Объектами рекультивации при подземной добыче угля являются понижения, провалы и другие нарушения земной поверхности; породные отвалы угольных (сланцевых) шахт и обогатительных фабрик, промплощадки, транспортные коммуникации, насыпи, дамбы, нагорные канавы, которые после погашения шахты не могут быть использованы по прямому назначению.
Комплекс рекультивации работ включает горнотехнические, инженерно-строительные, гидротехнические и другие мероприятия и осуществляется обычно в два этапа: технический и биологический, которые взаимосвязаны между собой и выполняются последовательно.
Технический этап (техническая рекультивация) направлен на подготовку нарушенных земель к биологическому освоению и последующему целевому использованию в народном хозяйстве.
Техническая рекультивация выполняется силами угледобывающих шахт или специализированными управлениями (участками), входящими в систему производственного объединения. Она включает: засыпку деформированных поверхностей шахтных полей (мульд оседания, прогибов, провалов и др.) инертными материалами и их планировку; тушение, разборку и переформирование шахтных породных отвалов (терриконов); селективное снятие, складирование и хранение пригодных для биологической рекультивации пород, включая плодородный слой почвы и потенциально плодородные породы; планировку и покрытие спланированной поверхности плодородным слоем почвы или потенциально плодороднымипородами; устройство подъездных дорог и дренажной сети; мелиоративные и противоэрозионные мероприятия; ликвидацию послеусадочных явлений; устройство ложа и берегов водоемов.
Биологический этап (биологическая рекультивация) включает комплекс агротехнических и мелиоративных мероприятий, направленных на восстановление и улучшение структуры грунтов, повышение их плодородия (вспашка, боронование, обработка химическими веществами, внесение удобрений и др.), создание лесов и зеленых насаждений, освоение водоемов, разведение дичи и животных (возобновление флоры и фауны). Биологическая рекультивация осуществляется землепользователями (колхозами, лесхозами и другими организациями), которым передаются земли после их технической рекультивации, выполненной предприятиями и организациями, которые нарушили эти земли.
Ликвидация отрицательных последствий отвалов. Формы и параметры отвалов зависят от способов их образования, что обусловливает индивидуальный подход к проектированию рекультивации отдельных конкретных объектов.
Рекультивации отвала предшествует его всестороннее обследование (определение места и роли отвала в ландшафтной системе района, параметров и степени вредного влияния на окружающую среду, агрофизико-химических свойств смеси пород, слагающих отвалы внутри и на поверхности, и др.) для выяснения необходимости рекультивации, выбора ее направления, а также возможности использования отвальных пород в народном хозяйстве.
С учетом выбранного направления рекультивации и требований к нему устанавливают конечные геометрические параметры отвала по площади, высоте, форме и величине откосов, пути достижения необходимых конечных параметров (без понижения или с понижением высоты до необходимых пределов, с террасированием или без террасирования отвалов и др.), технологию технического этапа рекультивации, выбирают технологическую схему.
Если в результате обследования породный отвал классифицируется как горящий, то он предварительно проходит стадию тушения по специальным проектам, составляемым в соответствии с Инструкцией по предупреждению самовозгорания, тушению и разборке породных отвалов. Проект на выполнение работ по тушению включает: характеристику породного отвала и сведения о составе пород, слагающих отвал; результаты температурной съемки отвала; описание технологии работ, указания по их безопасному ведению.
Особенности технологии тушения горящих породных отвалов определяются их формой, высотой, а также характером горения.
Тушение горящих терриконов и хребтовидных отвалов проводят переформированием их в отвалы плоской формы или проиливанием поверхностного слоя пород пульпой (суспензией) из антипирогенных материалов горящих плоских отвалов (в зависимости от характера горения).
Отдельные поверхностные очаги горения на отвалах любой формы подавляются засыпкой негорючими материалами (инертная пыль, глинистые и песчано-глинистые сланцы, перегоревшая порода отвалов и др.) или проиливанием пульпой из антипирогенных материалов. Отвал считается потушенным, если температура пород на глубине до 2,5 м от поверхности не превышает 800 C.
5. Рациональное использование и охрана недр
Минеральные ресурсы имеют первостепенное значение для экономического развития страны. В условиях научно-технического прогресса добыча и потребление минерального сырья растут быстрыми темпами. При этом основными потребителями минеральных ресурсов являются сама горная промышленность, а также энергетика, металлургия, транспорт, ракетная техника и др. Многие богатые месторождения, расположенные на небольших глубинах и в легкодоступных районах, уже отработаны. Это вызывает необходимость извлечения полезных ископаемых, которые залегают на больших глубинах, в сложных горно-геологических условиях, отличаются пониженным содержанием полезных компонентов, требуют дальних перевозок и др.
Ускоренной отработке запасов минеральных ресурсов способствуют также потери полезных ископаемых в процессах их добычи и переработки. В настоящее время самые большие потери минерального сырья, в том числе твердого, обусловлены неумением рационально и полно извлекать, его из недр, а также осуществлять эффективную первичную переработку на обогатительных предприятиях (фабриках). При шахтной разработке угля его минимальные потери достигают 25 % промышленных запасов. На некоторых шахтах в недрах оставляют около половины пригодных для добычи залежей.
Классификация потерь твердых полезных ископаемых является единой для всех отраслей горно-добывающей промышленности и осуществляется в соответствии с Типовыми методическими указаниями по определению и учету потерь твердых полезных ископаемых при добыче.
Потери твердых полезных ископаемых при подземной разработке месторождений разделяют на общешахтные и эксплуатационные.
Общешахтные — это потери в различного рода охранных и барьерных целиках, которые оставляют в недрах (около капитальных горных выработок, скважин, под зданиями, техническими и хозяйственными сооружениями, водоемами, водоносными горизонтами, коммуникациями, заповедными зонами; между шахтными полями) после погашения горизонта, участка или ликвидации горно-добывающего предприятия и безвозвратно теряют. Они исчисляются в весовых единицах и в процентах от общих балансовых запасов шахты.
К эксплуатационным относятся потери при добыче полезного ископаемого. Они исчисляются в весовых единицах и в процентах по отношению к погашенным балансовым запасам угля или руды.
В связи с перспективой истощения запасов минеральных ресурсов перед человечеством встает задача их восполнения. Эта проблема решается по следующим основным направлениям:
восполнение запасов полезных ископаемых путем поиска и разведки новых месторождений;
наращивание достоверных запасов, разработка которых может быть экономически выгодной;
использование бедных месторождений;
использование полезных ископаемых больших глубин земной коры и мантии, а также дна океанов и морей (в первую очередь угля, нефти и газа);
разработка способов эффективной выемки угольных пластов и рудных залежей и переработки минерального сырья, которые обеспечат полное извлечение запасов основных и сопутствующих полезных ископаемых и снизят их потери.
Еще один источник увеличения фонда запасов полезных ископаемых, который может на длительное время снять угрозу истощения минерального сырья,— обогащение. То, что в настоящее время не используется как полезное ископаемое, в будущем (при новой технике и технологии) может стать очень ценным сырьем.
Рациональное использование и охрана недр включают цели, не связанные с добычей минерального сырья. При этом имеется в виду:
охрана участков недр при возведении подземных инженерных сооружений для хранения каких-либо запасов, захоронения вредных отходов производства;
охрана участков недр, представляющих особую научную и культурную ценность (геологические памятники);
охрана месторождений полезных ископаемых от всевозможной порчи, застройки, затопления водохранилищами при строительстве гидроэлектростанций и других сооружений еще до проектирования горнодобывающих предприятий.
Следовательно, рациональное использование полезных ископаемых и охрана недр не ставят задачу ограничить добычу минерального сырья, как это зачастую делается в отношении богатств живой природы. Напротив, рациональность использования полезных ископаемых и охрана недр — это прежде всего необходимость полной выемки запасов. Предопределяет полноту извлечения запасов и в целом формы, масштабы и интенсивность использования недр полное геологическое изучение месторождения. Поэтому важными звеньями рационального использования и охраны недр являются технологические этапы разведки и добычи минеральных ресурсов. Кроме того, самостоятельными и равноценными частями проблемы комплексного использования минеральных ресурсов являются комплексная, разработка месторождений и комплексное использование сырья.
Вывод
Охрана окружающей природной среды на современном этапе развития общества является всенародной задачей и осуществляется в условиях проводимой в стране государственной природоохранительной политики. Большую роль в деле успешного решения этой задачи должны сыграть высококвалифицированные инженерные кадры, способные организовать такое производство, которое исключало бы или намного уменьшало негативные воздействия на окружающую среду.