Способ рекультивации хвостохранилища в горных котловинах

Изобретение относится к области экологической безопасности горнорудной промышленности и охраны горных ландшафтов от химического загрязнения.

Известен способ, при котором создают почвообразующий слой за счет нанесения цеолитовых туфов на поверхность хвостохранилища, позволяющего исключить внесение удобрений, усилить развитие корневой системы трав, тем самым повысить эффективность биологической рекультивации хвостохранилища (патент на изобретение №2513468, МПК Е21С 41/32, А01В 79/02, С09K 17/00, опубликован 20.04.2014).

Однако известный способ рекультивации хвостохранилища служит закреплением пылящихся поверхностей без учета защиты подземных грунтовых и поверхностных речных вод от химического загрязнения.

Известен также способ рекультивации земель, нарушенных токсичными отходами, складированными в хвостохранилище, в условиях муссонного климата, характеризующийся тем, что в качестве компоста используют смешанный компост, полученный из коры ели, лиственницы и березы, который вносится на поверхность токсичных отходов. По периметру окантуривают водопроницаемыми бортиками и дренажными канавками для ускорения сброса ливневых вод (патент на изобретение №2486733, МПК А01В 79/02, В09С 1/00, опубликован 20.05.2013).

Однако известный способ рекультивации хвостохранилища направлен на снижение пределов токсичности непосредственно на поверхности, без учета обеспечения безопасности прилегающих территорий. Предлагаемое создание дренажных канавок для сброса ливневых вод послужит дополнительным источником распространения токсичных элементов на нижележащие по гипсометрическому уровню территории.

Наиболее близким техническим решением является способ, в котором формируют обвалочные дамбы на земельном отводе под хвостохранилище. Земельный отвод под хвостохранилище делят на участки со сроком эксплуатации от одного до двух лет, вводят их в эксплуатацию последовательно и проводят рекультивацию путем нанесения и утрамбовки глиняного слоя мощностью 0,7-1 м, а также плодородного слоя на откосы дамб для биологической рекультивации (патент на изобретение №2335631, МПК Е21С 41/32, Е02В 7/06, опубликован 10.10.2008).

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что предлагается сложное гидротехническое сооружение поэтапного заполнения и рекультивации хвостохранилища, главной задачей которого является поверхностная рекультивация без учета защиты грунтовых вод от просачивающегося химического загрязнения. Более того, предлагаемое гидротехническое сооружение усложняет техническое решение и затрудняет последующее использование рекультивированных земель.

Технический результат - упрощение способа рекультивации с предварительным изъятием массы донных отложений со дна хвостохранилища в целях защиты грунтовых вод от химического загрязнения, и одновременно - создание геохимического барьера в целях защиты окружающих ландшафтов от дальнейшего распространения химического загрязнения.

Техническое решение заявленного способа заключается в том, что рекультивацию осуществляют в три этапа, формируя вначале в 15-30 м от береговой зоны траншеи глубиной ниже дна хвостохранилища на 2-5 м, шириной 1,5-2 м с последующим выкапыванием донных отложений - канцерогенных веществ, которые транспортируют в отработанные заброшенные шахты на глубину прежней добычи полезных ископаемых, а дно хвостохранилища засыпают абсорбирующими ирлитсодержащими глинами.

Расстояние создаваемой траншеи в 15-30 м от береговой зоны (пляжа) хвостохранилища является оптимальным для создания геохимического барьера из абсорбирующих ирлитсодержащих глин, защищающих окружающие ландшафты от дальнейшего распространения канцерогенных веществ. Расстояние более 30 м приводит к увеличению ореола геохимической аномалии вокруг хвостохранилища и потере без того дефицитных в горных котловинах земель с ровным рельефом. Формирование траншеи для создания геохимического барьера на расстоянии менее 15 м от береговой зоны (пляжа) хвостохранилища будет менее эффективной в целях защиты от распространения геохимического загрязнения, а также ограничивает условия для технических работ по созданию траншеи и изъятию массы донных отложений со дна хвостохранилища. На втором этапе выкапывают донные отложения канцерогенных веществ со дна хвостохранилища, транспортируют и складируют в отработанных заброшенных шахтах, на глубине прежней добычи искомой массы полезных ископаемых.

На третьем этапе очищенное дно хвостохранилища засыпается абсорбирующими ирлитсодержащими глинами, восстанавливая прежний рельеф.

Предлагается формирование подобных геохимических барьеров в виде траншей вокруг хвостохранилища и способ рекультивации ирлитсодержащими глинами с предварительным изъятием массы донных отложений со дна хвостохранилища и с последующей транспортировкой и складированием в отработанных заброшенных шахтах, на следующих объектах, созданных в горных котловинах:

Пример 1

На первом этапе вокруг хвостохранилища Мизурской обогатительной фабрики в Унальской котловине в пойме р. Ардон на расстоянии 15 м формируется траншея глубиной 8 м (ниже дна хвостохранилища на 3 м), шириной 1,5-2 м и засыпается абсорбирующими ирлитосодержащими глинами, создавая геохимический барьер для водных потоков со стороны хвостохранилища, тем самым препятствуя попаданию отравляющих химических соединений в грунтовые воды санатория «Тамиск» и г. Алагир, а также их распространению на нижележащие окружающие ландшафты Осетинской наклонной равнины бассейна р. Ардон.

На втором этапе выкапываются донные отложения канцерогенных веществ со дна хвостохранилища, транспортируются и складируются в отработанных заброшенных шахтах Згид, на глубине прежней добычи искомой массы полезных ископаемых.

На третьем этапе очищенное дно хвостохранилища засыпается абсорбирующими ирлитосодержащими глинами, восстанавливая прежний рельеф.

Пример 2.

На первом этапе вокруг хвостохранилища Мизурской обогатительной фабрики в Фиагдонской котловине в пойме р. Фиагдон на расстоянии 15-20 м формируется траншея глубиной 25 м, ниже дна хвостохранилища на 5 м, шириной 1,5-2 м и засыпается абсорбирующими ирлитосодержащими глинами, создавая геохимический барьер для водных потоков со стороны хвостохранилища, тем самым препятствуя попаданию отравляющих химических соединений в грунтовые воды горных селений Унал и Фиагдон санатория «Тамиск» и г. Алагир, а также их распространению на нижележащие окружающие ландшафты Осетинской наклонной равнины бассейна р. Фиагдон.

На втором этапе выкапывается донные отложения из канцерогенных веществ со дна хвостохранилища транспортируются и складируются в отработанных заброшенных шахтах Ход, на глубине прежней добычи искомой массы полезных ископаемых.

На третьем этапе очищенное дно хвостохранилища засыпается абсорбирующими ирлитосодержащими глинами, восстанавливая прежний рельеф.