Министерство образования и науки
российской Федерации
сибирский Федеральный университет
и.в. зеньков
Рекультивация нарушенных земель
в угледобывающих регионах
с развитым земледелием
Монография
красноярск
сФу
2010
Стр.1
удк 631.5:622.882
ббк 40.658 + 33.31
з 56
рецензенты: ректор кемеровского государственного сельскохозяйственного
института, акад. раен, проф., д-р техн. наук в.и. Мяленко, зам. директора
по научной работе института угля и углехимии со ран (г. кемерово), д-р
техн. наук е.л. счастливцев, зам. директора по научной работе института
почвоведения и агрохимии со ран (г. новосибирск), д-р биол. наук в.а.
андроханов
зеньков и.в.
З 56 рекультивация нарушенных земель в угледобывающих регионах с
развитым земледелием: монография / и.в. зеньков. – красноярск: сибирский
федеральный университет, 2010. – 314 с.
ISBN
рассмотрены основные вопросы рекультивации и восстановления нарушенных
земель сельскохозяйственного назначения, выбывающих из оборота в регионах
с интенсивной добычей угля открытым способом и развитым земледелием.
впервые предложены: новый подход к проектированию работ по выполнению
технического этапа рекультивации на основе результатов горно-геометрического
анализа залежи ПсП и с учетом изменяющихся агрохимических показателей рекультивируемых
земель; методика оценки влияния горных работ на потери ПсП и
сокращение площадей сельскохозяйственных угодий; новая модель землепользования
в регионах с интенсивной открытой угледобычей на основе параллельного
проведения работ по рекультивации и мелиорации земель; методологические основы
экономической оценки изменения эффективности земледелия на сельскохозяйственных
угодьях, смежных с угольными разрезами; программно-целевой подход
в рекультивации и восстановлении нарушенных земель сельскохозяйственного назначения.
Монография
предназначена для работников сектора государственного управления,
собственников и менеджмента угольных разрезов, работников предприятий
агропромышленного комплекса, проектных организаций, учащихся и преподавателей
вузов.
ISBN
© сибирский
федеральный
университет, 2010
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .............................................................................................................................6
Раздел I. Использование, изъятие из оборота и восстановление
продуктивных земель сельскохозяйственного назначения в районе
с интенсивной добычей угля открытым способом и развитым
земледелием ......................................................................................................................9
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ ПРЕДПРИЯТИЯМИ
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО И АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ...............10
1.1. динамика роста объемов угледобычи, выработки электроэнергии
и связанное с этим изъятие земель сельскохозяйственного назначения ........................10
1.2. технологические аспекты разработки горизонтальных и пологих
месторождений энергетических углей открытым способом ...........................................12
1.3. Характеристика хозяйственной деятельности угольных разрезов
и предприятий агропромышленного комплекса в юго-восточных
районах красноярского края .................................................................................................19
1.4. агропроизводственная характеристика показателей обрабатываемых почв
и почвенного плодородия в юго-восточных районах красноярского края ....................33
1.5. динамика выбытия из оборота продуктивных земель сельскохозяйственного
назначения под влиянием техногенных и биологических факторов ..............................38
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОПЫТА В РЕКУЛЬТИВАЦИИ
И ВОССТАНОВЛЕНИИ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
НАЗНАЧЕНИЯ В ОТКРЫТОЙ УГЛЕДОБЫЧЕ ...........................................................................44
2.1. технологические решения в проведении горно-технического этапа
рекультивации земель сельскохозяйственного назначения ............................................ 44
2.2. Механизм возникновения засорения плодородного слоя почвы
на техническом этапе рекультивации ..................................................................................50
2.3. структура засорения почвенного слоя по основным процессам
технической рекультивации .................................................................................................61
2.4. Потери почвенного слоя, возникающие в ходе выполнения
основных процессов горно-технической рекультивации .................................................63
2.5. Проявление закона циклического развития в рекультивации земель
сельскохозяйственного назначения .....................................................................................69
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОТВАЛОВ,
РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ..............82
3.1. общая характеристика внешних и внутренних отвалов
на угольном разрезе «бородинский» ...................................................................................82
3.2. результаты комплексного исследования внешнего отвала «Южный» ....................86
3.3. результаты комплексных исследований поверхности внешнего отвала
«западный» .............................................................................................................................93
3.4. результаты комплексного исследования поверхности внешнего
отвала «северный» ................................................................................................................98
3.5. результаты исследований поверхности внутреннего отвала,
созданного с 1950 по 2009 гг. ..............................................................................................105
3.6. комплексный анализ результатов исследований поверхностей отвалов,
рекультивированных для сельскохозяйственного использования ................................110
Стр.3
Раздел II. Исследование изменения качественных и количественных
показателей восстанавливаемых земель в горно-технической
рекультивации .............................................................................................................113
ГЛАВА 4. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТ
НА ТЕХНИЧЕСКОМ ЭТАПЕ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПРОДУКТИВНЫХ ЗЕМЕЛЬ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ........................................................................ 114
4.1. Характеристика объекта исследований и причинно-следственных
связей в изучаемой проблеме ..............................................................................................114
4.2. разработка модели исследований ................................................................................118
4.3. основные показатели вариации горно-геометрических параметров
залежи ПсП ...........................................................................................................................125
4.4. Методика подсчета запасов, определения потерь и засорения ПсП ......................134
4.5. обоснование режима работ по выполнению технического этапа
рекультивации ......................................................................................................................141
4.6. разработка интегрального критерия оценки результатов моделирования ...........148
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
РЕКУЛЬТИВИРУЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ ...............................................................................................150
5.1. основы проведения горно-геометрического анализа залежи
плодородного слоя почвы на территории горного отвода ..............................................150
5.2. результаты исследования изменения качественных показателей ПсП
в технологиях рекультивации с применением бульдозеров ...........................................156
5.3. результаты исследования изменения качественных показателей ПсП
в технологиях рекультивации с применением гидравлических
экскаваторов типа «обратная лопата» ...............................................................................162
5.4. Методика определения влияния организационно-технологических
факторов на качественные показатели снимаемого ПсП ...............................................171
5.5. корректировка технологии снятия ПсП с применением бульдозеров ..................176
5.6. исследование процесса снятия плодородного слоя почвы
в технологиях рекультивации земель с учетом «человеческого фактора» ..................179
5.7. разработка классификации технологий рекультивации по
их воздействию на изменение плодородия земель ...........................................................183
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОТЕРЬ ПЛОДОРОДНОГО СЛОЯ
ПОЧВЫ В ХОДЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЭТАПА РЕКУЛЬТИВАЦИИ
НА СОКРАЩЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ ........................189
6.1. исследование уровней потерь ПсП и альтернативного сокращения
площадей сельскохозяйственных угодий в условиях применяющихся
технологий рекультивации земель ......................................................................................... 189
6.2. сокращение площадей сельскохозяйственных угодий, обусловленное
применением гидравлических экскаваторов на техническом этапе
рекультивации ......................................................................................................................194
6.3. использование фрезерных машин в системах управления
качеством рекультивации земель .......................................................................................196
6.4. адаптация основных принципов стандартов ISO 9000
применительно к технологиям рекультивации земель .................................................. 204
6.5. адаптация основных принципов стандартов ISO 14000
применительно к технологиям рекультивации земель .................................................. 206
6.6. общее в системах управления качеством, созданных
с применением стандартов ISO 9000 и 14000 ...................................................................210
6.7. внутренний и внешний аудит качества сдаваемых земель .....................................211
Стр.4
6.8. разработка методики оценки экономической эффективности
применения системы менеджмента качества в рекультивации земель ......................... 214
Раздел III. Методология программно-целевого управления
рекультивацией нарушенных земель сельскохозяйственного
назначения ....................................................................................................................219
ГЛАВА 7. ФАКТОРНАЯ ЭКОНОМИКА КАК ОСНОВА ПРОГРАММНОЦЕЛЕВОГО
УПРАВЛЕНИЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЕЙ И ВОССТАНОВЛЕНИЕМ
НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ............................................................................................................220
7.1. Методика экономической оценки инвестиций на ввод
рекультивированных отвалов в сельскохозяйственный оборот ....................................220
7.2. Экономическая оценка эффективности земледелия на сельскохозяйственных
угодьях, рекультивированных угольными разрезами ....................................................223
7.3. анализ использования зерноуборочных комбайнов в подсобном
хозяйстве «искра» оао По «ЭХз» ...................................................................................227
7.4. разработка ресурсосберегающей модели землепользования
в угледобывающих регионах с развитым земледелием ..................................................234
7.5. Экономическое обоснование перехода на ресурсосберегающую
модель землепользования ....................................................................................................243
7.6. Экономическая оценка эффективности земледелия с учетом
рекомендаций по проведению технического этапа рекультивации земель .................251
7.7. результаты расчета повышения экономической эффективности земледелия
за счет прироста объемов урожая зерновых на раскорчеванных полях
севооборота и увеличения производительности зерноуборочных комбайнов ............255
ГЛАВА 8. ФОРМИРОВАНИЕ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОГРАММ ПО
ВОССТАНОВЛЕНИЮ ПРОДУКТИВНЫХ ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
НАЗНАЧЕНИЯ В УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ РЕГИОНАХ С РАЗВИТЫМ ЗЕМЛЕДЕЛИЕМ .....260
8.1. инструментарий программно-целевого управления ................................................260
8.2. информационное обеспечение мониторинга земель сельскохозяйственного
назначения в угледобывающих регионах .........................................................................268
8.3. актуальность разработки крупных инвестиционных программ
в угледобывающих регионах на основе расширения площади земель
сельскохозяйственного назначения ...................................................................................276
8.4. Методология составления долгосрочной инвестиционной программы по
расширению земельного фонда сельхозназначения в угледобывающем регионе .......278
8.5. Мультипликатор экономического развития как интегральный критерий
оценки крупной региональной программы ......................................................................282
8.6. Перспективная модель многопрофильного экологического предприятия
в регионах с топливно-энергетической направленностью экономики
и развитым земледелием .................................................................................................... 284
Заключение ...................................................................................................................294
Список литературы .....................................................................................................298
Приложение ................................................................................................................. 305
Стр.5
Введение
добыча полезных ископаемых – основа современной хозяйственной
деятельности – связана с глобальным изменением земель. Применение открытых
геотехнологий в недропользовании обусловливает систематическое,
с каждым годом увеличивающееся изъятие продуктивных земель
сельскохозяйственного назначения. восстановление этой категории земель
горные предприятия производят проведением работ по рекультивации. но,
как правило, взамен высокоплодородных земель сдаются земли с низкими
агропроизводственными показателями, либо категория восстановленных
земель меняется на другую.
на территории рФ площади продуктивных сельскохозяйственных угодий
повсеместно сокращаются под воздействием биологических и техногенных
факторов. к настоящему времени заросшими древесно-кустарниковой
растительностью оказались большие площади продуктивных сельскохозяйственных
угодий. Преобладание в экономике россии отраслей сырьевой
направленности вызывает интенсивное изъятие продуктивных земель
предприятий агропромышленного комплекса. в угледобывающих регионах
сибирского федерального округа имеется уникальная возможность совместными
усилиями сектора государственного управления и собственников
угольных разрезов эффективно восстанавливать нарушенные земли предприятий
агропромышленного комплекса. выход из создавшейся ситуации
может быть найден за счет смены существующих взглядов в добывающих
отраслях, сложившихся на протяжении почти 40 лет, на то, что восстановлению
подлежат результаты производственной деятельности – поверхности
внешних и внутренних отвалов угольных разрезов.
в этой связи предлагается новая модель землепользования, реализация
которой позволит без многолетней задержки возвращать сельскохозяйственные
угодья с высокими агрохимическими показателями. на наш взгляд,
переход на новую модель связан с проявлением в высшей мере социальной
ответственности бизнеса и менеджмента в области открытой угледобычи.
в обзорно-аналитической части монографии (главы 1-3) раскрывается
влияние основной деятельности (добыча угля) угольных разрезов на состояние
и использование основного производственного фактора «земля».
отмечается, что экономические интересы собственников и менеджмента
6
Стр.6
Введение
угольных разрезов, предприятий агропромышленного комплекса находятся
в противоречии, что подтверждается использованием продуктивных земель
сельскохозяйственного назначения. Проанализирована динамика изменения
основных количественных и качественных показателей земельного фонда
в основных угледобывающих регионах рФ – кузбассе, красноярском крае.
установлена негативная тенденция в ротации земельного фонда этих регионов
– систематическое сокращение площадей продуктивных земель сельскохозяйственного
назначения. выполнен ретроспективный анализ технологических
решений в рекультивации земель. установлен генезис факторов,
определяющих уровень засорения плодородного слоя почвы (ПсП) в ходе
проведения технического этапа рекультивации, и их влияние на изменение
в худшую сторону агрохимических показателей восстанавливаемых земель.
Представлены результаты комплексных исследований внешних и внутренних
отвалов вскрышных пород предприятия-лидера в угольной отрасли –
угольного разреза «бородинский». Приведена классификация технологий
рекультивации земель с позиции изменения агрохимических показателей и
требуемых финансовых вложений в восстановление плодородия до уровня
естественно-антропогенного. описан закон циклического развития хозяйственных
систем применительно к рекультивации земель для использования
в земледелии.
в исследовательской части (главы 4-6) приводятся результаты исследований
по трансформации качественных и количественных показателей
восстанавливаемых земель в ходе выполнения работ на техническом этапе
рекультивации. даны рекомендации по корректировке технологий рекультивации
в сторону повышения эффективности их проведения. излагаются
результаты применения гидравлических экскаваторов типа «обратная лопата»
в рекультивации на снятии ПсП. исследовано влияние технологий с
использованием экскаваторов этого типа на изменение агрохимических показателей
рекультивируемых земель, засорение и потери ПсП. установлено
влияние существующих технологий рекультивации на сокращение площадей
восстанавливаемых земель. Представлены рекомендации по снятию
и погрузке плодородного слоя почвы с использованием фрезерных машин,
специально конструируемых для этих целей. Говорится о необходимости
создания и внедрения систем управления качеством на техническом этапе
рекультивации земель в соответствии со стандартами исо 9000 или исо
14000.
в практической части (главы 7-8) представлены методологические основы
экономической оценки изменения эффективности земледелия на сельскохозяйственных
угодьях, смежных с угольными разрезами. обоснована новая
модель землепользования, решающая глобальную проблему в открытой
угледобыче – своевременное восстановление высококачественных продуктивных
земель сельскохозяйственного назначения на основе параллельно7
Стр.7
Введение
го проведения работ по рекультивации и мелиорации земель. даны методологические
основы программно-целевого управления в рекультивации
и восстановлении нарушенных земель сельскохозяйственного назначения.
детально описана перспективная модель экологических предприятий, создавать
которые целесообразно в угледобывающих регионах, для решения
комплексных хозяйственных проблем на основе межотраслевого подхода.
основой создания монографии являются: результаты исследований,
проводимых в полевых условиях на географической территории «канская
лесостепь» красноярского края под руководством автора; статистическая
обработка информационных баз; результаты исследований почвенных проб,
выполненных ФГу «станция агрохимической службы «солянская» (рыбинский
р-н красноярского края); теоретический и практический материал,
опубликованный в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях,
выпускаемых в рФ, рекомендуемых вак для опубликования основных научных
результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук,
в сборниках статей международных и всероссийских конференций с 2003
по 2010 гг.
Стр.8