г. Москва

Сретенский бульвар, д. 6

стр. 1, офис 4

8-905-014-0095

sapropel-nn@mail.ru

7.4. Рекультивация гидроотвалов

В процессе производственной деятельности по гидронамыву строительных песков создаются гидроотвалы песчаных, глинистых и суглинистых грунтов при вскрыше карьеров. Подобные гидроотвалы образуются при очистке различных отстойников. Так, предприятия лесной, бумажной, горнодобывающей и химической промышленности и энергетики в результате своей деятельности образуют достаточно большие объемы отходов, называемые шламами (зола, шлак, отходы газоочистки, хвосты горнообогатительных фабрик, содовые, соляные и другие отходы химических предприятий). Эти отходы удаляют в большинстве случаев с водой в виде пульпы в специальные отстойники — гидроотвалы.

Перед укладкой складируемого материала в гидроотвалы, намываемые по определенному профилю, снимают плодородный слой почвы и слой потенциально плодородного грунта с поверхности участка, отводимого под отвал, землеройно-транспортными машинами с перемещением во временные отвалы. При создании гидроотвалов в оврагах предусматривают устройство сооружений для отвода поверхностных вод, поступающих с поверхности водосбора, и вод, образующихся в процессе производства работ по формированию гидроотвала.

Формирование гидроотвалов проектного профиля требует устройства ограждающих дамб, предотвращающих произвольное растекание пульпы в процессе намыва. При формировании гидроотвалов на ровной местности территорию по периметру отвала ограждают дамбами первичного обвалования высотой 0,7–1,5 м, возводимыми из минерального грунта, забираемого в основании отвала. Территорию гидроотвалов, устраиваемых в оврагах, также ограждают дамбой тех же размеров, возводимой поперек оврага с низовой стороны. По мере заполнения гидроотвала дамбы обвалования постепенно наращивают по высоте, используя намывной материал, если он удовлетворяет строительным требованиям. В противном случае для этих целей необходимо запастись грунтом, который забирают из близлежащего карьера, достаточным для возведения ограждающих дамб в процессе намыва отвала до проектных размеров.

Гидравлическую укладку материала в отвалы производят сосредоточенным или рассредоточенным выпуском пульпы из распределительных пульпопроводов, размещаемых на опорах или эстакадах.

Осветленную воду из прудка-отстойника сбрасывают через шахтный колодец, устраиваемый в середине гидроотвала.

При формировании гидроотвала из мелкозернистого грунта с большим содержанием глинистых частиц и сбросе осветленной воды в источник водоснабжения необходимо сбрасываемую воду повторно отстаивать, пропуская ее через дополнительные карты-отстойники, которые устраивают в пределах гидроотвала. При намыве отходов в шламонакопители или хвостохранилища добиваются полного осаждения намываемых шламов, а сбрасываемую осветленную воду желательно использовать для повторного перекачивания шламов по системе оборотного водоснабжения.

В практике производства вскрышных работ способом гидромеханизации гидроотвалы занимают достаточно большие площади (от десятков до сотен гектаров) и достигают высоты в несколько десятков метров.

Одна из возможных схем рекультивации гидроотвала суглинистого грунта для целей сельскохозяйственного или рекреационного использования показана на рис. 7.4 [39]. После завершения работ по намыву грунта в верхней части отвала формируется территория, по периметру огражденная дамбами обвалования и представляющая в поперечном сечении пляжную часть, состоящую из трех зон. Первая зона шириной 25–30 м, примыкающая к дамбам обвалования, образуется с уклоном до 0,03. Эта полоса достаточно быстро осушается, и через 3–4 суток после прекращения намыва по ней можно перемещаться. Вторую зону шириной 20–25 м формируют с уклоном 0,01–0,015. Консолидация грунта на этой полосе происходит в течение большого периода времени (5–8 суток) с образованием на поверхности трещин. Третья зона, окаймляющая отстойный пруд, почти горизонтальная, с повышенной влажностью намывного грунта. Общая длина пляжа от обвалования до отстойного пруда должна быть не менее 60 м. Обычно при намыве отвалов суглинистых грунтов пляжная часть составляет 42% намываемой территории, 48 — отстойный пруд, 10 — дамбы обвалования.

После завершения работ по намыву гидроотвала рекультивируют внешние откосы дамб обвалования. Для этого вначале на внешних откосах дамб обвалования создают промежуточные бермы и отсыпают плодородный слой почвы толщиной около 0,1–0,15 м. Промежуточным бермам придают незначительный поперечный уклон в сторону подножья откосов. Затем на откосах сеют дернообразующие травы, а по краям берм высаживают древесно-кустарниковую растительность на расстоянии 5–6 м друг от друга.

После этого приступают к рекультивации пляжной части.

Рекультивацию пляжной части и прудка-отстойника осуществляют с учетом последующего комплексного использования намытой территории: сельскохозяйственного, природоохранного и водохозяйственного назначения.

После подсушки намытого грунта приступают к рекультивации пляжной части в пределах первой и второй зон намывной поверхности.

Прудок-отстойник преобразуют в водоем. Для этого водосбросный колодец дооборудуют в шахтный водосброс.

Пополняют водоем свежей водой за счет поступления поверхностных вод, собираемых с водосборной площади гидроотвала.

 

Пример рекультивации гидроотвала вскрышного грунта

Рис. 7.4. Пример рекультивации гидроотвала вскрышного грунта

1 — намывной грунт; 2 — сбросный колодец, дооборудованный до шахтного водосброса; 3 — водоотводящая труба; 4 — водоотводной канал; 5 — береговая водоохранная зона; 6 — прудок-отстойник; 7 — рекультивированная территория для сельскохозяйственного ис­пользования; 8 — древесно-кустарниковые насаждения; 9 — залужение внешних откосов дамб обвалования

 

Наиболее удобный и дешевый вид освоения рекультивируемых территорий отвалов — лесохозяйственное. Лесная рекультивация доминирует в большинстве стран. На первых этапах рекультивации важно быстро озеленить отвалы и устранить вредное влияние их на окружающую среду. Озеленять отвалы можно еще до начала укладки складируемого материала. Территорию, отводимую под отвал, окаймляют полосой насаждений. При складировании отходов, препятствующих росту растительности, и невозможности создания плодородного слоя почвы, например отвалы пустой породы при добыче калийных солей и других полезных ископаемых, полоса насаждений является единственной возможностью обустройства таких отвалов. Полоса насаждений по периметру отвала эффективна лишь при ее ширине не менее 5 м.

При лесохозяйственной рекультивации на первых этапах используют быстрорастущие породы: тополя и ивы. Приживаемость и рост лесных пород зависят главным образом от гранулометрического состава породы и ее рН. Оптимальное значение рН: для хвойных пород — 4,5–6,0 и для лиственных — 6,0–7,5. По гранулометрическому составу породы распределяются в следующей убывающей по плодородию последовательности: суглинки — глины — пески. Опыт облесения отвалов показывает, что посев древесных пород семенами непригоден. Наиболее рациональна посадка лиственных пород однолетними саженцами, а хвойных пород — двулетними. Виды пород подбирают экспериментально. Породы лесных культур, используемых для облесения отвалов в Московской области, представлены в табл. 7.2 [39].

 

Таблица 7.2

Виды лесных пород, используемых для облесения отвалов в Московской области, в зависимости от пригодности территории к биологическому освоению, токсичности грунтосмеси и назначения лесных культур

Оценка пригодности территории к биологическому освоению Преобладающий тип грунтосмеси по токсичности Назначение лесных культур Лесные породы
главные сопутствующие кустарники
Полностью пригодные

 

Потенциально плодородные нетоксичные Хозяйственно-

мелиоративное

 

 

Дуб черешчатый, лиственница сибирская, сосна обыкновенная, береза бородавчатая, тополь Липа мелколистная, груша лесная, ольха серая, клен остролистный, вяз обыкновенный Вишня степная, лещина, смородина золотистая, жимолость татарская, боярышник, ивы, акация желтая, клен татарский, терн
Пригодные Малотоксичные Хозяйственно-мелиоративное Сосна обыкновенная, тополя, береза бородавчатая Ольха серая, вяз обыкновенный, клен татарский и ясенелистный (на склонах) Вишня степная, лещина, смородина золотистая, жимолость татарская, боярышник, ивы, акация желтая, клен татарский, терн
Малопригодные Среднетоксичные Мелиоративно-подготовительное Тополя, береза бородавчатая,

ольха серая

Ольха серая,

акация желтая

Смородина золотистая
Непригодные Сильно токсичные

 

Если создать мощный покровный слой невозможно и сам материал, образующий рекультивируемую поверхность, не является субстратом для растений, то возникают биолого-экологические проблемы озеленения таких земель. Для этого проводят мероприя­тия по активации бедной почвы. Процесс восстановления почвенного покрова в естественных условиях длится от нескольких десятков лет до многих веков, поэтому приходится сжимать его до короткого промежутка времени.

Предварительное условие успешной активации бедной почвы — тщательное изучение местных условий и оценка факторов, препятствующих развитию растений. Следовательно, для этого необходимы подробные химические и биологические предварительные исследования, после чего принимают целенаправленные меры по улучшению условий для развития растений, которые можно подразделить на три группы: улучшение физической структуры бедной почвы; улучшение химических условий для роста растений; биологическая активация.

Перечисленные мелиоративные мероприятия направлены на обеспечение растений достаточным количеством питательных веществ и на устранение всех факторов, препятствующих их развитию.

На уплотненных почвах целесообразно механическое рыхление в сочетании с заделкой в почву вносимых удобрений и химических мелиорантов. Последние связывают содержащиеся в почве токсичные элементы и вещества, уменьшают избыточную кислотность.

После создания достаточно гармоничных почвенных условий повышают биологическую активность за счет внесения в почву гумуса и почвенных бактерий или мульчирования органическими и неорганическими материалами.

Мелиоративные мероприятия (химические, физические и биологические) являются лишь подготовкой к озеленению и созданию растительного покрова на рекультивируемых гидроотвалах.

  • Разделы

  • Введение
  • Раздел 1. Основные свойства грунтов в технологии намывных работ
  • Раздел 2. Землесосные снаряды для разработки подводных грунтов
  • Раздел 3. Гидравлическая транспортировка разрабатываемого грунта
  • Раздел 4. Намыв строительных площадок и территорий
  • Раздел 5. Намыв земляных сооружений
  • Раздел 6. Намыв пляжей
  • Раздел 7. Охрана окружающей среды при выполнении гидромеханизированных работ
  • Раздел 8. Техника безопасности в гидромеханизации
  • Список литературы