. 61-66.

6. Antonenko N.A., Shejnkman L.Je. Issledovanie izmenchivosti PH sredy v razreze pochvennogo sloja na zemljah, narushennyh gornymi rabotami // Regional'naja molodezhnaja nauchno-prakticheskaja konferencija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta: Sbornik dokladov. Tula. Izd-vo TulGU. 2015. S. 36.

7. Bitjuckij N.P. Ustojchivost' zlakov i dvudol'nyh rastenij k vysokomu soderzhaniju karbonata kal'cija v pochve / N. P. Bitjuckij [i dr.] // Agrohimija. 2008. N 2. S. 70-76.

8. Antonenko N.A., Simankin A.F. Issledovanie sootnoshenij biologicheskih vidov na zemljah, narushennyh gornymi rabotami // VIII Regional'naja molodezhnaja nauchno-prakticheskaja konferencija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Izd-vo TulGU. 2013. S. 48 -49.

9. Hamitova R.Ja. Ocenka zagrjaznjonnosti tjazhjolymi metallami gorodskih pochv / R.Ja. Hamitova, N.V. Stepanova. // Zdorov'e naselenija i sreda obitanija. 2004. № 7. S. 28-32.

15

10. Antonenko N.A., Shejnkman L.Je. Vlijanie melkodispersnoj iz-vestkovoj pyli na sostojanie rastitel'nosti. / Materialy konferencii «Molodjozhnye innovacii». Tula. Tul'skij Gosudarstvennyj universitet. 2015. S. 57.

11. Kurachev V. M. Klassifikacija pochv tehnogennyh landshaftov / Kurachev V. M., Androhanov V. A. // Sibirskij jekologicheskij zhurnal. 2002. № 3. S. 255-261.

12. Fedorova A.I., Nikol'skaja A.N. Praktikum po jekologii i ohrane okruzhajushhej sredy. Uchebnik. M: VLADOS. 2003. 288s.

13. Karpova E.A, Motuzova G.V. Himicheskoe zagrjaznenie biosfery i ego jekologicheskie posledstvija. M.: Nauka, 2013. 320 s.

14.Androhanov V.A., Kuljapina E.D. Pochvy tehnogennyh landshaftov: genezis i jevoljucija / Novosibirsk. 2004. S. 150-153.

УДК 550.822:622.838

О ПОВТОРНОЙ ЛИКВИДАЦИИ НАКЛОННЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ЗАКРЫТЫХ ШАХТ РЕСУРОСБЕРЕГАЮЩИМИ

СМЕСЯМИ

А.А. Белодедов, П.Н. Должиков, С.О. Легостаев

Рассматривается процесс повторной ликвидации пустот старых наклонных горных выработок методом тампонажа. Требуемый объем тампонажных и закладочных растворов определяется по результатам бурения скважин на горизонт залегания выработки. Описываются рецептуры тампонажных и закладочных растворов для горно-геологических условий Восточного Донбасса.

Ключевые слова: повторная ликвидация, наклонные горные выработки, закрытые шахты, буровая скважина, закладка, тампонаж.

Основным способом повторной ликвидации вскрывающих наклонных горных выработок закрытых угольных шахт, в частности, их ликвидационных интервалов, залегающих на малых глубинах и представляющих опасность с точки зрения процесса неконтролируемого сдвижения горных пород и образования провалов земной поверхности, является их закладка и тампонаж [1, 2].

Требуемый объем закладочного материала определяется исходя из пролета и горнотехнического состояния старой горной выработки (зияющая, частично обрушенная, забутованная) [3].

Цель работы - поэтапно рассмотреть процесс повторной ликвидации старых вскрывающих наклонных горных выработок.

Рассмотрим пространственную структуру и характеристики материала закладки (засыпки) ликвидированной, изолированной или брошенной вскрывающей наклонной выработки, заполненной обломочным материалом. Ввиду того, что заполнение выработанного пространства осуществлялось крупнообломочным материалом (горная масса, горелая порода), то пространственная структура горной выработки представляет собой разнородные каналы, пустоты, параметры которых различны на разных участках ликвидационного интервала