Метод визначення рівня впливу гірничодобувних підприємств на ґрунти

Вчені Л. В. Моторіна та В. А. Овчинніков виділяють такі технологічні схеми робіт із знімання ґрунтового шару та нанесенню його на відвали:

-           технологічна схема із використанням скрепера та бульдозера. Знімають гумусовий шар ґрунту і транспортують на відвали скрепером. Доставлений до відвалу ґрунт за допомогою бульдозера рівномірно розподіляється по поверхні відвалу;

-           технологічна схема із використанням екскаватора, автосамоскида та бульдозера. Її застосовують при транспортуванні ґрунту на більші відстані;

-           технологічна схема із використанням екскаватора, стрічкового конвеєра, відвалоформувача та бульдозера. Ґрунт виймають екскаватором, завантажують у бункер стрічкового конвеєра, який транспортує ґрунт на зовнішній і внутрішній відвали, де його розрівнює бульдозер.

Автори технологічних схем вважають, що ефективне застосування схеми розробки робочого покриву обмежується продуктивністю кар’єрів до 300 тис.м3 за рік і відстанню транспортування до 2,5км.

Біологічний етап. Біологічна рекультивація — це етап загальної рекультивації, що охоплює комплекс агротехнічних і фітомеліоративних заходів для підвищення родючості порушених земель.

Біологічна рекультивація може бути сільськогосподарською або лісовою. Сільськогосподарська рекультивація слугує для підготовки землі під ріллю, багаторічні насадження чи природні кормові угіддя. Найсуворіших вимог слід дотримувати під час біологічної й технічної рекультивації земель, які відводять під ріллю. У такому разі потрібні селективне відсипання відвалів, перекриття токсичних порід 0,5-метровим шаром глини, потенційно родючою породою завтовшки 1,5–2 м, а також поверхневим шаром ґрунту, 5–10-річний період відновлення родючості з вирощуванням багаторічних трав, внесенням високих норм органічних і мінеральних добрив. Після такої рекультивації ці землі можна використовувати інтенсивно. За потенційною та ефективною родючістю вони можуть не поступатися перед зональними ґрунтами. Землеробство на рекультивованих землях має специфічні особливості, базуючись у той же час на основних ланках системи, застосовуваних у непорушених агроландшафтах, і включає: організацію території відповідно до спеціалізації господарства та його природно-економічних умов; сівозміни згідно зі сформованою структурою посівних площ; засоби обробітку ґрунту, сівби і догляду за рослинами відповідно до ґрунтового покриву; систему удобрення; захист від бур’янів, хвороб і шкідників; систему заходів щодо захисту ґрунтів від ерозії. За основу при організації території рекультивованих земель потрібно брати спеціалізацію господарства, яка полягає у створенні сівозмін з оптимальними розмірами полів і чергуванням культур, лісосмуг, лісомеліоративного фонду на крутосхилах або не використовуваних ділянках, під’їзних шляхів, засипанні ярів чи створенні гідротехнічних протиерозійних споруд, в організації рекреаційних зон навколо збережених водойм тощо. До специфічних особливостей землеробства в техногенних агроландшафтах слід віднести поетапне освоєння земель. Згідно з вимогами до біологічного етапу рекультивації останній поділяється на два періоди. У першому, меліоративному, періоді вирішують докорінні питання окультурення рекультивованих ґрунтів добором культур або сівозмін, внесенням добрив та іншими меліоративними заходами, пов’язаними із періодом подальшого інтенсивного сільськогосподарського використання. У другому після меліоративного періоді рекультивовані землі повинні бути включені у структуру сільськогосподарських угідь із відповідною плановою віддачею від них. Залежно від окультуреності й досягнутого в меліоративному періоді рівня родючості такі землі відводять у категорію орних угідь або ж під кормові культури (поліпшені вигони, сіножаті, пасовища). Сформовані у техногенних агроландшафтах ґрунти більшою мірою піддаються ерозійним процесам та іншим деградаціям, тому необхідно мати протиерозійний фон протягом року.

У меліоративний період дуже важливо підібрати культури, які в подальшому забезпечили інтенсивне покращення рекультиваційних земель і давали високі врожаї. В перші роки слід вирощувати менш вибагливі до ґрунтових умов культури або ті що покращують стан: багаторічні та однорічні бобові і злакові трави, гречку, овес. На другому етапі озимі та ярові зернові культури. Після закінчення періоду фітомеліорації можна культивувати просапні( кормовий буряк, капусту, картоплю). Добрий ефект дають травосумішки бобових і злакових трав. Для покращення їх росту вносять органічні та мінеральні добрива в дозі 30-40 т/га, гною та півтори норми мінеральних добрив.

Використання рекультиваційних земель. В результаті видобуванні промисловості знищується не тільки ґрунт, що формувався століттями, але й рослинний, тваринний світи, порушується також біологічний кругообіг речовин й енергія в екосистемі. Повернення землі втраченої продуктивності і господарської цінності шляхом створення сільськогосподарських угідь є важливим  народногосподарським завданням. Біологічне відновлення земель розташованих у межах міської зони ведеться для створення рослинних угрупувань декоративних та озеленювальних призначень. Створюються масиви з деревних, чагарникових, трав’янистих і квітково-рослинних. Вибір напряму біорекультивації визначається умовами розташування порушених земель, зонально-географічними особливостями, мінеральним складом та фізико-хімічними властивостями ґрунтів. Під лісові насадження рекультиваціонні землі, які непридатні або малопридатні для сільськогосподарського використання. Перед залісненням малородючих земель та порід підготовку ґрунту здійснюють за системою сидерального пару, проводиться посів бобових трав,зелена маса яких заорюється. Бідні на поживні елементи ґрунти доцільно удобрюють мінеральними добривами, в першу чергу азотними. На ділянках, де знаходяться токсичні солі створюють змішані насадження з маловимогливих та швидкорстущих порід ( сосна, береза, тополя, вільса, акація ). Схеми насаджень залежать від кліматичних умов, а також порід дерев.

2. Розрахункова частина

2.1. Визначення рівня впливу гірничого виробництва на ґрунти

              Щоб визначити рівень впливу гірничого виробництва, а саме видобування залізної руди підземним та відкритим способами, створюємо таблицю, куди занесемо отримані дані. Таким чином визначимо найсильніший вплив на ґрунти.

Коефіцієнт техногенного впливу надано в (табл. 3) методичних вказівок. Так як характер реалізації видів деградації ґрунтів для різних підприємств має різний характер, тому  необхідним є визначення техногенного впливу, надано в (табл.4)[Долгова Т.І методичні вказівки для курсової роботи] і вихідних даних індивідуального завдання.

Сума добутку коефіцієнту впливу та суми поправкового коефіцієнту дає нам змогу визначити дію техногенного впливу на ґрунти (Тk)

Його можна охарактеризувати так:

                      Тk ≥ 5 − дуже високий

                      5 < Тk ≤ 4 – високий

                      4 < Тk ≤ 3 – середній

                      3 < Тk  ≤ 2 – помірний

                      Тk < 2 −низький

Рівень техногенної дії підприємства з видобування залізної руди дуже високий – 7,21

2.2. Визначення екологічного доцільного напрямку рекультивації деградованих ґрунтів

Для визначення екологічних доцільних напрямків реабілітації деградованих ґрунтів розраховують їх екологічну стійкість(Ea), яку треба відновити. Визначають стійкість за формулою:

Еа = b0 +bl exp(bz +Tk)

b0= 0,02766; b1= 2,972; bz=0,261; Tk – рівень впливу підприємства на ґрунти

Еа                            Еа=0,480

Отриману екологічну стійкість порівнюємо з екологічною стійкістю регіональних ґрунтів (Ер). За співвідношенням знайшли відсоток

Еа ≤ 25% Ер – експлуатація таких ґрунтів виключена без їх попередньої реконструкції; їх використання після відновлення повинно бути орієнтовано на реакційне або архітектурно-ландшафтне будівництво, лісорозведення та створення водоймищ.

2.3. Вибір екологічно та економічних доцільних методів деградованих ґрунтів

Щоб поліпшити стан ґрунтів, використовують різні методи рекультивації до техногенних факторів. Спочатку використовуємо до конкретного фактору, а потім до інших. З’ясовують який вплив відбувається з усіма факторами. Чи покращить один метод рекультивації на ряд техногенного впливу.

1.)   Комплексне пило-газовиділення під час буро підривних робіт:

–                    відмова від тротиловмістких вибухових речовин та зниження величини заряду;

При проведенні буропідривних робіт максимального екологічного ефекту можна досягти при використанні безтротлових вибухівок ВВ. А наявність у ВВ 15% води спричинять зменшення пилової, газопилової хмари за рахунок появи пару при вибуху.

Проаналізуємо, як метод рекультивації вплине на техногенні дії (Тk).

(Тk)= Σ(Kί Σ еί)                                          Тk1 =5,09

Еа                            Еа1 =0,815

2). Порушення технологій водовідведення:

                  використання гірничозбагачувальних підприємствах системи  зворотного водозбагачення;

                  будівництво споруд глибоко доочисних стічних вод;

Використання на гірничозбагачувальних підприємствах системи зворотного водозабезпечення при ефективній чистці зливних вод дозволить уникнути наслідки, викликаних порушенням технологій водовідведення і викид високо мінералізованих та зливних вод без очищення.