VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Проблема охраны природы на современном этапе развития производительных сил общества - острейшая проблема. Она вызвана неблагоприятными изменениями в природе под воздействием интенсивной хозяйственной деятельности человека. И в этом отношении горное производство не является исключением. Последние десятилетия характеризуются быстрыми темпами вовлечения в хозяйственный оборот минерального сырья. И это в первую очередь коснулось открытого способа добычи, на долю которого приходится около 75 % от общего объёма добываемых полезных ископаемых. Современные рудные и угольные карьеры - природно-производственные комплексы, воздействия которых оказывает влияние на ход естественной эволюции биосферы. Вмешательство в природу в таких масштабах приводит к негативным последствиям.

В крупных горнопромышленных районах происходят ландшафтные, климатические, гидрогеологические и аэрологические изменения. Значительное негативное влияние оказывают и небольшие карьеры по добыче строительных горных пород, количество которых в России приближается к 5000. Они также, если не принимать надлежащих природоохранных мер, наносят значительный ущерб природной среде.

Открытый способ разработки, несмотря на лучшие экономические показатели, по сравнению с подземным, обуславливает значительные нарушения земной поверхности, связанные с горными выработками, отвалами пустых пород, складами, транспортными коммуникациями и другими сооружениями. Площадь отводимых карьеру земель исчисляется сотнями, а на крупных предприятиях – тысячами гектаров, которые в процессе разработки частично или полностью нарушаются.

Одно из важнейших условий охраны окружающей среды при производстве открытых горных работ бережное отношение к земле, основанное на рациональном землепользовании, под которым следует понимать порядок, размеры и интенсивность использования земель под горные работы и их возврат в народнохозяйственное использование при минимальных затратах на временное отчуждение земель. Это может быть достигнуто при рациональном режиме нарушения и рекультивации земель на основе изыскания технологических решений, позволяющих уменьшить размеры нарушений земель горными работами и ускорить их возврат в народнохозяйственное использование с максимальным эффектом.

Наряду с совершенствованием технологии открытой разработки особое значение отводится рекультивации нарушенных земель. Рекультивация рассматривается в виде составной части общей проблемы рационального использования земель и подчинена цели наиболее рационального и эффективного использования восстановленных земель, создания оптимально организованных и экологически сбалансированных ландшафтов. Рекультивация должна обеспечивать приоритет сельскохозяйственного использования нарушенных земель. В лесной и лесостепной зонах с целью увеличения лесного фонда наибольшее распространение имеет лесохозяйственное направление рекультивации.

Данная площадь представляет собой древнюю надпойменную террасу, размытую активно меандрирующим руслом реки, в результате чего создались условия, при которых происходит постоянное переосушение почвенного слоя и гибель растительности.

Предусматривается понижение поверхности пересыхаемого участка с выемкой излишнего песчаного грунта в долине р. Тьмы у д. Отмичи, с целью повышения плодородия и влажности почвенного слоя и создания условий для продуктивного сенокошения.

Реализация данного решения позволит экспериментально определить возможность восстановления в пойме р.Тьмы реликтовой растительности и подтвердить необходимость сохранения на этой территории статуса историко-культурного природного заказника, который в настоящее время утрачивается из-за исчезновения 80% видов растений, внесенных в Красную книгу.

В административном отношении площадь, подлежащая планировке, расположена в центре Калининского района Тверской области на территории Дуденевского природного историко-культурного заказника на землях ЗАО "Калининское" в долине р.Тьмы. Площадь расположена в 100 м западнее границы рекреационной зоны д. Отмичи. Участок находится на левом берегу р Тьмы между коренным берегом и руслом реки, за пределами водоохранной зоны p.p. Тьмы и Волги, севернее Щербовского месторождения ПГМ.

Площадь участка не застроена и под другие цели, кроме выгона, не использовалась (рис. 1, 2).

Климат района работ умеренно-континентальный с избыточным увлажнением. Первые морозы начинаются в конце сентября, поздние с первой декады октября. Зима характеризуется быстрыми изменениями погоды, морозы со снегопадами сменяются оттепелями, во время которых снег нередко стаивает полностью [1, 2].

Геологическая характеристика составила по данным геологических скважин, пробуренных МГЭР при изучении Щербовского месторождения ПГМ в 1961 г..

Растительный мир. Растительный мир пойменных лугов в долине р.Тьмы представлен обычными видами растений и не отличается богатством и разнообразием вследствие сильной рекреационной и хозяйственной нагрузки.

Для стариц и прибрежной полосы р. Тьмы характерно местообитание видов болотных растений, таких как: стрелолист стрелолистный (SagittariasagittifoliaL.), сусак зонтичный (ButomusumbellatusL.), элодея канадская (ElodeakanadensisMichx.), телорез обыкновенный, или алоэвидный (StratiotesaloidesL.), водокрас лягушачий (Hydrocharismorsus-ranaeL.), аир обыкновенный (AcoruscalamusL.), ряска маленькая (LemnaminorL,), кубышка желтая (Nupharlytea(I,.) Smith.), кувшинка белоснежная (NymphaeaCandidaJ. etC. Presl), сабельник болотный (ComarumpalustreL.), вахта трехлистная (MenyanthestrifoiiataL.), хвощи, ситники, осоки, тростник и т. д. Эти виды растений сохранились, находятся в хорошем состоянии (рис. 3 - 10) [4].

В геологическом строении площади принимают участие древние и современные аллювиальные отложения, подстилающие породы моренная глина калининского и московского оледенений (рис. 11 - 13) [3].

Ледниковые отложения представлены суглинками и глинами, содержащими обломки изверженных пород. Сводный геолого-литологический разрез представлен следующим напластованием пород 1 . Почва до 0,4 м.

2. Песок кварцевый светло-желтый до серого, разнозернистый, с преобладанием мелких фракций, слегка глинистый, сухой, плотный. Средняя мощность песка до 4,0 м (от 0,5 до 7,5 м).

3. Песок кварцевый светло-серый, разнозернистый, от тонко - до крупнозернистого, с преобладанием мелкозернистых фракций. Среди песка встречаются прослои и линзы гравия. Основная толща обводнена. Мощность песчано-гравийной толщи колеблется по площади от 3,0 до 15,0 м.

4. Глина моренная красно-бурая с включением плохо окатанной гальки и редких валунов. Пройденная мощность до 4,0 м

Песчаные грунты, слагающие участок, выбранный под планировку, мелко и разно-зернистые, низкосортные, поэтому они не вошли в состав разведанных объемов Щербовского месторождения ПГМ.

В гидрогеологическом отношении площадь характеризуется наличием широко распространенных водоносных горизонтов, которые приурочены к четвертичным и каменноугольным отложениям. Самый глубокий водоносный горизонт зафиксирован артезианской скважиной в д. Отмичи на глубине 190 м. Он связан с каменноугольными известняками серпуховского яруса. Повсеместное распространение имеют водоносные горизонты среднекаменноугольных отложений, приуроченные к нижнему и верхнему московским горизонтам. Они обладают значительными ресурсами высоконапорных подземных вод, характеризующихся удовлетворительными питьевыми качествами. Четвертичный водоносный комплекс состоит из шести горизонтов и подгоризонтов, приуроченных к современным и древнеаллювиальным отложениям. Водные горизонты саккумулированы во флювиагляциальных песках и внутриморенных песчаных образованиях. В связи с тем, что большинство их не имеют защитного водоупорного горизонта, качественный состав этих вод довольно пестрый, наблюдается слияние вод разных горизонтов и утрачивание отдельными подгоризонтами самостоятельного значения. Воды вышеназванных водоносных горизонтов используются местным населением для питьевых и хозяйственных нужд.

В пределах рассматриваемого участка водозаборные сооружения отсутствуют.

Рекультивация спланированного участка земли состоит из выравнивания поверхности после снятия излишнего песчаного грунта, нанесения на него влагозадерживающего экрана из суглинистой породы, линзы которой имеются в залежи песчаного грунта, уплотнении его катком, покрытия всей площади почвенно-плодородным слоем и засева ее многолетними травами в смеси с семенами реликтовых растений, исчезнувших на данной территории в результате смывов и переосушения грунтов.

Кроме понятия «рекультивация земель», существует понятие «землевание», которое включает в себя комплекс работ: по снятию, хранению, транспортировке и нанесению плодородного слоя почвы и потенциально-плодородных (горных) пород на малопродуктивные угодья с целью их улучшения.

Землевание производится в целях повышения плодородия малопродуктивных угодий. Малопродуктивные угодья на время работ по нанесению плодородного сдоя почвы и до получения первого урожая переводятся в состояние мелиоративной подготовки, а после землевания должны быть использованы преимущественно под сельскохозяйственные угодья: пашню, культурные сенокосы и пастбища, многолетние плодовые насаждения.

Площадь, подлежащая рекультивации, составляет 2 га. Мощность наносимых экранного слоя - не менее 0,3 м, почвенно-плодородного слоя - 0,5 м(рис. 14 - 16).

Технологическая схема земляных работ предусматривает снятие и отдельное складирование ППС, срезку грунта на возвышенной части участка земли для понижения уровня его поверхности с отметки 131,0 м до отметки 125-126,0 м, т.е. до уровня примыкающей к участку площади. Затем участок, площадью 2,0-2,5 га будет выровнен, покрыт глинистым экранирующим слоем, мощностью 0,3 м и снятым ранее с этого участка почвенно-плодородным слоем. После усадки на площади предусматривается ручной посев многолетних трав в смеси с исчезнувшими охраняемыми растениями.

При производстве работ будут использованы бульдозер ДЗ-170, для срезки ППС и планировочных работ, одноковшовый экскаватор ЭО-4121Б с емкостью ковша -1,0 м³ , оборудованный прямой лопатой и имеющий съемное оборудование «драглайн» для формирования откосов коренного песчаного берега долины реки у д.Отмичи с целью его укрепления и возможности посадок исчезнувших кустарниковых растений.

Излишний песчаный грунт предусматривается использовать для собственных целей ЗАО "Калининское" при строительстве жилья и животноводческих ферм, возводимых по договору Калининским ККПДС.

Транспортировка грунтов во временные отвалы и к местам их использования предусматривается подрядным автотранспортом (а/с КАМАЗ-5511 грузоподъемностью 10 т.) Земляные работы планируется поручить на договорных началах ДРСУ-2, имеющего соответствующую лицензию.

Почвенно-растительный слой снимается с планируемой площади и складируется отдельно. После выполнения работ по выемке излишнего грунта, площадь планируется, на нее наносится экранирующий слой из суглинистых грунтов для уменьшения просачивания влаги, который покрывается отдельно снятым ранее почвенно-плодородным слоем. Потери почвенно­-растительного слоя и его засорения исключается. Срок хранения не превышает 2-х лет (табл. 1).

Планировочные работы на участке предусматривают выравнивание отметок на площади в пределах 122,5-126,0 м, господствующих на прилегающих территориях, что дает воз­можность сохранить влагонакопление и повысить травостой, сделав сенокошение на этом участке более продуктивным. С возвращением высокого травостоя возможно улучшение качества кормовых единиц. Контроль за составом травостоя и состоянием почвенного и растительного покрова будет обеспечивать агрослужба ЗАО «Калининское».

Для перемещения грунтов в пределах планировочной площади и доставки излишков песчаного грунта к местам их потребления используются автосамосвалы КАМАЗ-5511 грузоподъемностью Ют. Транспортировка осуществляется по существующим грунтовым дорогам, поддерживаемым в рабочем состоянии ДРСУ-2 на договорных началах. Расстояние внутри площадных перевозок не превышает 0,5 км. Расстояние перевозки песчаного грунта 7 км по основной дороге, имеющей улучшенное гравийное покрытие и примыкающей к автомагистрали Москва-С.Петербург. Расчет потребности в транспорте выполнен по всему объему перевозок грунта, отраженному в нижеследующей таблице 1.

Разработан комплекс агротехнических приемов на рекультивированных землях. Посев сельскохозяйственных культур на них проводят обычно на 1...1.5 недели раньше, чем на соседних нарушенных землях (участках). Для улучшения плодородия насыпных почв, обогащения их органическим веществом в первые 2...3 года, а чаще в первые 4. ..5 лет возделывают почвоулучшающие культуры - многолетние травы, бобовые культуры (люпин, донник, люцерну), злаково-бобовые травосмеси с преобладанием бобовых.

После них размещают яровую пшеницу, а в последующий год - подсолнечник или кукурузу на силос. В других случаях после трав возделывают картофель, а затем озимую рожь.

На 7...8 год на этих землях вводят принятые в данном хозяйстве севообороты. Если отвалы представлены лессами иди лессовидными суглинками и отсутствуют токсичные породы, возможна сельскохозяйственная рекультивация и без нанесения плодородного сдоя путем создания сенокосных иди пастбищных угодий. Освоение отвалов в этих случаях начинают с внесения повышенных доз органических и минеральных удобрений и возделывания многолетних злаково-бобовых трав.

На рекультивированных землях необходимо вносить более высокие дозы органических и минеральных удобрений, на 20...30 % выше, чем на рядом с ними расположенными старопахотных черноземах.

В последующем кормовые угодья включаются в пастбищные и сенокосные севообороты. Отвалы, состоящие из потенциально плодородных пород, могут быть использованы и для посадки плодовых культур. При этом откосам отвалов придают уклон не более 10°, а поверхность планируют в соответствии с условиями, предъявляемыми к подготовке отвалов под пашню.

Перспективными для выращивания на рекультивируемых землях оказались лекарственные растения: ромашка аптечная, календула лекарственная, бессмертник песчаный, зверобой пронзеннолистный, подорожник большой и др.

Степень засорения подземных и поверхностных вод при планировке участка незначительна, так как бытовой мусор и стоки собираются в закрытые контейнеры, которыми оснащена вагон-бытовка. Заправка машин и механизмов в пределах производства работ не производится.

Стоянка землеройной техники имеет хорошо утрамбованную поверхность, покрытую слоем слабопроницаемых глинистых пород и песка. Замасленная ветошь хранится в специальном закрытом контейнере и попадание ее в водотоки исключено.

Поверхностные воды (р.Тьмы) расположены в 100 м от планируемой площадки, огороженной на время планировочных работ ограждающим валом, предотвращающим смыв атмо­сферных осадков в реку. Оседание пыли на зеркало воды в реке незначительно, так как пылевыделение при земляных работах и на дорогах погашается посредством систематического орошения.

По результатам расчетов при КОП < 10^-3 предприятие относится к 4-ой категории опасности с малыми выбросами, ниже ПДВ. Автотранспорт будет задействован в течение 21 5 рабочих дней, в том числе: в теплый период (с 1 июня по 1 сентября) - 62 дня; в переходный период (с 1 марта по 1 июля и сентябрь) - 66 дней; в холодный период (с 1 октября по 1 марта) - 87 дней. Пробег одной машины составляет 13,5 км/см (табл. 2).

Примечание:

• Фоновые концентрации приняты по данным СЗ Центра по гидрометеорологии.

• Расчет ПДК выполнен в соответствии с ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».

Категория опасности предприятия (КОП) определена в соответствии с «Рекомендациями по делению предприятий на категории опасности в зависимости от массы и видового состава выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ».

При рекультивации карьера у д.Отмичи в долине реки Тьмы необходимо соблюдать следующие по технике безопасности требования.

Основное требование безопасности - это исправное состояние машины, которое должно проверяться ежесменно машинистом, еженедельно - механиком ДРСУ-2 и ежемесячно - главным механиком объекта, его заместителем или другим назначенным лицом. Работать на неисправной машине нельзя.

Экскаватор должен содержаться в чистоте и исправном состоянии, снабжен действующим сигналом, исправными тормозами, ограждениями доступных движущихся частей и ра­бочих площадок, противопожарными средствами, освещением, комплексом исправного инструмента, контрольно­измерительными приборами.

Обеспечение питьевой водой осуществляется привозной водой из водозаборной колонки, расположенной на расстоянии 0,5 км от рабочей площадки, в д. Отмичи. потребность в питьевой воде принята, исходя из нормы 2 л/чел в сутки: 2 л/чел • 8 чел • 215 = 3440 л в год, что составляет 3,5 м³/год. Техническое водоснабжение требует незначительного количества для обеспечения хозяйственных нужд и осуществляется из реки. Водоосушение не требуется в связи с высокими фильтрационными свойствами грунтов, слагающих территорию. Сточные воды _о представляют в основном бытовые стоки в объеме потребления - 3,5 m³ в год. Они собираются в специальную емкость, которой оборудован вагон-дом, и при ее наполнении вывозится в места, отведенные ЦГСЭН. Вагон-дом обеспечен биотуалетом.

Энергоснабжение требуется для обеспечения вагон-дома и освещения рабочей площадки в темное время суток, осуществляемого прожекторной установкой ПЗС-45 с лампами ДРЛ-700. Прожектор устанавливается на стационарной опоре. Напряжение осветительной сети 220В, установленная мощность электроприемников для наружного освещения 0,5 кВт, для освещения и отопления вагон-бытовки - 7,88 кВт. Потребляемая мощность 13 кВт. Подключение ЛЭП предусматривается отпайкой от существующей ЛЭП - 10 кВт, проходящей мимо и выполняется специализированной организацией.

Мероприятия по охране природы

Категорически запрещается мытье карьерной техники вне специально отведенных площадок; хозяйственные стоки собираются в специально оборудованную емкость, которая по мере наполнения очищается спецслужбой на договорной основе; сухие бытовые отходы собираются в специальный мусорный контейнер и вывозятся в места, определенные санитарным надзором; категорически запрещается спуск стоков в кюветы и водосборные канавы; для борьбы с пылью предусмотрено специальное орошение мест пылевыделения; с целью недопущения сверхнормативных выбросов вредных веществ в атмосферу автотранспортом и землеройной техникой (предусматривается систематический ремонт и профилактика техники на базе ДРСУ-2 с заменой изношенных деталей); категорически запрещена вырубка леса и кустарника за пределом земельного отвода; снимаемый отдельно почвенный слой размещается в специальные отвалы на хранение.

Запрещается сливать и сжигать отработанные масла, которые должны собираться в металлическую тару и сдаваться на регенерацию.

С целью охраны недр и предотвращения вредного влияния открытых землеройных работ на земельные ресурсы запрещается:

• размещение отвалов пород за пределами границ земельных отводов;

• движение землеройной и другой техники вне границ земельного отвода допускается только по дорогам;

• рекультивированные участки засеиваются многолетними травами и засаживаются кустарником с целью предупреждения пылеобразования, интенсивного стока в пониженные места рельефа ливневых вод и эрозионной деятельности;

с целью сохранения ресурсов, изъятые из недр грунты непригодные для строительства, используются при рекультивации участка и для возведения неответственных сооружений.

Заключение

В работе проведено исследование существующей обстановки в районе расположения объекта (карьер песчано-гравийного материала в долине р. Тьмы у д. Отмичи Калининского района). Карьер в д.Отмичи рекультивируется для дальнейшего сельскохозяйственного использования. Рекультивация производится последовательной отсыпкой непригодных пород с последующей планировкой и нанесением слоя почвы. Восстановленная почва засевается многолетними травами. При рекультивации используется экскаватор ЭО - 4121 Б, оборудованный прямой лопатой с емкостью ковша 1 м почвенно-плодородного слоя. Работы проводятся ЗА 124 смены. На биологическом этапе проводится посев многолетних кормовых трав тракторной сеялкой.

Концентрация вредных веществ от выбросов работающей в карьере техники в воздухе рабочей зоны находится в пределах ПДК. По результатам расчетов предприятие относится к 4-ой категории опасности с малыми выбросами. В работе проведен анализ вредных опасных факторов, сопутствующих работе земельных машин в карьере и предложенье мероприятия по борьбе с ними. Производится расчет устойчивости откоса, который показал, что проектируемый откос является прочным и имеет достойный запас прочности.

Определена стоимость участка работ, которая установлена на основании ведомости объемов работ. После проведения работ биологического этапа и восстановления почвенного слоя, восстановленная территория передается под дальнейшее её с/х использование.

А так же реализация этих работ позволила экспериментально определить возможность восстановления в пойме р. Тьмы реликтовой растительности и подтвердить необходимость сохранения на этой территории статуса историко-культурного природного заказника. Все работы производятся за счет организации, разрабатывающей карьер.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бочаров М.М. Географические ландшафты и районы Калининской области: Природа и хозяйство Калининской области. Калинин: КГУ, 1960. С. 462-510.

2. География Тверской области: Книга для учителя / Под ред. А.А. Ткаченко. Тверь: Тверской государственный университет, 1992. 288 с.

3. Макаренко Г.Л. Оценка ресурсного потенциала природных объектов на примере Тверской области / Учебное пособие. Тверь: ТГТУ, 2004. 148 с.

4. Невский М.Л. Растительность Калининской области. Леса Калининской области: Природа и хозяйство Калининской области. Калинин: КГУ, 1960. С. 333-390.

Код для цитирования: Скопировать