способ формирования корнеобитаемого слоя поверхности отвалов, образованных открытой разработкой полезных ископаемых для биологической рекультивации

Формула изобретения

Способ формирования корнеобитаемого слоя на поверхности отвалов, образованных открытой разработкой полезных ископаемых для биологической рекультивации, характеризующийся тем, что корнеобитаемый слой формируют путем создания гумусово-аккумулятивного технозема за счет внесения верхнего плодородного слоя почвы в подстилающие породы при одновременном снятии, погрузки, транспортировки и нанесении верхнего вскрышного уступа на поверхность отвала мощностью не менее 2 м, с последующим формированием растительного покрова с использованием посадочного материала, обработанного комплексным биопрепаратом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к открытым разработкам горнодобывающей промышленности, в частности к рекультивации техногенно нарушенных территорий.

Существующие технологии добычи угля открытым способом предусматривают снятие вскрышных пород и размещение их на внутренних и внешних отвалах с последующей технической и биологической рекультивацией. Техническая рекультивация (ГОСТ 17.5.3.04-83, 17.502-65) предусматривает селективное или валовое формирование отвалов, выполаживание их после осадки и остывания породы, нанесение потенциально плодородного слоя вскрышных пород ППС мощностью 1-2 м, нанесение плодородного слоя почвы ПСП мощностью 0,2-0,5 м с выполаживанием поверхности и последующим посевом трав, кустарников и деревьев. Процесс длительный во времени, трудоемкий по затратам и экологически малоэффективен. По этой причине рекультивация нарушенных территорий ведется горнодобывающими предприятиями по сокращенной программе в основном валовым формированием отвалов с последующим выполаживанием и подготовкой площадей под самозарастание. В экстремальных условиях Средней Сибири процесс самозарастания горных отвалов усложнен переуплотненным поверхностным слоем со специфическим составом пород, со сложными и в целом с неблагоприятными условиями произрастания растений и может длится многие годы.

Снятый с поверхности горных отводов плодородный слой почвы не используется для рекультивации длительное время (иногда более 20 лет) и хранится невостребованным в буртах, превращаясь в малоплодородный, безжизненный минеральный субстрат, занимая огромные площади сельскохозяйственных угодий. Биологическая мелиорация на потенциально плодородных переуплотненных вскрышных породах, из которых практически формируют корнеобитаемый слой отвалов, бывает относительно успешной в первые 5-10 лет, при условии достаточного увлажнения. Увеличение биологической массы растительного сообщества отвалов увеличивает потребность растений в питательных веществах, появляется дефицит в питании, и растения угнетаются и гибнут.

И.В.Трещевский (1981 г.) рекомендует выращивать в таких условиях насаждения противоэрозионного, рекреационного и санитарно-гигиенического характера. Землевание на Курской магнитной аномалии, по его мнению, не оправдано (слой до 50 см), т.к. в течение 8-10 лет древесные породы гибнут без интенсивного ухода. Для улучшения лесорастительных свойств почвы автор считает необходимым обеспечивать формирование верхнего корнеобитаемого слоя подстилающими суглинками или гумусовым слоем. Для этого целесообразно формировать слоистые почвы с погребенным плодородным слоем до 30-50 см под песком. Но и этот прием рекультивации не дает ожидаемого эффекта по долговечности лесорастительных сообществ на рекультивированных территориях в климатических условиях Сибири.

Целью изобретения является сокращение сроков рекультивации, повышение долговечности культурных лесных и травянистых насаждений на рекультивированных территориях и снижение затрат на рекультивацию.

Цель достигается путем создания корнеобитаемого слоя на поверхности отвалов, сформированного из подстилающих пород с внесением в него плодородного слоя почвы (гумусово-аккумулятивный технозем), мощностью не менее 2 м, из верхнего вскрышного уступа с последующей посадкой и посевом посадочного материала, обработанного комплексным биопрепаратом.

Практически способ реализуется горнотехническими средствами, используемыми на горных предприятиях по добыче полезных ископаемых. Первый вскрышной уступ снимают экскаватором или другими механизмами с погрузкой на транспортные средства или подачей на поверхность отвала другими способами. В процессе погрузки, разгрузки и переэкскавации вскрыши первого уступа на поверхность отвалов происходит интенсивное перемешивание верхнего плодородного слоя почвы и подстилающих пород. Корнеобитаемый слой отвалов, созданный таким способом, насыщен на всю толщину органо-минеральным (почвенным) комплексом. В процессе зарастания отвалов растительные сообщества корнями проникают в глубину корнеобитаемого слоя,и заносят на своих корнях микробиоту (арбузкулярные микоризы, цианиды, ассоциативные бактерии, актиномицеты и др.), способную активизировать органо-минеральный комплекс корнеобитаемого слоя отвалов для удовлетворения возрастающих потребностей, необходимых для долголетнего функционирования растительных сообществ.