Опыт рекультивации полигонов добычи россыпного золота
Опыт рекультивации полигонов добычи россыпного золота
Аннотация
Проанализирован традиционный способ рекультивации нарушенных в процессе добычи россыпного золота земель в Средне-Уральском таежном лесном районе. Описаны основные показатели лесорастительных условий в районе исследований, а также состав подстилающих пород и почвенного покрова. Описана технология дражного способа добычи россыпного золота. Проанализирован перечень работ при техническом и биологическом этапах рекультивации. Отмечается, что при рекультивации дражных отвалов наиболее эффективно применение комбинированного направления, при котором искусственные водоемы выполняют задачу противопожарных для чего сохраняется сеть дорог и подъездов к ним. Кроме того, указанные водоемы могут использоваться для разведения рыбы и организации любительской рыбалки.
Для повышения плодородия дражных отвалов и предотвращения эрозии грунтов и заиления водоемов производится внесение минеральных удобрений и посев многолетних трав. Однако более целесообразно лесохозяйственное направление рекультивации, поскольку создание на дражных отвалах лесных культур сосны позволяет сформировать к 25-летнему возрасту сосновые насаждения с запасом стволовой древесины 164 м3/га.
1. Введение
На Урале накоплен значительный опыт рекультивации нарушенных земель , , , и , , , . Последнее объясняется тем, что добыча, переработка и транспортировка различных видов полезных ископаемых ведется здесь уже на протяжении сотен лет. В то же время в научной литературе относительно мало работ по рекультивации полигонов добычи россыпного золота, несмотря на тот факт, что именно в этом регионе было открыто первое в России месторождение золота .
Цель работы – анализ эффективности существующих способов рекультивации полигонов добычи золота в Средне-Уральском таежном лесном районе.
На основе литературных и ведомственных материалов, а также результатов собственных исследований проанализирована эффективность рекультивации полигонов добычи россыпного золота в Западно-Сибирском таежном лесном районе.
В основу исследований положен метод пробных площадей (ПП), которые закладывались в соответствии с требованиями апробированных в районе исследований методик , . Особое внимание уделялось анализу подстилающих пород и почвам, описание которых выполнено с учетом рекомендаций А.В. Вана с соавторами .
Исследования проводились на полигоне добычи россыпного золота, расположенного в пойме реки Шайтанки (Средне-Уральский таежный лесной район). Указанное месторождение расположено на восточном склоне Среднего Урала, что определяет специфические природные условия.
2. Основные результаты
Район проведения исследований расположен на территории со слабоволнистым рельефом. Абсолютные отметки 240-250 м над уровнем моря. Климат района континентальный с продолжительной зимой и коротким летом. Для района характерны большие амплитуды колебания температуры в годовом и суточном интервалах. Среднегодовая температура атмосферного воздуха колеблется в пределах + 0,6 – -0,9oС. Среднемесячная температура самого холодного месяца января – -23,6oС и самого теплого июля – +18,2oС. Среднегодовое количество осадков 557 мм. Среднемноголетнее испарение с поверхности почвы около 200 мм, с водной поверхности – 441 мм. Постоянный снежный покров держится с конца октября до середины апреля. Максимальная толщины снежного покрова 80 см.
Глубина промерзания почвы 0,6–1,0 м. Преобладающее направление ветров западное и северо-западное.
Поверхность месторождения на значительной его части заболочена и покрыта древесно-кустарниковой растительностью.
Участок представляет собой долину реки Шайтанки. Днище долины плоское ровное с общим слабым уклоном на север, сложено дресвяными, дресвяно-щебнистыми, реже щебнистыми корами гранитоидов.
Днище долины выстилается четвертичными аллювиальными отложениями мощностью от долей метра до 2–3 м. Аллювиальные отложения перекрыты слоем озерно-аллювиальных зелено-цветных глин, илом и песком. Мощность рыхлых отложений варьируется от 2–3 до 6–10 м.
На всей территории месторождения установлено наличие плодородного слоя почвы мощностью в среднем 0,2 м, а также растительного торфа. Почвенный покров представлен серыми лесными и болотистыми типами почв.
Территория района исследований по почвенно-географическому районированию находится в контакте Западно-Сибирской почвенной провинции южно-таежной подзоны дерново-подзолистых почв и Уральской горной провинции Центральной таежно-лесной области.
Состав почвенного покрова следующий: дерново-слабоподзолистая среднесуглинистая на элювиальных и делювиальных почвообразующих породах, дерново-слабоподзолистая глеевая среднесуглинистая на делювиальных почвообразующих породах, дерново-сильноподзолистая среднесуглинистая на элювиальных породах, дерново-сильноподзолистая среднесуглинистая глеевая на элювиальных породах.
По гранулометрическому составу дерново-подзолистые почвы относятся к средним и тяжелым суглинкам, так как содержат 70% физической глины. Содержание гумуса в них не превышает 2–3%. Дерново-подзолистые средне- и тяжелосуглинистые оглеенные почвы отличаются от предыдущих большей влажностью и признаками оглеения нижних горизонтов профиля.
В процессе проведения дражных работ происходит коренное нарушение поверхности и вынос материнской породы на дневную поверхность. Первым этапом работ является снятие и складирование на хранение почвенно-растительного слоя с участка, отведенного в разработку. Вслед за этим производится отработка продуктивной массы драгой.
Специфика разработки россыпей дражным способом заключается в том, что отвалообразование после переработки песков производится непосредственно в выработку с помощью хвостовых колод и стакера драги. При этом размещение отвалов производится по центру выработки с классификацией их на эфельные и галечные фракции. В результате отвал имеет максимальную высоту по центру выработки, а по бортам выработка остается заполненной водой. Другими словами, галечные отвалы имеют гребенчатую форму и располагаются по оси движения драги, чередуясь с выемками.
В ходе рекультивационных работ рекультивируются полигоны дражной добычи; гидротехнические сооружения (дамбы, плотины; пруды-отстойники и прочие нарушенные земли в границах отвода.
Технический этап рекультивации включает в себя выравнивание поверхности гребней галечно-эфельных отвалов, планировку отделанных неровностей, засыпку нагорной канавы и нанесение на поверхность плодородного слоя из хранилища вскрышных пород слоем 20 см.
При проектировании рекультивационных работ отдается предпочтение комбинированному способу рекультивации. Так, пруды-отстойники передаются при возможности для рыборазведения, а также служат противопожарными водоемами. В целях использования противопожарных водоемов оставляется ранее существенная сеть подъездных путей и дорог.
Пример использования водоемов, сформировавшихся при дражной добыче россыпного золота, приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Водоемы для спортивной рыбалки, созданные на полигоне дражной добычи россыпного золота
3. Обсуждение
В целях предотвращения эрозии грунтов дражных отвалов и заиления водоемов производится посев трав. Однако, поскольку почвогрунты характеризуются низким потенциальным плодородием, после выравнивания поверхности и нанесения слоя вскрышных пород толщиной 20 см вносятся минеральные удобрения: сульфат аммония – 40 кг/га, суперфосфат двойной гранулированный – 60 кг/га и калий сернокислый – 40 кг/га. После внесения минеральных удобрений производится предпосевная обработка почвы боронованием в 2 следа, а затем производится посев многолетних трав с использованием зернотуковой сеялки. Для посева используется травосмесь: овсяница 15,62 кг/га, тимофеевка 1,349 кг/га, костер 11,928 кг/га, райграс 3,763 кг/га, клевер 1,278 кг/га. При необходимости производится полив посевов, а также подсев семян.
Не умаляя значение посева трав для формирования почвы, следует отметить, что более перспективным является лесохозяйственное направление рекультивации посадкой 2-летних сеянцев сосны обыкновенной. Выбор сосны обыкновенной для создания лесных культур объясняется ее низкой требовательностью к плодородию почвы и устойчивостью к поздневесенним и раннеосенним заморозкам , , . Посадка осуществляется вручную под меч Колесова с шагом посадки 0,75 м и густотой 4,0 тыс. шт. /га. Если создание лесных культур осуществляется без посева трав, то проведение агротехнических уходов не требуется. Опыты реализации лесохозяйственного направления рекультивации показали его высокую эффективность (табл. 1).
Таблица 1 - Основные таксационные показатели искусственных сосновых насаждений, созданных на дражных отвалах в Березовском лесничестве
№ ПП | Состав | Средние | Класс бонитета | Густота, шт./га | Полнота | Запас, м3/га | |||
Возраст, лет | Высота, м | Диаметр, см | абсолютная, м2/га | относительная | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
4Б | 6С | 18 | 7,5 | 9,8 |
| 1504 | 11,44 | 0,62 | 52 |
1Б | 17 | 7,3 | 11,8 |
| 127 | 1,37 | 0,09 | 6 | |
2Ос | 18 | 9,1 | 8,1 |
| 670 | 3,49 | 0,23 | 18 | |
1Олх | 17 | 9,2 | 8,2 |
| 236 | 1,24 | 0,07 | 7 | |
Итого |
| 8,0 |
| II | 2536 | 17,54 | 1,01 | 83 | |
6Б | 9С | 18 | 10,8 | 15,1 |
| 1292 | 23,05 | 0,96 | 136 |
+Б | 18 | 9,9 | 10,0 |
| 118 | 0,93 | 0,06 | 5 | |
1Ос | 18 | 10,4 | 9,9 |
| 405 | 3,10 | 0,16 | 17 | |
едИв | 15 | 7,3 | 8,4 |
| 118 | 0,66 | 0,04 | 3 | |
Итого |
|
|
| Ia | 1933 | 27,74 | 1,22 | 161 | |
7Б | 9С | 25 | 11,1 | 13,7 |
| 1313 | 19,41 | 0,69 | 123 |
1Б | 35 | 14,2 | 16,1 |
| 84 | 1,69 | 0,09 | 12 | |
едОс | 25 | 10,7 | 8,7 |
| 93 | 0,50 | 0,03 | 3 | |
Итого |
| 11,4 |
| Ia | 1490 | 21,60 | 0,81 | 138 | |
8Б | 9С | 25 | 11,1 | 11,9 |
| 2067 | 22,92 | 0,82 | 141 |
1Ос | 30 | 12,5 | 9,6 |
| 345 | 2,51 | 0,09 | 15 | |
+Б | 30 | 11,8 | 7,3 |
| 197 | 0,82 | 0,03 | 5 | |
едИв | 30 | 6,0 | 6,9 |
| 213 | 0,75 | 0,03 | 3 | |
Итого |
| 11,2 |
| I | 2822 | 27,00 | 0,97 | 164 | |
4. Заключение
1. Одним из широкораспространенных на Урале видов нарушенных земель являются дражные отвалы.
2. Добыча россыпного золота дражным способом ведется в долинах рек, что представляет существенную опасность для экологии района.
3. При добыче золота на дневную поверхность поднимается песчано-галечная материнская порода, не обладающая плодородием.
4. В результате прохода драги формируется рельеф из чередующихся грив дражных отвалов и водоемов.
5. Для предотвращения эрозии грунтов и заиления водоемов, а также повышения плодородия и ускорения формирования на дражных отвалах почвенного слоя, вносятся минеральные удобрения и осуществляется посев многолетних трав.
6. Для полигонов добычи россыпного золота рекомендуется комбинированный способ рекультивации, при котором водоемы передаются для разведения рыбы и служат противопожарными водоемами, а на гривах создаются искусственные насаждения сосны обыкновенной.