ТЕХНОЛОГИИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ С МИНИМАЛЬНЫМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА

Научной школой в области горнотехнической рекультивации нарушенных земель в Специальном конструкторско-технологическом бюро «Наука» Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН всесторонне обоснована технология рекультивации земель, рабочие процессы в которой совмещены с производством вскрышных работ. Согласно нашей концепции из стандартного перечня работ по рекультивации земель оставлен один рабочий процесс - это снятие бульдозером плодородного слоя почвы (ПСП).

Сравнение применяемых в настоящее время технологий рекультивации земель с технологией, разработанной в СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, на предмет образующихся газообразных токсических веществ, выбрасываемых в атмосферу при работе дизельных двигателей внутреннего сгорания, а также загрязняющих почвенную оболочку, ранее не осуществляли. Поэтому, на наш взгляд, целесообразно провести такое сравнение с представлением результатов для горно-добывающих предприятий, надзорных органов, органов государственного управления и других заинтересованных лиц, поскольку при проектировании технологий горнотехнической рекультивации нарушенных земель на угольных разрезах необходимо и целесообразно оптимизировать и минимизировать такой важнейший показатель, как объем ядовитых химических соединений, выбрасываемых в атмосферу, а также токсических соединений, загрязняющих почвенную оболочку.

Далее отметим тот факт, что в настоящее время на рекультивации земель угольные разрезы задействуют как железнодорожный, так и автомобильный технологический транспорт, что необходимо учитывать в расчетах по определению объемов загрязняющих веществ. Отличительной особенностью горнотехнического этапа рекультивации на угольных разрезах Канско-Ачинского бассейна является то, что всегда формируют промежуточный склад ПСП. Классическая технология рекультивации земель по ГОСТу включает в себя следующий перечень работ. Снятие ПСП производят тяжелыми бульдозерами типа Т-330, Т-500. За 12-часовую рабочую смену их производительность может достигать 800-900 м³ при длине набора призмы волочения до 60 м. Погрузку ПСП из буртов высотой 2,5-3,0 м производят гидравлическим экскаватором типа «обратная лопата» с емкостью ковша 1,5-2,0 м³. За 12-часовую рабочую смену производительность экскаватора может достигать 1000-1 100 м³. Производительность автосамосвалов грузоподъемностью 20-25 т при вывозке ПСП из буртов в промежуточный склад при длине транспортировки ПСП 2,0-2,5 км может изменяться в диапазоне 450-500 м³.

Следующие расчеты выполнены для технологий рекультивации с использованием на транспортировке ПСП железнодорожного транспорта. В применяемых технологиях ПСП транспортируют в железнодорожных составах после его погрузки из промежуточного склада до отвала. В авторской технологии почвенный слой для рекультивации формируют в забое верхнего вскрышного уступа карьерным экскаватором с одновременной отработкой забоя и погрузкой сформированного для рекультивации почвенного слоя в железнодорожный транспорт и последующей разгрузкой на отвале.

Работы горнотехнического этапа на отвале в применяемых технологиях выполняют в обратной последовательности: погрузка ПСП - транспортировка - разравнивание в два этапа. Отдельной строкой отметим грубую и чистовую планировку на отвале почвенного слоя. После того как поверхность сформировали идеально ровной, приступают к работам по биологическому этапу рекультивации - выполняют процессы сельскохозяйственных работ: проводят вспашку, фрезерование почвенного слоя, далее идет посев трав.

Сравнительный анализ технологий мы осуществляли исходя из расширения площади горного отвода в 30 га за один календарный год и проведения горнотехнического этапа рекультивации (снятие ПСП) на этой площади. Перечень видов работ по рекультивации земель представлен в табл. 3.6.

Таблица 3.6

Перечень видов и объемы работ по рекультивации нарушенных земель

Вполне очевидно, что буквально все работы по рекультивации земель проводятся механизмами, оснащенными мощными дизельными двигателями внутреннего сгорания. Мощность последних, как правило, находится в диапазоне 200-400 л.с. Как известно, при сгорании дизельного топлива образуются вещества, загрязняющие атмосферу и почвенную оболочку Земли. В одной и другой технологии фактором, загрязняющим природную среду, выступает работа тепловоза ТЭМ-7. В своих расчетах по определению объемов выбросов загрязняющих веществ мы учитывали разницу в дальности транспортировки почвенного слоя в железнодорожном транспорте. Результаты расчетов по определению объемов загрязняющих веществ представлены в табл. 3.7. Кроме того, мы также учитывали мощность почвенного слоя в разработанной авторами технологии с учетом минимизации его потерь в отличие от применяемых технологий, где потери почвенной оболочки достигают 80-90 %.

Для технологий рекультивации с применением технологического автотранспорта необходимо рассмотреть особенности размещения промежуточных складов ПСП (рис. 3.21). На схеме цифрами с 1-3 показано расположение промежуточных складов ПСП в тех случаях, когда отсутствуют поверхности углепородных отвалов, пригодные для рекультивации. Фигурой № 1 показано место склада ПСП, совпадающее с трассой технологической автомобильной дороги, которое идеализировано и на практике почти не встречается. Фигурами № 2-3 показаны места, удаленные на 1 и 2 км соответственно от трассы автодороги, ведущей из забоя до отвала.

Таблица 3.7

Токсические вещества, выделяемые в ходе реализации технологий рекультивации земель

Рис. 3.21. Схема промежуточного размещения складов ПСП по отношению к углепородному отвалу и контурам горного отвода

В условиях применения автомобильного транспорта имеют место два варианта доставки ПСП на отвалы. Первый вариант предусматривает доставку ПСП непосредственно на отвал для нанесения и разравнивания. В этом случае объем загрязняющих веществ больше по классической технологии на величину объема, образующегося при грубой и чистовой планировке ПСП, а также при проведении биологического этапа.

Объем загрязняющих веществ значительно возрастает в условиях промежуточного размещения склада ПСП на известном расстоянии от трассы дороги. Разместить склад ПСП на трассе движения технологического автотранспорта, как было отмечено выше, практически невозможно, поэтому площадку для размещения склада ПСП выбирают на некотором расстоянии от автодороги. В этих случаях дополнительный объем загрязняющих веществ складывается из следующих составляющих: разравнивание бульдозером поверхности склада в ходе его отсыпки, погрузка экскаватором в автосамосвалы после хранения ПСП во времени, разравнивание бульдозером призабойной поверхности для движения автотранспорта по нижней площадке экскаваторного забоя в контурах склада ПСП.

В целом объем загрязняющих веществ в технологиях с промежуточным складом ПСП выше на 70-80 % в сравнении с аналогичным показателем авторских технологий СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, предусматривающих прямую транспортировку сформированного почвенного слоя на отвалы.

Итак, мы представили экологическое обоснование технологии рекультивации нарушенных земель, совмещенные с производством вскрышных работ, из которого становится вполне понятным то, что объем токсических соединений, образующихся в ходе выполнения работ по авторской технологии (СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН), в разы меньше, чем в классических применяемых технологиях. Представленное в статье сравнение технологий рекультивации земель явилось дополнением к ранее выполненному экологическому и экономическому обоснованию авторской технологии рекультивации нарушенных земель для угольных разрезов Центральной и Восточной Сибири.