stringtranslate.com

Рекультивация шахт

Открытая угольная шахта в Великобритании до и во время процесса рекультивации.

Рекультивация шахт – это процесс преобразования добытых земель до экологически функционального или экономически пригодного для использования состояния. Хотя процесс рекультивации шахты происходит после завершения добычи, планирование мероприятий по рекультивации шахт происходит до того, как будет разрешено или запущено производство. [1] Рекультивация шахт создает полезные ландшафты, которые отвечают различным целям, начиная от восстановления продуктивных экосистем и заканчивая созданием промышленных и муниципальных ресурсов. В Соединенных Штатах рекультивация шахт является регулярной частью современной горнодобывающей практики. [2] Современная рекультивация шахт снижает воздействие горных работ на окружающую среду .

На многих заброшенных рудниках не проводятся рекультивационные работы. На протяжении всей истории к большинству шахт не применялись строгие правила. [3] На практике рекультивация шахт началась в начале 20 века. Вернуть ландшафт в исходное состояние удается не во всех случаях. В большинстве случаев физическая и химическая стабилизация шахтных отходов является пределом рекультивации шахт. [3]

Процессы рекультивации

В рамках жизненного цикла открытой угольной шахты завершенные участки шахт должны пройти реабилитацию. Когда добыча заканчивается, операторы должны восстановить землю до ее приблизительного первоначального контура (AOC) или оставить землю отсортированной и пригодной для «более высокого и лучшего» землепользования после добычи (PMLU), которое было утверждено как часть первоначального разрешения на добычу полезных ископаемых. приложение. Исключения предусмотрены, когда населенному пункту или владельцу поверхности нужен ровный или пологий рельеф. Допустимое использование земель после добычи полезных ископаемых включает улучшение коммерческих, жилых, рекреационных, сельскохозяйственных или общественных объектов.

В карьерах для засыпки выработок используют скальный материал. [4] Слой почвы, хранившейся при предварительной выработке, укладывается поверх скалистого материала. Поверх этого слоя укладывают слой плодородной почвы . Завершающим этапом является восстановление растительности и длительное развитие сукцессии растений . [4]

Лесомелиоративный подход

Лесовосстановление является доминирующим способом восстановления участков после добычи полезных ископаемых. [5] [6] В некоторых ситуациях даже спонтанное развитие экосистемы может привести к разумному лесному покрову [7] [8], но в большинстве случаев используются конкретные подходы к восстановлению. [5] [6] В течение последнего десятилетия новый подход к лесовосстановлению — Подход лесной мелиорации, или FRA — продвигался государственными горнодобывающими агентствами и Управлением по мелиорации и обеспечению соблюдения открытых горных работ (OSMRE) как подходящий и желательный метод. для рекультивации угольных земель для поддержки использования лесных земель в рамках SMCRA. Этот подход был разработан и поддерживается исследованиями, проведенными в рамках проекта Powell River Project, [9] совместной исследовательской и образовательной программы, ориентированной на темы, имеющие отношение к добыче угля и рекультивации в Аппалачах . [10]

ОЛР устанавливает руководящие принципы для достижения успешного лесовосстановления на заминированных землях, и их можно резюмировать в следующих пяти шагах:

  1. Создайте подходящую корневую среду для хорошего роста деревьев глубиной не менее четырех футов и сделанную из верхнего слоя почвы, выветренного песчаника и / или лучшего доступного материала.
  2. Свободно разровняйте верхний слой почвы или его заменитель, полученный на первом этапе, чтобы создать неуплотненную среду для роста.
  3. Используйте почвопокровные растения, совместимые с растущими деревьями.
  4. Посадите два типа (или более) деревьев: ранние сукцессионные виды для обеспечения дикой природы и стабильности почвы, а затем коммерчески ценные сельскохозяйственные деревья .
  5. Используйте правильные методы посадки деревьев .

Целостный подход

Когда из-за местных микроклиматических условий основным сукцессионным видом для местной окружающей среды не является лес , рекультивацию лучше проводить путем создания пастбищ . Дэн Даггет и другие отстаивали целостное управление рекультивацией шахт в подобных ситуациях. [11] [12] [13] Если лучший доступный материал не является верхним слоем почвы, верхний слой почвы можно создать на месте, используя ранние сукцессионные виды местных выносливых многолетних трав и других растений в сочетании с животноводством , заменяющим виды дикой природы, необходимые для завершения биосистема. В частности, освоение почв и почвенная биота играют существенную роль в развитии после добычи полезных ископаемых. [14] [15] [16] Хотя восстановление почвы на землях после добычи полезных ископаемых сопряжено со многими проблемами, оно также открывает возможности. Например, примечательно, что скорость накопления углерода в почве после добычи полезных ископаемых может быть очень высокой и может превышать скорость накопления углерода, которую можно получить, например, при лесовосстановлении пахотных земель. [17] [18]

  1. Отсортируйте лучший доступный материал по требуемой топографии, установив ключевые линии .
  2. Высейте аборигенные виды ранних сукцессионных видов растений и трав.
  3. Покройте участок рыхлым слоем мульчи сена, чтобы обеспечить первоначальный «старт» корма, необходимого для скота.
  4. Используя ключевые линии в качестве ориентира, создайте загоны и внедрите комплексные запланированные методы выпаса скота, чтобы оздоровить землю.
  5. Если цель состоит в том, чтобы создать зону дикой природы или природный парк, то по мере того, как ключевые виды начинают возвращаться (процесс, называемый экологической преемственностью ) или интродуцируются в достаточно больших количествах, поголовье домашнего скота может быть сокращено или уничтожено.

В качестве альтернативы можно использовать комплексный подход, использующий целостный подход для выполнения первых трех этапов лесомелиоративного подхода. Как только эти первые три шага будут выполнены и четко определены, выпас скота можно будет сократить или полностью прекратить, чтобы дать возможность средним и высшим сукцессионным видам укорениться и продолжить лесохозяйственный подход.

Соединенные Штаты

Восстановленные разрезы на юго-западе Пенсильвании.

До 1977 года не существовало федеральных законов, регулирующих аспекты открытых горных работ в угольной промышленности. Хотя во многих штатах, где ведется горнодобывающая деятельность, были приняты законы, регулирующие деятельность, законы различались от штата к штату, а их соблюдение было непоследовательным. Даже когда после Второй мировой войны штаты начали принимать более строгое нормативное законодательство, им часто не хватало финансирования для администрирования и обеспечения соблюдения этого законодательства. Руководящие принципы рекультивации после добычи полезных ископаемых в целом были менее строгими, чем сегодня. Например, в 1965 году в Колорадо началась программа добровольной рекультивации, согласно которой операторы шахт должны были действовать самостоятельно по восстановлению заминированных земель. [19]

В соответствии с Законом о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивацией 1977 г.

Закон о контроле и рекультивации открытых горных работ 1977 года (SMCRA) является основным федеральным законом, регулирующим воздействие добычи угля на окружающую среду в Соединенных Штатах. Он установил руководящие принципы выдачи разрешений для существующих и будущих угольных шахт, а также целевой фонд для финансирования рекультивации заброшенных шахт . SMCRA сочетает необходимость защиты окружающей среды от воздействия открытой добычи угля с потребностью страны в угле как важном источнике энергии. Он гарантирует, что добыча угля ведется экологически ответственным образом и что земля адекватно рекультивируется во время и после процесса добычи. Большинство угледобывающих штатов теперь несут основную ответственность за регулирование открытой добычи угля на землях, находящихся под их юрисдикцией, а надзорную роль выполняет Управление по мелиорации и обеспечению соблюдения требований по открытым горным разработкам (OSMRE). [20]

Согласно SMCRA, до получения разрешения на добычу полезных ископаемых операторы должны представить подробный и всеобъемлющий план рекультивации земель после завершения добычи. План рекультивации должен включать, среди прочих критериев, состояние земли до начала добычи и использование земли, подлежащей добыче; предполагаемое использование земель после рекультивации; ориентировочный график рекультивации; и шаги, которые будут предприняты для соблюдения соответствующих законов о качестве воздуха и воды . Помимо предоставления плана рекультивации, операторы также должны внести гарантию выполнения обязательств, чтобы гарантировать наличие денежных средств для завершения рекультивации, если оператор прекратит свою деятельность до завершения рекультивации или по какой-либо другой причине не сможет завершить рекультивацию. Сумма залога должна равняться сумме предлагаемого плана рекультивации. [21] Залог не передается оператору до тех пор, пока государственный или федеральный регулирующий орган не придет к выводу, что рекультивация прошла успешно, что может занять более 10 лет после завершения процесса рекультивации.

Программа «Заброшенные минные земли»

Финансирование рекультивации заброшенных шахт осуществляется за счет налога на добычу угля. Операторы шахт должны платить налог в размере 0,12 доллара США за тонну угля, добываемого подземным способом, и 0,28 доллара США за тонну угля, добываемого открытым способом; поступления от этого налога направляются в Фонд рекультивации заброшенных шахт (созданный SMCRA) для оплаты рекультивации заброшенных шахт. Часть фонда распределяется между штатами с утвержденными программами рекультивации для их проектов, а оставшиеся деньги используются федеральным правительством через OSMRE для рекультивации заброшенных шахт в штатах без активных программ. По состоянию на 15 декабря 2011 года OSMRE выделило более 7,2 миллиарда долларов на рекультивацию более 295 000 акров опасных высокоприоритетных заброшенных шахтных объектов, а для других целей заброшенные шахтные земли были рекультивированы через фонд OSMRE с 1977 года. [22]

Германия

В связи с прекращением добычи угля в Германии в 2018 году в Бохуме в 2015 году при Высшей технической школе имени Георга Агриколы (THGA) был создан Научно-исследовательский институт пост-горной добычи (FZN). [23] [24] Это тот самый первый институт такого рода в мире, который комплексно рассматривает последствия горнодобывающей деятельности и объединяет необходимые ноу-хау, чтобы сформировать период после добычи полезных ископаемых с технической, экономической и экологической точки зрения. Здесь основное внимание уделяется научному сопровождению так называемых вечных задач добычи угля в районах Рура , Саара , а также в Иббенбюрене , где горное дело, геология, геотехническая инженерия, гидрогеология, электрические и информационные технологии эксперты, а также маркшейдеры работают вместе в различных дисциплинах. [23]

Научно-исследовательский институт последобывающей промышленности разрабатывает процессы мониторинга как на вершине карьера, так и под землей, а также готовит научные принципы для концепции устойчивого использования воды в карьере. В этом отношении институт тесно сотрудничает с горнодобывающими и старыми компаниями, а также органами власти, управлениями водного хозяйства и региональными властями, промышленными фирмами и университетами. Компания также реализует собственный проект по управлению знаниями, целью которого является сделать доступными в базе данных ноу-хау по добыче и после добычи. [23]

Каждые два года Научно-исследовательский институт пост-горного дела совместно с местным советом Арнсберга организует конференцию «NACHBergbauzeit в NRW» (Эра POST-горного дела в NRW). [25]

В рамках Научно-исследовательского института пост-горного дела THGA также в настоящее время предлагает единственный в мире курс магистратуры в области геотехнической инженерии и пост-горного дела , который сочетает в себе науку и инженерию и охватывает механику горных пород, экономическую геологию , а также гидрологию, геодезию и юридические вопросы. .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Вейер, Ванесса Д.; де Ваал, Альта; Лехнер, Алекс М.; Унгер, Коринн Дж.; О'Коннор, Тим Г.; Баумгартль, Томас; Шульце, Роланд; Трутер, Уэйн Ф. (24 января 2019 г.). «Количественная оценка рисков реабилитации угольных шахт с открытыми разрезами с использованием байесовской сети уплотнения почвы в Южной Африке и Австралии: демонстрация системы R2AIN». Комплексная экологическая оценка и управление . 15 (2): 190–208. Бибкод : 2019IEAM...15..190Вт. doi : 10.1002/ieam.4128. hdl : 2263/70645 . PMID  30677215. S2CID  59251358.
  2. ^ Закон о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивации 1977 г.
  3. ^ аб Отте, ML; Джейкоб, Д.Л. (2008). «Восстановление минной территории». Энциклопедия экологии . Академическая пресса . Проверено 30 ноября 2023 г.
  4. ^ аб О. Валеро, Нельсон; К. Гомес, Лилиана; Рамирес, Рамиро (2021). «Глава 7. Мелиорация земель открытого угольного разреза в полузасушливых условиях - полевые наблюдения». Серия «Современная картография», том 10 . Академическая пресса. п. 155-171. ISBN 9780128238950.
  5. ^ аб Прескотт, Синди Э.; Фроуз, Ян; Грейстон, Сью Дж.; Кидо, Сильви А.; Стрейкер, Джастин (01 января 2019 г.). «Восстановление лесных почв после нарушения». Развитие почвоведения . 36 : 309–343. дои : 10.1016/B978-0-444-63998-1.00013-6. ISBN 9780444639981. ISSN  0166-2481. S2CID  214319901.
  6. ^ Аб Макдональд, С. Эллен; Ландхойссер, Саймон М.; Скоусен, Джефф; Франклин, Дженнифер; Фроуз, Ян; Холл, Сара; Джейкобс, Дуглас Ф.; Кидо, Сильви (01 ноября 2015 г.). «Восстановление лесов после нарушения открытых горных работ: проблемы и решения». Нью Форест . 46 (5): 703–732. дои : 10.1007/s11056-015-9506-4 . ISSN  1573-5095.
  7. ^ Фроуз, Ян; Дворщик, Петр; Ваврова, Алена; Душова, Ольга; Кадохова, Штепанка; Матейичек, Любош (01 ноября 2015 г.). «Развитие пологого покрова и биомассы древесной растительности на рекультивированных и невосстановленных участках после добычи полезных ископаемых». Экологическая инженерия . 84 : 233–239. doi :10.1016/j.ecoleng.2015.09.027. ISSN  0925-8574.
  8. ^ Фроуз, Ян; Мудрак, Ондржей; Райчмидова, Эрика; Уолмсли, Алена; Вахова, Павла; Шимачкова, Хана; Альбрехтова, Яна; Моради, Джаббар; Кучера, Иржи (01.01.2018). «Грубая волнообразная наваленная вскрышная порода способствует зарождению древесной растительности, а выравнивание способствует зарастанию травы во время самостоятельной разработки участка после добычи полезных ископаемых». Журнал экологического менеджмента . 205 : 50–58. дои : 10.1016/j.jenvman.2017.09.065. ISSN  1095-8630. ПМИД  28964974.
  9. ^ Молния, CE "Проект Пауэлл Ривер". www.prp.cses.vt.edu .
  10. ^ Аппалачская региональная инициатива по лесовосстановлению, Рекомендации по мелиорации лесов № 1 (http://arri.osmre.gov/FRA/Advisories/FRA_No.1.7-18-07.Revised.pdf)
  11. ^ Даггет, Дэн. «Восстановительный выпас». Да . Проверено 16 января 2016 г. .
  12. ^ Даггет, Дэн. «Убедительные доказательства». Человек в природе. Архивировано из оригинала 6 марта 2001 года . Проверено 5 апреля 2013 г.
  13. ^ Буш, Коул. «Целостный управляемый выпас на Содовом озере». Гранитрок . Проверено 5 апреля 2013 г.
  14. ^ «Почвенная биота и развитие экосистем на участках после добычи полезных ископаемых». Рутледж и CRC Press . Проверено 12 июля 2021 г.
  15. ^ Фроуз, Ян; Прах, Карел; Пижль, Вацлав; Ханель, Ладислав; Старый, Йозеф; Таёвский, Карел; Матерна, Ян; Балик, Владимир; Кальчик, Иржи; Ржехоункова, Клара (1 января 2008 г.). «Взаимодействие между развитием почвы, растительностью и почвенной фауной во время спонтанной сукцессии на участках после добычи». Европейский журнал почвенной биологии . 44 (1): 109–121. doi :10.1016/j.ejsobi.2007.09.002. ISSN  1164-5563.
  16. ^ Фроуз, Ян; Ливечкова, Милуше; Альбрехтова, Яна; Хронякова, Алика; Кайтамл, Томаш; Пижль, Вацлав; Ханель, Ладислав; Старый, Йозеф; Балдриан, Петр; Лготакова, Зузана; Шимачкова, Хана; Чепакова, Шарка (01 декабря 2013 г.). «Опосредовано ли влияние деревьев на свойства почвы почвенной фауной? Тематическое исследование на участках после добычи полезных ископаемых». Лесная экология и управление . 309 : 87–95. doi :10.1016/j.foreco.2013.02.013. ISSN  0378-1127.
  17. ^ Фроуз, Ян; Виндушкова, Ольга (01.01.2018). «Накопление органических веществ в почве на участках после добычи полезных ископаемых: потенциальные движущие силы и механизмы». Управление почвенными ресурсами и изменение климата : 103–120. дои : 10.1016/B978-0-12-812128-3.00008-2. ISBN 9780128121283.
  18. ^ Виндушкова, Ольга; Фроуз, Ян (01 июля 2013 г.). «Накопление углерода в почве после открытой добычи угля и сланца в Северном полушарии: количественный обзор». Экологические науки о Земле . 69 (5): 1685–1698. Бибкод : 2013EES....69.1685V. дои : 10.1007/s12665-012-2004-5. ISSN  1866-6299. S2CID  129185046.
  19. ^ Отдел полезных ископаемых и географии Колорадо, Рекультивация шахт в Колорадо: обзор (http://mining.state.co.us/pdfFiles/reg.pdf)
  20. ^ Управление мелиорации и правоприменения наземных горных работ, регулирование угольных шахт (http://www.osmre.gov/rcm/rcm.shtm)
  21. ^ Кодекс США, раздел 30 – Минеральные земли и горнодобывающая промышленность, подраздел 1258. Требования к плану рекультивации (http://www.gpo.gov/fdsys/search/pagedetails.action;jsessionid=JpQ3T3CRlm3vc0Vn2ynLGRMN9nj1VkTTvhs9K8GdKM6mbGcXdQWh!1067014512!-184 9986691?browsePath=Название+ 30%2FChapter+25%2FSubchapter+V%2FSec.+1258&granuleId=USCODE-2010-title30-chap25-subchapV-sec1258&packageId=USCODE-2010-title30&collapse=true&fromBrowse=true)
  22. ^ Министерство внутренних дел: пресс-релиз от 15 декабря 2011 г. (http://www.doi.gov/news/pressreleases/Secretary-Salazar-and-Director-Pizarchik-Announce-485-Million-in-Grants-to-States). -и-племена-за-очистку-заброшенных-угольных-шахт.cfm)
  23. ^ abc «Научно-исследовательский институт постгорного дела». www.thga.de. ​Архивировано из оригинала 02 сентября 2019 г. Проверено 25 октября 2019 г.
  24. ^ "RAG-Stiftung: Forschungszentrum Nachbergbau" . www.rag-stiftung.de (на немецком языке) . Проверено 25 октября 2019 г.
  25. ^ "NACHBergbauzeit в NRW: THGA und Bezirksregierung Arnsberg diskutieren Aufgaben und Perspektiven" . idw-online.de . Проверено 25 октября 2019 г.

Внешние ссылки