Рекультивация шахт
 | Примеры и перспективы в этой статье касаются в первую очередь США и Германии и не отражают мировую точку зрения на этот вопрос . ( Октябрь 2021 г. ) |
Рекультивация шахт – это процесс земель преобразования добытых до экологически функционального или экономически пригодного для использования состояния. Хотя процесс рекультивации шахт происходит после завершения добычи, планирование мероприятий по рекультивации происходит до того, как будет разрешено или запущено производство. [1] Рекультивация шахт создает полезные ландшафты, отвечающие самым разным целям: от восстановления продуктивных экосистем до создания 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
[ редактировать ] | В этом разделе отсутствует информация о немецком опыте. дои : 10.4141/cjss2010-063 ; перепрофилирование котлована под акваторию. ( январь 2023 г. ) |
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] Поверх скального материала укладывают слой грунта, который хранился при предварительной выработке. Поверх этого слоя укладывают слой плодородной почвы . Завершающим этапом является восстановление растительности и длительное развитие сукцессии растений . [4]
Лесомелиоративный подход
[ редактировать ]Лесовосстановление является доминирующим способом восстановления участков после добычи полезных ископаемых. [5] [6] В некоторых ситуациях даже спонтанное развитие экосистемы может привести к образованию разумного лесного покрова. [7] [8] но в большинстве случаев используются специфические подходы к восстановлению. [5] [6] За последнее десятилетие новый подход к восстановлению лесов (OSMRE) продвигали государственный горнодобывающий орган и Управление по мелиорации и контролю за добычей полезных ископаемых — Подход лесной мелиорации (FRA ) — как подходящий и желательный метод рекультивации земель, добытых углем. для поддержки использования лесных земель в рамках SMCRA. Этот подход был разработан и поддерживается исследованиями, проведенными в рамках проекта Powell River Project, [9] совместная исследовательская и образовательная программа, посвященная темам, связанным с добычей и рекультивацией угля в Аппалачах . [10]
ОЛР устанавливает руководящие принципы для достижения успешного лесовосстановления на заминированных землях, и их можно резюмировать в следующих пяти шагах:
- Создайте подходящую корневую среду для хорошего роста деревьев глубиной не менее четырех футов и сделанную из верхнего слоя почвы, выветрившегося песчаника и / или лучшего доступного материала.
- Свободно разровняйте верхний слой почвы или его заменитель, полученный на первом этапе, чтобы создать неуплотненную среду для роста.
- Используйте почвопокровные растения, совместимые с растущими деревьями.
- Посадите два типа (или более) деревьев: ранние сукцессионные породы для обеспечения дикой природы и стабильности почвы , а затем коммерчески ценные сельскохозяйственные деревья .
- Используйте правильные методы посадки деревьев .
Целостный подход
[ редактировать ]условий основным сукцессионным видом для местной окружающей среды не является лес Если из-за местных микроклиматических , рекультивацию лучше проводить путем создания пастбищ . комплексное управление рекультивацией шахт в подобных ситуациях. Дэн Даггет и другие отстаивали [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 диких животных, необходимые для завершения биосистемы. 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 новые 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]
- Отсортируйте лучший доступный материал по требуемой топографии, установив ключевые линии .
- Высейте аборигенные виды ранних сукцессионных видов растений и трав.
- Накройте участок рыхлым слоем мульчи сена, чтобы обеспечить первоначальный «старт» корма, необходимого для скота.
- Используя ключевые линии в качестве ориентира, создайте загоны и внедрите комплексные запланированные методы выпаса, чтобы оздоровить землю.
- 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
[ редактировать ]
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.
[ редактировать ]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 операции по добыче угля проводятся 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»
[ редактировать ]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 выделил 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
[ редактировать ] | В этом разделе отсутствует информация о правовом статусе и масштабах практики. ( январь 2023 г. ) |
 | Этот раздел может потребовать очистки Википедии , чтобы соответствовать стандартам качества . Конкретная проблема заключается в следующем: Неуместно? вес на один институт. ( январь 2023 г. ) |
Ввиду прекращения добычи угля в Германии в 2018 году Научно-исследовательский институт пост-горной промышленности (THGA) был создан при Высшей технической школе имени Георга Агриколы в 2015 году в Бохуме (FZN) . [23] [24] Это самый первый институт такого рода в мире, который комплексно рассматривает последствия добычи полезных ископаемых 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 в настоящее время также предлагает единственный в мире магистратуры курс 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. .
См. также
[ редактировать ]- Закон о чистой воде
- Закрытие шахты
- Восстановление окружающей среды
- Комплексное управление
- Реабилитация земель
- Планирование закрытия шахты
- Управление открытых горных работ
- Пермакультура
- Закон о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивации 1977 г.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ 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 менеджмент . 15 (2): 190–208. Бибкод : 2019IEAM...15..190Вт . дои : 10.1002/ieam.4128 . hdl : 2263/70645 . ПМИД 30677215 . S2CID 59251358 .
- ^ Закон о контроле за добычей полезных ископаемых и рекультивации 1977 г.
- ^ Jump up to: а б Отте, ML; Джейкоб, Д.Л. (2008). «Восстановление минной зоны» . Энциклопедия экологии . Академическая пресса . Проверено 30 ноября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б О. Валеро, Нельсон; К. Гомес, Лилиана; Рамирес, Рамиро (2021). «Глава 7. Мелиорация земель карьера угольного разреза в полузасушливых условиях — полевые наблюдения» . Серия «Современная картография», том 10 . Академическая пресса. п. 155-171. ISBN 9780128238950 .
- ^ Jump up to: а б 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 .
- ^ Jump up to: а б 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 .
- ^ Фроуз, Ян; Дворщик, Петр; Ваврова, Алена; Доусова, Ольга; Кадохова, Штепанка; Матейичек, Любош (01 ноября 2015 г.). «Развитие пологого покрова и биомассы древесной растительности на рекультивированных и нерекламированных участках после добычи полезных ископаемых» . Экологическая инженерия . 84 : 233–239. дои : 10.1016/j.ecoleng.2015.09.027 . ISSN 0925-8574 .
- ^ Фроуз, Ян; Мудрак, Ондржей; Райчмид, Эрика; Уолмсли, Алена; Вахова, Павла; Симачкова, Хана; Альбрехтова, Яна; Моради, Джаббар; Кучера, Иржи (01.01.2018). «Грубая волнообразная наваленная вскрышная порода способствует образованию древесной растительности, в то время как 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 .
- ^ Зиппер, CE «Проект Пауэлл Ривер» . www.prp.cses.vt.edu .
- ^ Инициатива по региональному лесовосстановлению Аппалачей, Рекомендации по мелиорации лесов № 1 ( http://arri.osmre.gov/FRA/Advisories/FRA_No.1.7-18-07.Revised.pdf )
- ^ Даггет, Дэн. «Восстановительный выпас» . Да . Проверено 16 января 2016 г. .
- ^ Даггет, Дэн. «Убедительные доказательства» . Человек в природе. Архивировано из оригинала 6 марта 2001 года . Проверено 5 апреля 2013 г.
- ^ Буш, Коул. «Целостный управляемый выпас на Содовом озере» . Гранитрок . Проверено 5 апреля 2013 г.
- ^ «Развитие почвенной биоты и экосистем на участках после добычи полезных ископаемых» . Рутледж и CRC Press . Проверено 12 июля 2021 г.
- ^ 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 полезных ископаемых» . Европейский журнал почвенной биологии . 44 (1): 109–121. дои : 10.1016/j.ejsobi.2007.09.002 . ISSN 1164-5563 .
- ^ Фроуз, Ян; Ливечкова, Милуше; Альбрехтова, Яна; Хронякова, Алика; Кайтамл, Томас; Пижль, Вацлав; Ханель, Ладислав; Старый, Йозеф; Балдриан, Питер; Лготакова, Зузана; Симачкова, 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. дои : 10.1016/j.foreco.2013.02.013 . ISSN 0378-1127 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Отдел полезных ископаемых и географии Колорадо, Рекультивация шахт в Колорадо: обзор ( http://mining.state.co.us/pdfFiles/reg.pdf )
- ^ Управление мелиорации и правоприменения в области открытых горных работ, регулирования угольных шахт ( http://www.osmre.gov/rcm/rcm.shtm )
- ^ Кодекс США, раздел 30 – Полезные ископаемые и горнодобывающая промышленность, подраздел 1258. Требования к плану рекультивации ( http://www.gpo.gov/fdsys/search/pagedetails.action;jsessionid=JpQ3T3CRlm3vc0Vn2ynLGRMN9nj1VkTTvhs9K8GdKM6mbGcXdQWh!1067014512!-18 49986691?browsePath=Название+ 30%2FChapter+25%2FSubchapter+V%2FSec.+1258&granuleId=USCODE-2010-title30-chap25-subchapV-sec1258&packageId=USCODE-2010-title30&collapse=true&fromBrowse=true )
- ^ 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 )
- ^ Jump up to: а б с «Научно-исследовательский институт послегорного дела» . www.thga.de. Архивировано из оригинала 2 сентября 2019 г. Проверено 25 октября 2019 г.
- ^ «Фонд РАГ: Центр постгорных исследований» . www.rag-stiftung.de (на немецком языке) . Проверено 25 октября 2019 г.
- ^ «Период после добычи полезных ископаемых в СРВ: THGA и правительство округа Арнсберг обсуждают задачи и перспективы» . idw-online.de . Проверено 25 октября 2019 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Короткометражный фильм «Страница во времени» доступен для бесплатного просмотра и скачивания в Интернет-архиве .
- Институт минеральной информации (истории рекультивации)
- Рекультивация заброшенных шахтных земель (Министерство внутренних дел США)
- Американское общество горного дела и мелиорации
- Промежуточная инвентаризация и оценка заброшенных минеральных земель в системе национальных парков