Опыт использования отходов углеобогащения для рекультивации нарушенных участков

Представлены результаты обследования рекультивированных участков с использованием отходов углеобогащения и оценки их почвенно-экологического состояния. Для рекультивации нарушенных земель были применены технологии с формированием выровненной подстилающей поверхности и отсыпки корнеобитаемого слоя мощностью 30–50 см с использованием материалов плодородного слоя почвы (ПСП) и потенциально плодородных пород (ППП). В качестве подстилающего субстрата были использованы отходы углеобогащения, представленные в основном смесью крупнообломочного материала вмещающих шахтных пород (песчаников, алевролитов и аргиллитов). Проведенные исследования позволили определить основные агрофизические и агрохимические свойства сформированных искусственных почв с использованием отходов углеобогащения на нарушенных территориях. Установлено, что рекультивированные почвы характеризуются повышенной плотностью, это связано с технологий их формирования: переуплотнение происходит при проведении планировочных работ с помощью тяжелой техники на горнотехническом этапе рекультивации. Показатели значений рН исследованных субстратов варьируют в интервале от 8,00 до 10,00 ед., что свидетельствует о сильнощелочной реакции почвенного раствора. Наибольшие значения рН — от 9,22 до 10,09 — характерны для подстилающих слоев, сложенных углевмещающими породами, оставшимися после обогащения. Содержание органических веществ в корнеобитаемом слое зависит от использованных материалов, а в подстилающем слое — от количества углистых частиц в породах. Результаты оценки почвенно-экологического состояния показали, что восстановление нарушенных земель на участках рекультивации с формированием подстилающей поверхности из материалов углеобогащения и насыпных корнеобитаемых горизонтов позволяет сформировать на рекультивированной поверхности устойчивый растительный покров и экологически безопасно использовать отходы углеобогащения в целях рекультивации.

Семина И. С., Андроханов В. А., Куляпина Е. Д. Опыт использования отходов углеобогащения для рекультивации нарушенных участков // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 9. – С. 159–175. DOI: 10.25018/0236-1493-20209-0-159-175.

Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ и Кемеровской области в рамках научного проекта № 20-44-420006\20.

Семина Ирина Сергеевна — канд. биол. наук, доцент, Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: semina.i@mail.ru,
Андроханов Владимир Алексеевич¹ — д-р биол. наук, врио директора Института, e-mail: androhanov@issa-siberia.ru,
Куляпина Евгения Дмитриевна¹ — канд. биол. наук, младший научный сотрудник, e-mail: jeny8442@yandex.ru,
¹ Институт почвоведения и агрохимии СО РАН.

Семина И.С., e-mail: semina.i@mail.ru.

1. Копытов А. И. Оптимизация стратегии угольной отрасли — гарантия эффективности, безопасности и стабильности промышленного потенциала экономики Кузбасса // Вестник КузГТУ. — 2018. — № 2. — С. 5—11.

2. Таразанов И. Г. Итоги работы Угольной промышленности России за январь-март 2019 года // Уголь. — 2019. — № 6. — С. 67—77.

3. ГОСТ Р 57011-2016 Отходы добычи и обогащения углей. Классификация. — М.: Стандартинформ, 2016. — 6 с.

4. Коломенский Г. Ю., Гипич Л. В. Техногенные месторождения угольного ряда / Угольная база России. Т. VI. Основные закономерности углеобразования и размещения угленосности на территории России. — М.: ООО «Геоинформмарк», 2004. — С. 519—540.

5. ГОСТ 30772-2001 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения. — М.: Изд-во стандартов, 2002. — 15 с.

6. Брагина П. М. Самовозгорание угольных отвалов в Кемеровской области // Вестник Кузбасской государственной педагогической академии. — 2013. — № 4. — С. 57—64.

7. Finkelman R. B. Potential health impacts of burning coal beds and waste banks // International Journal of Coal Geology. 2004. Vol. 59. Pр. 19—24.

8. Capilla A. V., Delgado A. V. The destiny of the earth’s mineral resources. London: World Scientifi c Publishing Co. Pte. Ltd., 2015.

9. Акименко Д. О., Пашкевич М. А. Оценка влияния кека ЗАО «Золото Северного Урала» на компоненты окружающей среды и разработка методов ее защиты // Научный вестник Московского государственного горного университета. — 2010. — № 2. — С. 73—78.

10. Пашкевич М. А., Понурова К. Разработка способа консервации техногенных месторождений КМА // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2006. — № 10. — С. 193—197.

11. Пашкевич М. А., Понурова К. Геоэкологические особенности техногенного загрязнения природных экосистем зон воздействия хвостохранилищ Михайловского ГОКа // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2006. — № 5. — С. 349—356.

12. Журавлева Н. В., Воропаева Т. Н., Иваныкина О. В. Комплексная оценка токсичности промышленных отходов предприятий Кемеровской области // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2006. — № 6—2 (58). — С. 86—89.

13. Исмагилов З. Р., Шикина Н. В., Журавлева Н. В., Потокина Р. Р., Рудина Н. А., Ушаков В. А., Теряева Т. Н. Исследование алюмосиликатных микросфер из золы-уноса электростанций, использующих угли Кузбасса // Химия твердого топлива. — 2015. — № 4. — С. 49.

14. Журавлева Н. В., Иваныкина О. В., Исмагилов З. Р., Потокина Р. Р. Содержание токсичных элементов во вскрышных и вмещающих породах месторождений Кемеровской области // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 3. — С. 187—196.

15. Буравчук Н. И., Гурьянова О. В. Технология совместного брикетирования отходов углеобогащения и древесных опилок // Химия твердого топлива. — 2018. — № 5. — С. 33—37.

16. Карасал Б. К., Чюдюк С. А., Сапелкина Т. В. Технологические свойства глинистых вскрышных пород угледобычи при производстве керамических стеновых материалов // Естественные и технические науки. — 2018. — № 1 (115). — С. 165—169.

17. Polukhin O. N., Komashchenko V. I., Golik V. I., Drebenstedt C. Substantiating the possibility and expediency of the ore beneficiation tailings usage in solidifying mixtures production / Scientific Reports on Resource Issues Innovations in Mineral Ressource Value Chains: Geology, Mining, Processing, Economics, Safety, and Environmental Management. Freiberg, 2014. Pp. 402—412.

18. Мукольянц А. А., Сотникова И. В., Ахматова С. Р. Перспективы использования низкосортного ангренского угля в качестве топлива для теплоэнергетических агрегатов / Сборник научных трудов XII Международной научно-практической конференции. — 2015. — С. 160—163.

19. Антипенко Л. А., Вахрушева Г. Д., Мурко В. И., Федяев В. И., Чичиндаев М. Г., Венгер К. Г., Айнетдинов Х. Л. Тонкодисперсные отходы углеобогащения — как сырьевая база для создания энергогенерирующих комплексов // Уголь. — 2011. — № 9 (1026). — С. 76—77.

20. Мурко В. И., Таилаков О. В., Хямяляинен В. А., Шеховцова В. О. Развитие экологически чистых технологий по использованию отходов обогащения и сжигания угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 10. — С. 249—258.

21. Андроханов В. А., Лавриненко А. Т., Госсен И. Н., Куляпина Е. Д. Опыт создания опытно-производственной рекультивации нарушенных земель на разрезе «Заречный» АО «СУЭК-КУЗБАСС» // Уголь. — 2019. — № 12 (1125). — С. 60—65.

22. Водолеев А. С., Захарова М. А., Андреева О. С. Фитоиндикация рекультивированных территорий шламохранилища АО ЕВРАЗ ЗСМК // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. — 2019. — Т. 75. — № 6. — С. 748— 754.

23. Голубев Д. А., Крупская Л. Т. Перспективные технологии рекультивации нарушенных горными работами земель в ДФО // Проблемы недропользования. — 2014. — № 1 (1). — С. 88—94.

24. Старожилов В. Т., Дербенцева А. М., Пилипушка В. Н., Крупская Л. Т., Бубнова М. Б. Оценка состояния техногенных ландшафтов для обеспечения их экологической безопасности на примере угольного и горно-рудного производства Приморского края // Экология промышленного производства. — 2011. — № 4. — С. 41—45.

25. Манаков Ю. А., Куприянов О. А. Система ООПТ Кемеровской области как фактор смягчения воздействия угледобычи на биоразнообразие // Уголь. — 2019. — № 7 (1120). — С. 89—94.

26. Махонина Г. И. Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2003. — 355 с.

27. Чибрик Т. С. Некоторые аспекты оценки опыта биологической рекультивации на угольных месторождениях Урала // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. — 2012. — № 5 (37). — С. 216—218.

28. Чибрик Т. С., Лукина Н. В., Филимонова Е. И., Глазырина М. А. Восстановления биоразнообразия на отвалах Черемшанского Никелевого месторождения // Промышленная ботаника. — 2019. — Т. 19. — № 3. — С. 45—48.

29. Min Zhang, Jinman Wang, Yu Feng Temporal and spatial change of land use in a largescale opencast coal mine area. A complex network approach // Land Use Policy. 2019. Vol. 86. Pр. 375—386. DOI: 10.1016/j.landusepol.2019.05.020.

30. Adeli A., Mclaughlin M., Brooks J. P., Read J. J., Willers J. L., Lang D., Mcgrew R. Age chronosequence effects on restoration quality of reclaimed coal mine soils in Mississippi Agroecosystems // Soil Science. 2013. Vol. 178. No 7. Pр. 335—343.

31. Bond-Lamberty B., Thomson A. Temperature associated increases in the global soil respiration record // Nature. 2010. Vol. 464. No 7288. Pp. 579—582.

32. Bradshaw A. Restoration of mined lands — Using natural processes // Ecological Engineering. 1997. Vol. 8. No 4. Pp. 255—269.

33. Курачев В. М., Андроханов В. А. Классификация почв техногенных ландшафтов // Сибирский экологический журнал. — 2002. — № 3. — С. 255—261.

34. Семина И. С. Рациональное использование литогенных ресурсов рекультивации как основа для экологически безопасного развития техногенных ландшафтов // Безопасность труда в промышленности. — 2013. — № 11. — С. 36—38.

35. Семина И. С., Беланов И. П., Шипилова А. М., Андроханов В. А. Природно-техногенные комплексы Кузбасса: свойства и режимы функционирования. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013. — 396 с.

36. Агрохимические методы исследования почв / Под. ред. А.В. Соколова. — М.: Наука, 1975. — 656 с.

37. Вадюнина А. Ф., Корчагина З. А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. — М.: Высшая школа, 1973. — 400 с.

38. Смирнов П. М., Муравин Э. А. Агрохимия. — М.: Колос, 1977. — 240 с.

39. Андроханов В. А., Овсянникова С. В., Курачев В. М. Техноземы: свойства, режимы, функционирование. — Новосибирск: Наука, 2000. — 200 с.

40. Госсен И. Н., Кулижский С. П., Данилова Е. Б., Соколов Д. А. Бинитировочный подход к оценке почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов Сибири (на примере отвалов антрацитовых, каменнои буроугольных месторождений) // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. — 2016. — № 2 (39). — С. 71—82.