Защитный экологический экран как дополнительный инструмент снижения уровня негативного воздействия открытых горных работ на окружающую среду и население

УДК 622.271:622.85 © С.В. Бурцев, Т.В. Корчагина, Л.А. Тургенева, А.В. Донич, С.А. Озеров, 2018

Защитный экологический экран У Г С

как дополнительный инструмент снижения уровня негативного воздействия открытых горных работ на окружающую среду и население

— Р01: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-9-83-87 -

Рассмотрены вопросы формирования защитного экологического экрана при производстве открытых горных работ, позволяющего повысить визуальную ценность ландшафта для населения близлежащих территорий, снизить уровень шума, повысить уровень пылеподавления, осуществить организованный сбор паводковых вод в контуре участка ведения работ с последующей передачей на очистные сооружения и, как следствие, обеспечить снижение техногенной нагрузки на окружающую среду в целом.

Ключевые слова: открытые горные работы, техногенный ландшафт, окружающая среда, поллютанты, ассимиляция, экологический экран, экосистема.

ВВЕДЕНИЕ

При производстве горных работ открытым способом формируется техногенный ландшафт, представляющий собой поверхность, сформированную отвальными и добычными работами, при этом оказывается негативное влияние не только на компоненты окружающей среды, но и на близлежащие населенные пункты и их население [1, 2, 3, 4, 5, 6].

Проведя натурное обследование со стороны жилой застройки на открытом участке поверхности, не имеющем лесополосы, был установлен не только визуальный контакт ведения отвальных работ на участке открытых горных работ, но и акустическое воздействие в случае направления ветра в сторону населенного пункта.

Расположение объектов наблюдения представлено на рис. 1.

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

ЗАЩИТНОГО ЭКРАНА

Для снижения уровня негативного воздействия ведения открытых горных работ на окружающую среду и близлежащие территории жилой застройки предусматривается формирование экологического защитного экрана со стороны населенного пункта в границах земельного отвода участка открытых горных работ.

Район формирования защитного экоэкрана представлен на рис. 2.

БУРЦЕВ Сергей Викторович

Канд. экон. наук,

первый заместитель генерального директора - технический директор АО ХК «СДС-Уголь», 650066, г. Кемерово, Россия, e-mail: s.burtsev@sds-ugol.ru

КОРЧАГИНА Татьяна Викторовна

Канд. техн. наук, директор ООО «Сибирский Институт Горного Дела» (АО ХК «СДС-Уголь»), 653066, г. Кемерово, Россия, e-mail: t.korchagina@sds-ugol.ru

ТУРГЕНЕВА Любовь Александровна

Начальник Управления экологической безопасности и охраны окружающей среды АО ХК «СДС-Уголь», 650066, г. Кемерово, Россия, e-mail: l.turgeneva@sds-ugol.ru

ДОНИЧ Антон Викторович

Главный инженер проекта ООО «СИГД» (АО ХК «СДС-Уголь») 653066, г. Кемерово, Россия, e-mail: a.donich@sigd42.ru

ОЗЕРОВ Станислав Аркадьевич

Инженер отдела экологии и охраны природы ООО «СИГД» (АО ХК «СДС-Уголь») 653066, г. Кемерово, Россия, e-mail: s.ozerov@sds-ugol.ru

Рис. 1. Расположение источника негативного воздействия

Рис. 2. Район формирования защитного экоэкрана

Рис. 3. Формируемый экоэкран

Данный экоэкран представляет собой насыпное сооружение высотой от 20 до 50 м в зависимости от сформировавшегося рельефа. Верхняя отметка экоэкрана должна превышать максимальную отметку внешнего отвала минимум на 5 м.

Формирование экоэкрана предусматривается осуществлять горной массой с использованием имеющегося на предприятии оборудования. Угол откоса не должен превышать 35-37°, ширина экоэкрана по верху составляет 30-50 м.

Сформированный защитный экран в разрезе представлен на рис. 3.

Дальнейшее формирование защитного экоэкрана предусматривается путем посадки устойчивых зеленых насаждений, вписывающихся в существующую экосистему.

Формирование в условиях загрязненной атмосферы устойчивых зеленых насаждений, эффективно очищающих воздух от вредных газов и аэрозолей, а также удерживающих пыль, следует рассматривать как существенное дополнение к технологическому способу борьбы с загрязнением воздушного бассейна, снижения уровня шума и стока паводковых вод.

Для того чтобы достичь оптимальных результатов приживаемости посадочного материала необходимо про-

84

СЕНТЯБРЬ, 2018, "УГОЛЬ"

извести подготовительные работы по формированию слоя почвы, пригодного для посадочных работ. Для этого требуется нанести по всей поверхности экоэкрана слой мощностью не менее двух метров, состоящий: из 1,5 м потенциально плодородного слоя почвы (ППСП) и 0,5 м плодородного слоя почвы (ПСП) либо полностью из ППСП [7].

Разрастание и кущение посадочного материала могут происходить только в том случае, если на начальной стадии образования задернованной поверхности растения обеспечены питательными веществами в достаточной степени. В связи с этим при высеве многолетних трав и древесных культур необходимо применять минеральные удобрения. Посев многолетних трав осуществляется повсеместно, включая наклонные и горизонтальные поверхности экоэкрана, задернованная поверхность исключает эрозию и выветривание подготовленного слоя почвы.

Важнейшими показателями состояния зеленых насаждений защитного экоэкрана являются газоустойчивость ассортимента, высокая емкость, интенсивность и избирательность поглощения, помехоустойчивость и способность к самоочистке и восстановлению, что обеспечивает надежную работу по очистке воздушной среды от аэ-ротехногенов.

Зеленые насаждения защитного экоэкрана позволяют:

- обеспечивать регулирование направлений загрязненных воздушных потоков;

- максимально задерживать основной поток приземных атмосферных поллютантов и, по возможности, его поглощать.

В процессе ассимиляции углекислоты растения одновременно поглощают из воздуха различные вредные газы и токсические вещества и способствуют осаждению пыли. Так, 1 га древесной растительности выделяет 1,1 т кислорода и поглощает 1,5 т углекислого газа. Пылезадержива-ющие свойства растений различны. Лучше других задерживают пыль деревья и кустарники с опущенными и шероховатыми листьями [8].

Хвойные породы еще более эффективны в пылезадер-жании. На единицу веса хвои оседает в 1,5 раза больше пыли, чем на единицу веса листьев, к тому же пыле- и шу-мозащитные свойства хвойных деревьев сохраняются в зимний период [9].

Зеленые насаждения обладают и ветрозащитными свойствами. Полоса древесных посадок шириной 10-12 м и высотой 15-17 м снижает скорость ветра в два раза на расстоянии от 200 до 600 м. Наибольший эффект снижения скорости ветра дают посадки хвойных деревьев. Использование растений очень эффективно в борьбе с шумом. Лиственные породы поглощают до 26% и отражают около 74% падающей на них звуковой энергии.

Древесные и кустарниковые породы, используемые для озеленения защитного экоэкрана, должны быть устойчивыми в условиях техногенных территорий, обладать комплексом защитных, средообразующих и хозяйственно-полезных функций в этих условиях и обеспечивать быстрое достижение природоохранного и природовосста-новительного эффекта. Факторами, характеризующими

пригодность пород и определяющими состав древесных и кустарниковых видов для посадок, являются степень газоустойчивости, интенсивность газопоглощения, особенности роста и развития растений.

При размещении насаждений используются следующие основные подходы:

- видовое многообразие деревьев и кустарников;

- высота саженца должна быть не более 1,5 м;

- отсутствие загущенности насаждений, соотношение деревьев и кустарников в них должно быть примерно 1:2.

Постоянными компонентами формируемого растительного сообщества должны быть виды с разной степенью устойчивости и противоэрозионными, мелиоративными свойствами. Ассортимент древесных и кустарниковых видов растений, предназначенных для звукоизоляции и фильтрации выбросов загрязняющих веществ, выбирается с учетом географических зон их применения. Древесные породы необходимо высаживать в полосы таким образом, чтобы они образовывали поднимающиеся ступени, что содействует лучшему движению воздушных масс. Возможно применение схемы лесонасаждения изолирующего типа. Данный вариант лесополосы представляет собой рядовые посадки, состоящие из шести рядов деревьев главной породы, двух рядов деревьев сопутствующей породы и четырех рядов кустарников: кустарника высокого и кустарника среднего. Расстояние между рядами деревьев - 3 м, между деревьями главной породы в ряду - 3 м. На расстоянии 3 м от рядовых посадок деревьев главной породы высаживается ряд деревьев сопутствующей породы. Расстояние в ряду - 2 м. Высокие кустарники высаживаются на расстоянии 2 м от деревьев. Расстояние между кустами в ряду - 1 м. Кустарник средний от кустарника высокого высаживается на расстоянии 1,5 м, расстояние между кустами в ряду - 0,5 м. Для обеспечения нормального функционирования и создания устойчивых насаждений большое значение имеют соблюдение основных требований агротехники, выбор посадочного материала для каждой зоны и участка, высокий уровень проведения всех озеленительных мероприятий (подготовка почвы, сроки посева и посадки, качество посадочного материала, своевременный уход).

Техника лесонасаждения включает в себя три этапа:

• подготовка участка для озеленения. Данный эта п характеризуется подготовкой посадочных мест и заготовкой деревьев и кустарников. Участок для прикопа следует отводить на возвышенном, защищенном от господствующих ветров, месте. Посадочная яма должна соответствовать размеру и форме кома земли, с которым будет пересаживаться деревце. Чем больше земляной ком, тем меньше повреждений получит корневая система. Для саженцев высотой более 70 см - не менее 80x80 см. Форма - пирамида или конус. Растения в прикопах следует располагать корнями на север. Почву в прикопе следует содержать в умеренно влажном состоянии. Поврежденные корни и ветви растений перед посадкой должны быть срезаны. Срезы ветвей и места повреждений следует зачистить и покрыть садовой замазкой или закрасить;

Расчет посадочного материала

Площадь, м2 Протяженность, м Ширина, м Тип посадочного материала Количество деревьев (кустарников) в одном ряду, шт Количество рядов Расстояние между деревьями (кустарниками) внутри ряда, м Общее количество деревьев (кустарников) данного вида на участке, шт.

29280 582 40 Основная порода Ель, сосна 194 6 3 1164

Сопутствующая порода Береза 291 2 2 582

Кустарник высокий Карагана древовидная 582 2 1 1164

Кустарник средний Спирея калинолистная 1164 2 0,5 2328

• посадка саженцев деревьев и кустарников. В посадочные ямы при посадке саженцев с обнаженной корневой системой должны быть вбиты колья, выступающие над уровнем земли на 1,3 м. При посадке саженцев необходимо следить за заполнением грунтом пустот между корнями высаживаемых растений. По мере заполнения ям и траншей грунт в них уплотняется от стенок к центру. Высота установки растений в яму или траншею должна обеспечивать положение корневой шейки на уровне поверхности земли после осадки грунта. Саженцы после посадки должны быть подвязаны к установленным в ямы кольям. Высаженные растения должны быть обильно политы водой;

• уход за лесными культурами. Зеленые насаждения при посадках и в период ухода за ними поливаются из расчета 20 л на одно дерево с комом и 10 л на один куст. При уходе за деревьями хвойных пород не допускаются рыхление и перекопка приствольных кругов [10].

Успешное выращивание древесных и кустарниковых пород возможно при систематическом и качественном уходе за саженцами. Уход производится до формирования смыкания крон. В состав работ по уходу за насаждениями входят: ремонт посадок, рыхление, борьба с

сорняками. В течение первого и второго годов после посадки уход заключается в рыхлении междурядий для сохранения влаги.

После смыкания крон ряды посадок по мере необходимости прореживаются. Высохшие, угнетенные и поврежденные деревья и кустарники убираются. В последующие годы (второй-пятый) производится дополнение посадок взамен выпавших растений (если выпало более 10%). На это предусмотрено 20% посадочного материала от нормы посадки в первый год (см. таблицу).

На рис. 4 представлена обобщенная схема возможного снижения влияния факторов негативного воздействия на окружающую среду и население.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, предложенное техническое решение позволит не только повысить визуальную ценность ландшафта для населения близлежащих территорий, оградив жилую застройку от открытых горных работ, но и значительно снизить уровень шума, повысить уровень пылеподавления при производстве открытых горных работ, осуществить организованный сбор паводковых вод с накопленными за зимний период поллютан-

Птыигсине ценности визуализации

л&кдшафта

для населения

Жилах ыс гройкн

Снижение уровня влияния атмосферных осадков и организация обора паводковых вод в контуре участка ведсядя открытых горных работ с последующей передачей  ее! очистные сооружен нл

I * у

-

ГГ.

Снижение уровни шума

до 26% и отражения шуконоп энергии до 74 %

Рис. 4. Снижение влияния факторов негативного воздействия на окружающую среду и население

86

СЕНТЯБРЬ, 2018, "УГОЛЬ"

тами в контуре участка ведения открытых горных работ с последующей передачей на очистные сооружения и, как следствие, обеспечить снижение техногенной нагрузки на окружающую среду.

Данное техническое решение, по мнению авторов, можно использовать в качестве мероприятия по предотвращению и (или) снижению возможного негативного воздействия намечаемой хозяйственной деятельности и отразить в разделе «Перечень мероприятий по охране окружающей среды» проектной документации на разработку месторождений открытым способом.

Список литературы

1. Ефимов В.И., Рыбак Л.В. Производство и окружающая среда. М., 2012.

2. Ефимов В.И., Перников В.В., Харченко В.А. Эколого-экономическая оценка эффективности разработки месторождений открытым способом. М., 2011.

3. Гридин В.Г., Ефимов В.И. Производство и окружающая среда. Лекции по курсу «Производство и окружающая среда». М., 2007.

4. Поляков В.В., Ефимов В.И., Корчагина Т.В. Эколого-экономический анализ воздействия предприятий угольной отрасли на окружающую среду. М., 2006.

5. Ефимов В.И. Основы природопользования. Учебное пособие. М., 2004.

6. Гридин В.Г., Ефимов В.И. 40 вопросов по экологии. Основы экологии. М., 2007.

7. Методические указания по проектированию рекультивации нарушенных земель на действующих и проектируемых предприятиях угольной промышленности. Пермь: ВНИИОСуголь, 1991. 290 с.

8. Сергейчик С.А. Газопоглотительная способность растений и аккумулирование в них элементов промышленных загрязнений. В кн. Оптимизация окружающей среды средствами озеленения. Минск: Наука и техника, 1985. С. 68-75.

9. Горохов В.А. Городское зеленое строительство. М.: Стройиздат, 1991. С. 120-135.

10. СП 82.13330.2016. Благоустройство территорий. Актуализированная редакция СНиП Ш-10-75. Введ. 17.06.2017. М. ФГУП ЦПП, 2016. 44 с.

ECOLOGY

UDC 622.271:622.85 © S.V. Burtsev, T.V. Korchagina, LA.Turgeneva, A.V. Donich, S.A. Ozerov, 2018 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2018, № 9, pp. 83-87

Title

PROTECTIVE ENVIRONMENTAL SCREEN AS AN ADDITIONAL TOOL FOR MITIGATION OF NEGATIVE SURFACE MINING IMPACT ON ENVIRONMENT AND POPULATION

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-9-83-87

Authors

Burtsev S.V.1, Korchagina T.V.2, Turgeneva LA.1, Donich A.V.2, Ozerov S.A.2 ' "SBU-Coal" holding company JSC, Kemerovo, 650066, Russian Federation 2 "Mining Engineering Institute of Siberia" LLC, Kemerovo, 650066, Russian Federation

Authors' Information

Burtsev S.V., PhD (Economic), First Deputy General Director, Technical Director, e-mail: s.burtsev@sds-ugol.ru

Korchagina IV., PhD (Engineering), Director, e-mail: t.korchagina@sds-ugol. ru

Turgeneva L^., Ecological Safety and Environment Protection Department

Manager, e-mail: l.turgeneva@sds-ugol.ru

Donich A.V., Chief Project Engineer, e-mail: a.donich@sigd42.ru

Ozerov S.A., Engineer of Ecology and Environment Protection Department,

e-mail: s.ozerov@sds-ugol.ru

Abstract

The paper addresses the aspects of protective environmental screen formation during open pit mining works; such screen enables increasing landscape visual value for the nearby populated areas, noise level reduction, dust suppression improvement, flood water collection within the mining area outline with further water transfer to the treatment facilities, thus reducing overall environmental technogenic load.

Keywords

Surface mining, Technogenic landscape, Environment, Pollutants, Assimilation, Environmental screen, Eco-system.

References

1. Efimov V.I. & Rybak L.V. Proizvodstvoiokruzhayushchayasreda [Production and environment]. Moscow, 2012.

2. Efimov V.I., Pernikov V.V. & Kharchenko V.A. Ekologo-ekonomicheskaya otsenka effektivnosti razrabotki mestorozhdeniy otkrytym sposobom [En-

vironmental-economic assessment of surface mining performance]. Moscow, 2011.

3. Gridin V.G. & Efimov V.I. Proizvodstvo i okruzhayushchaya sreda: Lektsii po kursu "Proizvodstvo i okruzhayushchaya sreda" [Production and environment. Course of lectures "Production and environment"]. Moscow, 2007.

4. Polyakov V.V., Efimov V.I. & Korchagina T.V. Ekologo-ekonomicheskiy analiz vozdeystviya predpriyatiy ugolnoy otrasli na okruzhayushchuyu sredu [Environmental-economic analysis of coal enterprises environmental impact]. Moscow, 2006.

5. Efimov V.I Osnovyprirodopolzovaniya: Uchebnoeposobie [Basics of nature management. Educational aid.]. Moscow, 2004.

6. Gridin V.G. & Efimov V.I. 40 voprosovpo ekologii. Osnovy Ekologii [40 questions about ecology. Basics of Ecology]. Moscow, 2007.

7. Metodicheskie ukazaniya po proektirovaniyu rekultivatsii narushennyh zemel na deystvuyushchih i proektiruemyh predpriyatiyah ugolnoy pro-myshlennosti [Methodical instructions on disturbed lands reclamation engineering in existing and future coal enterprises]. Perm, VNIIOSugol Publ., 1991, 290 p.

8. Sergeych ik S.A. Gazopoglotitelnaya sposobnost rasteniy i akkumulirovanie v nih elementov promyshlennyh zagryazneniy [Plants gas absorption capabilities and industrial pollution elements accumulation]. In the book Environment optimization by means of landscaping. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1985, pp. 68-75.

9. Gorokhov V.A. Gorodskoezelenoestroitelstvo [Urban green construction] Moscow, Stroiizdat Publ., 1991, pp. 120-135.

10. SP 82.13330.2016. Blagoustroystvo territoriy Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP III-10-75 Vved. 17.06.2017 [Territories landscaping. Updated revision. SNiP III-10-75. Introduction 17.06.2017]. Moscow, FGUPTsPP, 2016, 44 p.