Разумовский В.М. (ред.) Экология и природопользование

Подождите немного. Документ загружается.

3) изменение свойств литологического фундамента вследствие раз-

рушения горных пород, выщелачивания, протаивания, развития карста;

4) изменение процессов почвообразования вследствие нарушений

водного режима и рельефа поверхности;

5) загрязнение атмосферы, почвы, поверхностных вод продуктами

дефляции отвалов;

6) изменение микроклимата;

7) изменение условий существования биоты.

Подземная разработка характеризуется сдвижением земной поверх-

ности над выработанным пространством вследствие деформации покры-

вающих пород. Зону обрушения в массиве горных пород и на земной по-

верхности в большинстве случаев оконтуривает система трещин. Контур

зоны обрушения не выходит далеко за пределы проекции подземных вы-

работок на горизонтальную плоскость.

При разработке с закладкой выработанного пространства или с ос-

тавлением целиков земная поверхность над выработанным пространством

может плавно прогибаться без образования трещин. В просадках земной

коры скапливается вода, территория заболачивается и засоляется. Размеры

зоны сдвижения и максимальная величина просадок существенно зависят

от формы и размеров полезного ископаемого, строения толщи покрываю-

щих пород и их крепости, а также от глубины разработки.

Подземные разработки полезных ископаемых нередко связаны с

существенными изменениями водного режима местности прорывами по-

верхностных и подземных вод, нередко внезапно возникающими при

вскрытии напорных водоносных горизонтов, плывунных пород, при ма-

лой мощности водоупоров, наличии разломов, трещин, пустот. Исчезают

реки, озера, пруды, затапливаются выработки, на поверхности земли об-

разуются провалы. Размыв и растворение пород приводят к суффозион-

ным процессам, сопровождающимся образованием подземных пустот и

последующей просадкой грунтов с формированием на земной поверх-

ности замкнутых понижений (блюдец, воронок, западин). Следует также

отметить возможность обрушения и сдвижения горных пород вследствие

подземных пожаров при разработках месторождений углей и горючих

сланцев, вызванных их возгоранием.

Таким образом, ПВ подземных разработок месторождений на окру-

жающую среду проявляются главным образом в нарушениях литологиче-

ского фундамента, рельефа (отсыпка отвалов) и изменениях водного

(прежде всего гидрогеологического) режима местности.

Проявления КВ подземных разработок сводятся к следующим груп-

пам:

1) изменения гидрологического режима местности;

2) образование просадок поверхности над шахтными полями;

3) усиление и развитие эндодинамических процессов;

4) загрязнение атмосферы, почвы, поверхностных вод продуктами

дефляции отвалов.

Природозащитные и рекультивационные мероприятия

Проведение природозащитных и рекультивационных мероприятий

является законодательно обязательной завершающей стадией комплекса

геологоразведочных и горных работ. Определение порядка, норм и правил

подготовки и проведения мероприятий по защите окружающей среды при

геологоразведочных и горных работах является одной из функций, осуще-

ствляемой Государственным комитетом по экологии и Министерством

природных ресурсов.

Мероприятия по рациональному использованию земель предусматри-

вают всемерное уменьшение площадей земельных участков, в пределах

которых планируется нарушение почвенного слоя с растительностью, а

также исключение мер, способствующих развитию оползней, суффозий,

карста и оврагов. В ходе средне- и крупномасштабного геологического

картирования первого этапа и выполнения поисковых и оценочных работ

второго этапа геологического изучения недр при выборе участков для

производства буровых работ и подъездных путей к ним необходимо по

возможности использовать малоценные земли и существующую дорож-

ную сеть, просеки, границы полей и т.п. Проведение работ на землях, ис-

пользовавшихся до этого в сельском или лесном хозяйствах, предусмат-

ривает снятие почвенного слоя в рекультивационных целях и сохранение

его до окончания работ. Особое внимание уделяется сохранению и вос-

становлению почвенно-растительного слоя на тех участках, где его унич-

тожение может вызвать или активизировать нежелательные геоморфоло-

гические процессы. Площади отводимых земель и сроки проведения работ

согласуются с органами местной власти. Основным средством рациональ-

ного использования земельных ресурсов, вовлеченных в процессы экс-

плуатации недр, является рекультивация земель, нарушенных горными

работами (см. ниже). Следует отметить, что мероприятия по рациональ-

ному использованию земель тесно связаны с сохранением и рациональ-

ным использованием почвенных ресурсов.

Для охраны растительности предусматриваются мероприятия по

снижению ущерба лесным массивам и другим фитоценозам. На стадии

проведения геологоразведочных работ следует по возможности сохранять

лесные угодья, запрещается рубка леса на топливо, строительство или

иные нужды. Важное значение для сохранения растительности на приле-

гающих к горным работам территориях имеют мероприятия, направлен-

ные на пылеподавление, сокращение вредных выбросов в атмосферу и

предотвращение дефляции отвалов.

Для охраны животного мира предусматривается комплекс меро-

приятий по ограждению и своевременной рекультивации горных вырабо-

ток, а также меры по предотвращению случайного воздействия на живот-

ных отходов производственной деятельности. Охране животного мира

способствуют также мероприятия, направленные на охрану атмосферного

воздуха, поверхностных вод, почвенного и растителльного покровов,

снижение шумового, сейсмического и электромагнитного загрязнений ок-

ружающей среды.

Охрана поверхностных вод предусматривает выполнение мероприя-

тий, направленных на исключение их загрязнения в процессе проведения

всех этапов геологоразведки и горных работ. Необходимо принимать ме-

ры предосторожности от попадания в поверхностные воды горюче-

смазочных веществ, а также буровых и иных растворов, используемых в

процессе бурения скважин.

Комплекс мероприятия по охране подземных вод включает в себя:

- запрет на использование в практике бурения в качестве промывоч-

ной жидкости соленых вод, а для консервации скважин или ликвидации

аварий – нефтепродуктов;

- изоляцию производственных отходов, горюче-смазочных материа-

лов, сточных вод; своевременный тампонаж и консервацию скважин и

горных выработок;

- предотвращение смешивания подземных вод различных водонос-

ных горизонтов, если это ухудшает качество подземных вод;

- изоляцию всех водоносных горизонтов при бурении скважин от

поверхностных вод, а также верховодки и грунтовых вод от артезианских.

Охрана недр заключается прежде всего в предотвращении отрица-

тельного влияния процесса геологоразведочных и горных работ на со-

хранность запасов полезных ископаемых. В проектах работ предусматри-

ваются меры, исключающие затопление, обводнение и пожары месторож-

дений полезных ископаемых, а также развитие неблагоприятных физико-

географических явлений: провалов, обвалов, суффозионных выносов, кар-

ста и т.п. Мероприятия по охране недр приобретают наибольшее значение

на последних стадиях геологоразведочных работ, характеризующихся

большим объемом бурения, проведением опытной эксплуатации конкрет-

ных месторождений полезных ископаемых.

Для охраны атмосферного воздуха необходимо: контролировать вы-

брос вредных веществ в процессе эксплуатации оборудования, применять

мероприятия по пылеподавлению при горных работах и транспортировке

горной массы.

Основным мероприятием, предотвращающим нарушение земной по-

верхности при подземной разработке месторождений полезных ископае-

мых, является применение закладки выработанного пространства. Наряду

с этим системы разработки с закладкой способствуют утилизации пустых

пород, упорядочению горных работ, их концентрации, снижению затрат

на вскрытие и подготовку месторождения. Располагая вскрывающие вы-

работки в зоне влияния горных работ, возможно существенно сокращать

их протяженность и объем проходки. Кроме того, снижаются потери по-

лезного ископаемого при добыче, особенно в неустойчивых породах, по-

вышается безопасность труда, предупреждаются эндогенные пожары от

самовозгорания руды, снижается выделение газа и воды в действующие

выработки. Несмотря на то что расходы на закладочные работы достаточ-

но велики, добыча полезных ископаемых с закладкой выработанного про-

странства находит все более широкое применение.

Итак, в качестве основных реципиентов, испытывающих загрязняю-

щие воздействия при геологоразведочных и горных работах, рассматри-

ваются недра, водные, земельные и биотические ресурсы. По каждому из

указанных видов необходимо (при составлении проектно-сметной доку-

ментации на проведение геологоразведочных и горных работ) провести

расчеты по определению экономической эффективности средозащитных

мероприятий. В качестве исходной информации при этом принимается:

для сельскохозяйственных и лесных угодий, рыбного промысла – продук-

тивность угодий и водоемов, качество сельскохозяйственных и лесных

угодий, изменения объемов прироста и усыхания деревьев, количество са-

нитарных рубок и рубок ухода, ареал загрязнений земельных угодий и во-

доемов, площади эвтрофированных водоемов, численность рыбных стад

(с учетом ценности пород), продуктивность скота на кормовых угодьях.

Исходные данные для проведения расчетов экономической эффективно-

сти затрат на мероприятия по охране окружающей среды разрабатываются

организациями соответствующих министерств и ведомств.

Следует отметить, что все природоохранные мероприятия при геоло-

горазведочных и горных работах, в том числе и направленные на конкрет-

ные природные компоненты, взаимосвязаны и имеют общую ориентацию

на снижение и, по возможности, ликвидацию негативного техногенного

воздействия на окружающую среду, сохранение и рациональное исполь-

зование природно-ресурсного потенциала.

Рекультивация земель, нарушенных горными работами, представля-

ет собой комплекс мероприятий, направленных на сохранение, воспроиз-

водство и рациональное использование природных ресурсов в пределах

территориальных систем, подвергшихся техногенному воздействию в свя-

зи с добычей полезных ископаемых. Бытующее понятие о рекультивации

горных выработок как о восстановлении поверхностей, нарушенных гор-

ными работами, не соответствует современным представлениям о рацио-

нализации природопользования. Рекультивация должна рассматриваться

как комплексная многоаспектная междисциплинарная проблема, решение

которой во многом зависит от правильного понимания места рекультиви-

руемого объекта в природных и социально-экономических пространст-

венных системах.

В некоторых странах на отвалах и карьерах создают экзотические

архитектурно-ландшафтные комплексы. На отвалах и терриконах разби-

ваются парки, в карьерах устраиваются искусственные озера с рыбой и

колонией птиц.

Возрастающие масштабы и чрезвычайно широкое распространение

горных работ вызывают необходимость учета их воздействия на природ-

ную среду и связанных с этим воздействием изменений условий при-

родопользования в горнодобывающих районах. Такой учет необходим для

оптимизации природопользования на различных стадиях террито-

риального планирования и возможен лишь на основе соответствующего

прогноза. Главная цель прогноза воздействия геологоразведочных и гор-

ных работ на природную среду – определение функциональных возмож-

ностей нарушенных земель, выбор наиболее рационального варианта ис-

пользования последних и, следовательно, разработка проекта рекультива-

ционных мероприятий.

Таким образом, первым шагом к осуществлению рекультивации яв-

ляется прогноз техногенных комплексов, формирующихся на землях, на-

рушенных в процессе горных работ.

Свойства полезных ископаемых как природных компонентов, а

также особенности технологии горных работ позволяют сформулировать

следующие основные положения прогноза:

1. Разнообразие факторов, определяющих формы и интенсивность

воздействия горных работ на природную среду, предопределяет комп-

лексный, системный характер прогноза и широкий диапазон применяемых

методов.

2. Двойственный характер полезных ископаемых, выступающих од-

новременно в качестве компонентов ландшафта и природных ресурсов,

обуславливают два взаимосвязанных аспекта прогнозирования: ланд-

шафтный и экономико-географический.

При составлении прогноза, в соответствии с его комплексным, сис-

темным характером, в качестве исходных должны быть использованы

данные горно-геологических, физико- и экономико-географических и со-

циально-экономических условий месторождения, а также основные эколо-

го-экономические показатели горнодобывающих предприятий. По характе-

ру исследования и используемых исходных данных прогноз разделяется на

два последовательных этапа: физико-географический и экономико-

географический.

Задача физико-географического этапа – прогнозирование по-

следствий воздействия горных работ на природную среду, а также не-

управляемого (естественного) развития техногенных комплексов на нару-

шенных землях. На физико-географическом этапе анализируются приве-

денные выше исходные данные, системный анализ которых позволяет оп-

ределить размеры и местоположение зоны техногенного воздействия гор-

ных работ на природную среду. Физико-географический этап разделяется

на две последовательные стадии:

I – прогноз прямого техногенного воздействия,

II – прогноз косвенного техногенного воздействия.

Прогноз ПВ сводится к определению форм техногенного рельефа,

минералогического состава субстрата техногенных поверхностей, их кон-

фигурации, площади, местоположения в ландшафте и водного режима.

Следующая стадия – прогноз КВ, которое, в отличие от прямого воздейст-

вия, не имеет достаточно четких проявлений в природной среде. Прогноз

КВ должен основываться на данных, характеризующих ПВ. Экономико-

географическая оценка изменения условий природопользования под воз-

действием горных работ (выполняемая на экономико-географическом эта-

пе прогнозирования) требует прогноза зоны КВ, установления характера

изменения компонентов ландшафта, в первую очередь тех, которые яв-

ляются используемыми или потенциальными природными ресурсами.

Данные прогнозов ПВ и КВ на природную среду позволяют на основе

ландшафтных закономерностей составить прогноз состояния природно-

техногенных комплексов в момент прекращения ПВ на последующих ста-

диях сукцессии. Данные прогноза техногенных комплексов являются ис-

ходными для следующего этапа прогнозирования хозяйственного исполь-

зования нарушенных земель: экономико-географического.

На экономико-географическом этапе прогнозирования определяются

возможные направления управляемого развития техногенного комплекса

и выбор наиболее рационального из них. Этот этап начинается с опреде-

ления функциональных возможностей (функционального потенциала) на-

рушенных территорий с целью установления приемлемости последних

для различных видов землепользования, что может быть достигнуто путем

сопоставления возможных топологических характеристик техногенного

комплекса (по его состоянию в момент прекращения ПВ, т.е. завершения

горных работ) с соответствующими техническими условиями различных

землепользователей. Функциональный потенциал нарушенных террито-

рий определяет возможные направления управляемого развития техноген-

ных комплексов, иными словами, возможные направления рекультивации.

Территории, нарушенные горными работами, представляют собой сово-

купность техногенных местоположений, лишенных почвенного покрова и

растительности. Техногенные комплексы на этих местоположениях в на-

чальный период их новой сукцессии располагают только земельными ре-

сурсами, т.к. их минеральные (невосполнимые) ресурсы исчерпаны, а

почвенные и растительные (восполнимые) уничтожены. Следовательно,

при оценке потенциальных возможностей использования земель, нару-

шенных горными работами, помимо преимущественно территориальных

функций (использование под застройку, промплощадки, различные техни-

ческие системы и т.п.), можно рассматривать лишь целесообразность вос-

создания восполнимых ресурсов. Управляемое развитие техногенных

комплексов расширяет возможности их хозяйственного использования.

Если при естественном (неуправляемом) развитии техногенные комплек-

сы сохраняют в целом зональные и азональные особенности и подчиняют-

ся основным внутриландшафтным закономерностям, то при их управляе-

мом развитии возможно создание интрозональных биогеоценозов, не

свойственных окружающему ландшафту и даже ландшафтной зоне. В от-

личие от естественного, управляемое посредством рекультивации разви-

тие техногенных комплексов может иметь насколько направлений. Воз-

можные направления развития этих комплексов определяются совокупно-

стью техногенных и физико-географических факторов. Особо важное зна-

чение здесь имеют рельеф техногенных поверхностей и характер их по-

верхностей, физико-географические и агрохимические свойства об-

нажений пород, климатические условия.

Формы и особенности освоения и использования территории опре-

деляются региональными, природными и социально-экономическими ус-

ловиями, а также технологическими особенностями отрасли или совокуп-

ности отраслей, осваивающих (использующих) эту территорию. Углубле-

ние геологического изучения страны способствует выявлению месторож-

дений полезных ископаемых в различных зкономико-географических ус-

ловиях. Разрабатываемые в настоящее время и уже отработанные место-

рождения характеризуются различными природными и социально-

экономическими условиями. Эти различия предопределяют необходи-

мость дифференцированного подхода к выбору направления рекультива-

ции нарушенных земель с целью достижения максимальной эффективно-

сти их дальнейшего использования.

Выбор направления рекультивации определяют физико- и экономи-

ко-географические, экологические, социальные, экономические, архитек-

турно-планировочные, эстетические, правовые и технологические факто-

ры. Значение каждого из этих факторов в выборе направления рекульти-

вации обуславливается прежде всего региональными условиями взаимо-

действия природных и социально-экономических территориальных сис-

тем. Региональные различия физико- и экономико-географических усло-

вий предопределяют неправомерность выделения какого-либо из этих

факторов в качестве единственно или преимущественно определяющего

выбор направления рекультивации для всех районов страны. Используе-

мые обычно в качестве таковых экономические факторы при современном

уровне техногенного воздействия материального производства на природ-

ную среду уже не могут иметь превалирующего значения в районах с экс-

тремальными физико-географическими и экологическими условиями, где

ведущую роль в оптимизации территориальных систем играют физико-

географические и экологические факторы. Важное место занимают и со-

циальные факторы, которые в некоторых районах (прежде всего с высо-

ким уровнем урбанизации) имеют первостепенное значение.

Современный уровень развития теории природопользования, не-

совершенство методик экономической оценки природных ресурсов не по-

зволяют в настоящее время производить сравнение с экономических пози-

ций народнохозяйственной эффективности рекультивация таких направле-

нии, как, например, создание сельскохозяйственных угодий, организация

рекреационной зоны или лесопосадки водоохранного назначения. Отсутст-

вие сопоставимых количественных показателей эффективности для подоб-

ных направлений рекультивации не позволяет с достаточной точностью

выбрать наиболее рациональное из них в конкретных региональных усло-

виях, используя традиционные экономические методы (сравнение затрат,

сроков окупаемости, экономической эффективности и др.). Вполне очевид-

но, что экономические методы применимы лишь для сравнения сопоста-

вимых направлений рекультивации, например, создания сельскохозя-

йственных угодий, промышленных лесопосадок, застройки и т.п.

Выбор факторов, определяющих направление рекультивации, как

отмечалось выше, обуславливается региональными условиями. Рекульти-

вация как процесс оптимизации техногенных комплексов должна прово-

диться с учетом зональных особенностей и в целом соответствовать ре-

гиональному характеру мероприятий по оптимизации окружающей среды.

При этом необходимо учитывать специфические для каждой природной

зоны негативные изменения, имеющие место в природных системах

вследствие их взаимодействия с производственными системами, так как

совпадение естественных и природных процессов негативного (с социаль-

но-экологической точки зрения) характера может быстро привести к де-

градации геосистем. Поэтому в экстремальных физико-географических

районах рекультивационные мероприятия должны быть направлены в

первую очередь на оптимизацию ландшафтно-экологических условий. В

условиях устойчивых, сбалансированных ландшафтов первостепенное

значение в выборе направления рекультивации обычно имеют экономиче-

ские (точнее, производственно-экономические) факторы.

Среди возможных направлений использования земель, нарушенных

горными разработками, по основному целевому назначению выделяются

три группы: производственно-селитебная, социально-экологическая и

ландшафтно-экологическая.

К производственно-селитебной группе относятся сельско-

хозяйственные и лесопромышленные направления, использование тер-

ритории под производственную и селитебную застройку, устройство во-

доемов ирригационного, мелиоративного или рыбохозяйственного назна-

чения.

Направления социальной группы включают в себя организацию рек-

реационных территорий различного типа, в том числе парковые лесопо-

садки и водоемы спортивно-оздоровительного назначения, а также уст-

ройство архитектурно-декоративных ландшафтов и водоемов.

К группе ландшафтно-экологических направлений отнесены лесопо-

садки полезащитного и водоохранного назначений, создание санитарно-

охранных зон вокруг промышленных объектов, устройство водоемов с це-

лью оптимизации водного режима территории и горнотехническая транс-

формация рельефа, направленная на локальные изменения водного режи-

ма и микроклимата. Направления этих групп во многом взаимосвязаны

между собой, причем некоторые из них, имея главное целевое назначение,

соответствующее одной из групп, могут выполнять функции, свойствен-

ные направлениям двух других групп. Например, промышленные лесопо-

садки могут длительное время одновременно использоваться в качестве

рекреационной зоны (социальная группа) и выполнять при этом водоох-

ранные или полезащитные, санитарные и др. функции (ландшафтно-

экологическая группа).

Выбор наиболее рационального из направлений первой группы мо-

жет быть произведен традиционными экономическими методами (сравне-

ние экономической эффективности вариантов). Использование этих мето-

дов для двух других групп в настоящее время чрезвычайно затруднено, а

зачастую и невозможно. Так, экономическая эффективность большинства

направлений социальной и ландшафтно-экологической групп (рекреаци-

онных, полезащитных, водоохранных и т.п.) с достаточной точностью

может быть определена только через десятки лет. Выбор направлений

внутри ландшафтно-экологической и социальной групп определяется на

основании разных критериев (в первом случае, согласно требованиям оп-

тимизации окружающей среды, во втором – социально-демографических

условий). Сравнение этих направлений между собой, а также с направле-

ниями производственно-селитебной группы при экономических расчетах

может быть осуществлено только по величине затрат, без учета эффектив-

ности, т.е. односторонне. В то же время среди направлений одной группы

выбрать наиболее рациональное значительно легче благодаря общности

критериев и их сопоставимости. Для направлений производственно-

селитебной группы таким сопоставимым критерием являются показатели

экономической эффективности.

Среди возможных направлений социально-экологической группы оп-

тимальным является то, которое в наибольшей степени способствует ре-

шению социальных проблем, входящих в данном регионе в число особо

острых. Наиболее рациональное из возможных ландшафтно-

экологических направлений рекультивации должно способствовать реше-

нию основной региональной задачи по оптимизации окружающей среды.

Для выбора самого рационального из направлений ландшафтно-

экологической группы необходим ландшафтный анализ территории с уче-

том региональных особенностей взаимодействия природных и производ-

ственных территориальных систем. При этом особое внимание должно

уделяться тенденциям негативного характера и мероприятиям по их пре-

одолению, особенно в экстремальных физико-географических условиях,

где ландшафтно-экологические направления рекультивации имеют особо

важное значение. Выбранное направление должно обеспечивать макси-

мальный экологический эффект при минимальных затратах. Ключевой за-

дачей поиска оптимального направления рекультивации является опреде-

ление значимости каждой из выделенных групп для конкретных регионов.

Решение этой задачи может быть достигнуто в результате анализа регио-

нальных особенностей взаимодействия природных и производственных

систем, т.е. особенностей функционирования региональной эколого-

экономической системы. При этом необходимо иметь в виду два основ-

ных условия существования системы: 1) при улучшении показателей каж-

дой подсистемы должно происходить одновременно уточнение дея-

тельности системы в целом; 2) разрушение одной из подсистем приводит

к разрушению всей системы. Указанные условия требуют в интересах оп-

тимизации эколого-экономической системы, чтобы мероприятия по улуч-

шение одной из ее подсистем не ослабляли в недопустимой степени дру-

гую. Исходя из этого определения основного регионального направления

рекультивации необходимо на основе указанного анализа установить, какая

из подсистем региональной эколого-экономической системы: природная

(природно-территориальные комплексы) или социально-экономическая

(производственно-территориальные комплексы) – требует улучшения в

первую очередь. При этом необходим учет основных тенденций в разви-

тии природно-территориальных и территориально-производственных

комплексов и основной народнохозяйственной задачи последних. Боль-

шое значение для прогнозирования направлений рекультивации имеет

эколого-экономическое районирование.

Горные работы, учитывая их масштабы, повсеместное развитие и

особенности воздействия на природную среду, являются одним из важ-

ных элементов многих территориальных социально-экономических сис-

тем, во многом определяющим региональные особенности их функцио-

нирования и развития. Полный замкнутый цикл горных работ должен