Верхний плодородный слой почвы мощностью до 0,6 м – это серые лесные и черноземные почвы, используемые в агропромышленном комплексе Рыбинского и Канского районов.

Технологические решения в проведении горнотехнического этапа рекультивации земель сельскохозяйственного назначения

В бывшем СССР в горно-добывающей отрасли плодородный слой почвы (далее – ПСП) угольные разрезы вместе с породой верхнего вскрышного уступа вывозили в отвалы [6]. Общеизвестно, что почвенная оболочка является основой земледелия. Такой подход способствовал уничтожению значительных площадей продуктивных сельскохозяйственных угодий. Сложившаяся ситуация была исправлена работами по рекультивации нарушенных земель практически на всех горных предприятиях в 1970 г. С этого момента началась эволюция в теории и практике в совершенно новом направлении хозяйственной деятельности в недропользовании.

Естественным желанием производственников и проектировщиков была возможность встраивания работ по рекультивации земель в основную технологию вскрышных работ. В зависимости от применяемого при отработке верхнего вскрышного уступа горного выемочного оборудования разрабатывались технологические схемы рекультивации земель.

Решением научных проблем в области рекультивации занимались многочисленные отраслевые проектные и научно-исследовательские институты. В результате была обоснована необходимость и целесообразность проведения горнотехнического (рис. 1.9) и биологического этапов в рекультивации продуктивных земель сельскохозяйственного назначения.

В 1970-е гг. основными принципами при составлении технологической документации на проведение работ по рекультивации земель выступали:

– возможность использования за счет внутренних резервов предприятий основного горного и транспортного оборудования, применяемого на угольном разрезе, для проведения этим же оборудованием работ на техническом этапе рекультивации;

– экономическая целесообразность использования машин, применяемых на технической рекультивации, для выполнения вспомогательных работ на разрезах, работ на внешних и внутренних отвалах с целью более полной загрузки оборудования;

– возможность использования применяемых на угольном разрезе структур и технологических схем работы, оборудования и машин в вариантах комплексной механизации в увязке с техническим этапом рекультивации земель [50].

Рис. 1.9. Классическая последовательность проведения работ на горнотехническом этапе рекультивации

Все, что достигнуто в области рекультивации земель, – использование начиная с 1970 г. в технологиях рекультивации горнотранспортного оборудования, применяющегося на угольных разрезах, на основных работах.

Плодородный слой почвы снимается с площадей, занятых пашней, сенокосами и пастбищем. На площадях, занятых лесом и заболоченных, снятие ПСП не предусмотрено [45]. Мощность снимаемого слоя ПСП принимается 0,35 м, и это на длине фронта горных работ 4–8 км.

На снятии ПСП вот уже на протяжении почти 40 лет применяется бульдозерная техника – С-100 в начале периода, а в настоящее время мощные бульдозеры типа ДЭТ-250 и их зарубежные аналоги (рис. 1.10). Бульдозеры и бульдозеры-рыхлители – основное оборудование, которое используется на различных операциях технического этапа рекультивации. Работа бульдозеров, как правило, не связана жестко с другими выемочными и транспортными машинами в технологической цепочке: снятие, погрузка, транспортирование, складирование и укладка ПСП на подготовленные участки отвалов.

Погрузка ПСП из временных складов снятого ПСП осуществляется карьерными экскаваторами с емкостью ковша 2,5–6,0 м3. На крупных угольных разрезах ПСП вывозится локомотивами ТЭМ-7 на промежуточные склады в железнодорожных думпкарах ВС-105, задействованных как основное транспортное звено на вскрышных работах. На планировке и разравнивании ПСП на отвалах также применяют тяжелые бульдозеры [99].

Рис. 1.10. Основные технологические процессы снятия ПСП бульдозером «Comatsu D155A» (слева – транспортировка набранной призмы волочения; справа – укладка ПСП в бурт), разрез «Бородинский», июнь 2009 г.

На крупных угольных разрезах Красноярского края плодородный слой почвы снимается с опережением, как правило, за несколько лет (5–7 лет) до подхода горных работ к буртам ПСП. На снятии ПСП применяют тяжелые бульдозеры и гидравлические экскаваторы типа «обратная лопата» с емкостью ковша 1,2–1,5 м3. Этим оборудованием создают временные хранилища ПСП – бурты высотой не более 10 м (рис. 1.11, 1.12, 1.13). В этих буртах ПСП может храниться несколько лет. Если имеются подготовленные отвальные поверхности для нанесения ПСП, последний вывозится по указанным адресам авто- или железнодорожным транспортом (рис. 1.14). Заскладированный на отвалах ПСП разравнивается бульдозерами (рис. 1.15), а чистовая планировка производится автогрейдерами.

Предварительный анализ проектных решений и обзор накопленного производственного опыта указывают на несовершенство технологических процессов, составляющих основу технологий рекультивации продуктивных земель сельскохозяйственного назначения. С 1970 г. и по сегодняшний день нет кардинальных решений, связанных с корректировкой существующих технологий, а также в области создания нового горно-транспортного оборудования, позволяющих производить восстановление разрушаемых горными работами земельных ресурсов с высокими агрохимическими показателями.