Технологии рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири

технологии рекультивации

и обустройство нарушенных земель

в западной и восточной сибири

Монография

технологии рекультивации
и обустройство
нарушенных земель 
в западной и восточной сибири

В монографии представлены инновационные разработки в 

области создания новых технологий рекультивации нарушенных 
земель на территории Западной и Восточной Сибири. Авторские 
технологии рекультивации земель и новые принципы обустройства нарушенных земель разработаны с учетом современных 
экологических требований. Практическая реализация новых 
инженерных решений в восстановлении нарушенных земель, 
отличающихся от применяемых, позволит в значительной степени экономить финансовые и материальные ресурсы общества 
и вместе с тем создавать экологически адекватные природные 
ландшафты в районах с техногенным нарушением земель в промышленных регионах Сибири.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский федеральный университет

Российская академия наук

Специальное конструкторско-технологическое бюро «Наука»

КНЦ СО РАН

Бердский филиал «Бердстроймаш» 

Специального конструкторско-технологического бюро «Наука» 

КНЦ СО РАН

ТЕХНОЛОГИИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ И ОБУСТРОЙСТВО 

НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

В ЗАПАДНОЙ И ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Монография

Красноярск

СФУ
2015

УДК 616-053.32
ББК 54.303

Т381

Рецензенты: Б.Л. Тальгамер, зав. кафедрой разработки месторождений полезных 

ископаемых Иркутского государственного технического университета, 
д-р техн. наук, профессор (г. Иркутск);
А.А. Батоева, зав. лабораторией инженерной экологии Байкальского 
института природопользования СО РАН, д-р техн. наук (г. Улан-Удэ);
С.В. Березнев, генеральный директор ОАО «КузНИИшахтострой», 
д-р экон. наук, профессор (г. Кемерово)

Т381 Технологии рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и 

Восточной Сибири / И.В. Зеньков, Б.Н. Нефедов, И.М. Барадулин, Ю.П. Юронен, 
В.Н. Вокин, Е.В. Кирюшина. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2015. – 308 с.

ISBN 978-5-7638-3210-5

Представлены инновационные разработки в области создания новых техноло
гий рекультивации нарушенных земель на территории Западной и Восточной Сибири. Авторские технологии рекультивации земель и новые принципы обустройства 
нарушенных земель разработаны с учетом современных экологических требований. 
Практическая реализация новых инженерных решений в восстановлении нарушенных земель, отличающихся от применяемых, позволит в значительной степени 
экономить финансовые и материальные ресурсы общества и вместе с тем создавать 
экологически адекватные природные ландшафты в районах с техногенным нарушением земель в промышленных регионах Сибири.

Монография предназначена для работников сектора государственного управ
ления в области экологии и природопользования, собственников и работников 
менеджмента угольных разрезов, щебеночных карьеров, тепловых электрических 
станций, проектных организаций, учащихся и преподавателей вузов.

Работа выполнялась в соответствии с Программой фундаментальных научных 

исследований государственных академий наук на 2013–2020 гг. и планом научноисследовательских работ СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН на 2013–2017 гг. согласно 
проекту «Модели и технологии информационного обеспечения для оценки состояния, прогнозирования и управления экологическими системами, территориальными комплексами и природно-техногенной безопасностью регионов».

Печатается по решению Ученого совета СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН.

УДК 616-053.32
ББК 574.303

ISBN 978-5-7638-3210-5

© Бердский филиал «Бердстроймаш» СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, 2015 
© СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН, 2015 
© Сибирский федеральный университет, 2015
© Зеньков И.В., Нефедов Б.Н., Барадулин И.М., Юронен Ю.П., Вокин В.Н., 
Кирюшина Е.В., 2015

Электронный вариант издания см.:

http://catalog.sfu-kras.ru

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................6

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ИЗЪЯТИИ ЗЕМЕЛЬ
И АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИЙ В РЕКУЛЬТИВАЦИИ
ГОРНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ ........8

1.1. Анализ динамики изъятия и восстановления земельного фонда
в Красноярском крае под влиянием техногенных факторов ............ 8
1.2. Технологии горнотехнической рекультивации нарушенных
земель при разработке месторождений Канско-Ачинского
угольного бассейна ................................................................................ 27

ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ
ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ
ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ .............................37

2.1. Геоэкологическая оценка внешних и внутренних отвалов
на угольном разрезе «Бородинский» ................................................... 37
2.2. Результаты исследования продуктивности земель 
агроландшафтов в естественно-природном состоянии
и восстановленных угольным разрезом «Бородинский» .................. 53
2.3. Результаты полевых работ по исследованию
геоэкологических показателей локальных ландшафтов,
созданных на породных отвалах .......................................................... 61
2.4. Технико-экономические показатели производства работ
по вовлечению в сельскохозяйственный оборот 
ранее рекультивированных породных отвалов .................................. 67

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 
УГЛЕПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ И ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ
И РЕКУЛЬТИВАЦИИ ГОРНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ  ...71

3.1. Современные тенденции и экологические проблемы
в формировании и рекультивации породных отвалов
при добыче угля открытым способом  ................................................ 71
3.2. Результаты исследования воздействия водной эрозии
на рельеф и ремонт углепородных отвалов ........................................ 80
3.3. Технологии формирования породных отвалов в районах
Центральной и Восточной Сибири с масштабной добычей угля
открытым способом ............................................................................... 90
3.4. Результаты геоэкологического обследования породных
отвалов на территории Ирша-Бородинского буроугольного
месторождения ....................................................................................... 94
3.5. Мотивированный отказ от проведения биологического этапа
рекультивации нарушенных земель .................................................... 99

3.6. Рекультивация нарушенных земель при переходе на новые
технологии с учетом накопленных научно-практических знаний .... 104
3.7. Технологии рекультивации нарушенных земель
с минимальным загрязнением воздушного бассейна ........................ 112
3.8. Экономическая оценка инновационных технологий
горнотехнической рекультивации породных отвалов ...................... 117

ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ
РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ИЗВЕСТНЯКА И ГРАНИТА
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНОГО И ДОРОЖНОГО ЩЕБНЯ .... 121

4.1. Тенденции формирования ландшафтной архитектуры
и рекультивация карьеров по производству щебня ........................... 121
4.2. Результаты горно-экологического мониторинга рельефа
отработанных карьеров ......................................................................... 130
4.3. Результаты дистанционного зондирования растительных
экосистем в отработанных щебеночных карьерах ............................. 137
4.4. Экологическая оптимизация в технологиях разработки
месторождений строительного и дорожного щебня ......................... 146
4.5. Технологии формирования горно-промышленных
ландшафтов в отработанных щебеночных карьерах
с учетом геоэкологических целей ........................................................ 157

ГЛАВА 5. МОНИТОРИНГ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ
НАЗЕМНЫХ ЭКОСИСТЕМ С ПОМОЩЬЮ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ С КОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 
ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА ........ 166

5.1. Структура наземных экосистем
и их основные характеристики ............................................................. 166
5.2. Результаты дистанционного зондирования
и полевых экспедиций по исследованию наземных экосистем
на породных отвалах разреза «Бородинский» ................................... 180
5.3. Результаты дистанционного зондирования растительных
экосистем и рельефа горно-промышленных ландшафтов
разреза «Назаровский» .......................................................................... 185
5.4. Результаты дистанционного зондирования растительных
экосистем на породных отвалах разреза «Березовский» .................. 190
5.5. Результаты горно-экологического мониторинга
техногенных ландшафтов на отработанной части
Черногорского угольного месторождения с применением
средств дистанционного зондирования  ............................................. 195
5.6. Результаты геоэкологического обследования породных
отвалов на территории отработанной части Переясловского
буроугольного месторождения с использованием средств
дистанционного зондирования Земли ................................................. 199

ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДЕЙСТВУЮЩИХ
ЗОЛОШЛАКОВЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ НА ТЕПЛОВЫХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ .................................................................. 209

6.1. Технологии формирования и экологические проблемы при эксплуатации золошлаковых накопителей
в топливно-энергетическом комплексе России .................................. 209
6.2. Разработка технологии эксплуатации действующих
золошлаковых накопителей с учетом экологических целей ............ 218
6.3. Результаты анализа тенденций в использовании
золошлаковых материалов в Красноярском крае ............................... 228
6.4. Ресурсосберегающие технологии эксплуатации
золошлаковых накопителей тепловых электрических станций ...... 240

ГЛАВА 7. ТЕХНОЛОГИИ ОБУСТРОЙСТВА ЗЕМЕЛЬ
ПОД СВАЛКАМИ ПРОМЫШЛЕННЫХ И БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ........ 249

7.1. Технология формирования почвенного слоя
в рекультивации земельных участков под свалками
промышленных и твердых бытовых отходов ..................................... 249
7.2. Технология строительства котлованов на полигонах
хранения отходов с учетом эколого-экономических целей .............. 256
7.3. Технология рекультивации земельных участков
под свалками твердых бытовых отходов ............................................ 264
7.4. Технология рекультивации земельных участков под свалками 
ТБО крупных сельских поселений в Красноярском крае ................. 271
7.5. Управление инновационным предприятием
ОАО «Сибур холдинг» при реализации федеральной целевой
программы по обращению с отходами ................................................ 278

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 288

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................... 290

ВВЕДЕНИЕ

Поступательное развитие российского общества не может быть 

устойчивым без эффективного решения экологических проблем, 
исторически накопившихся в области рекультивации и обустройства нарушенных земель в промышленно развитых регионах Западной и Восточной Сибири. Основными секторами хозяйственной 
деятельности общества, в которых производится наиболее значимое изъятие земель различных категорий, мы считаем угледобывающую отрасль ТЭК, тепловые станции с угольной генерацией 
энергии, производство строительного и дорожного щебня, а также 
размещение промышленных отходов и отходов жизнедеятельности 
общества. Поэтому в нашей монографии читатель найдет исчерпывающие ответы на актуальные вопросы в области повышения экологической безопасности Российского государства.

Для угольных разрезов обоснован отказ от рекультивации по
родных отвалов, поскольку финансирование всех мероприятий 
(горнотехнический и биологический этапы) является совершенно 
бессмысленным занятием с позиции экологии и законов ведения рыночной экономики. В качестве альтернативы мы предлагаем технологию совмещения работ по отработке первого вскрышного уступа 
с работами по рекультивации земель, что эффективно с позиции как 
экономики, так и экологии.

Для промышленных районов, в которых развито производство 

строительного и дорожного щебня, предложены технологии разработки щебеночных месторождений (известняки, доломиты, граниты 
и т.п.), при которых географическая ориентация карьерной выемки будет определяющей в повышении экологизации горного производства.

В настоящее время весьма проблемна эксплуатация действу
ющих золошлаковых накопителей тепловых станций с угольной 
генерацией в топливно-энергетическом комплексе. Авторские 
технологии эксплуатации таких накопителей позволяют снизить 
эмиссию вредных веществ в окружающую природную среду при 
строительстве ограждающих дамб, свести на нет изъятие земель 
для получения природного материала при строительстве дамб, а 
самое главное – уменьшить затраты на эти работы с 1,5 млрд руб. 
до 100 млн руб. для 26 крупных тепловых станций РФ с угольной 
генерацией энергии. 

Введение

Сегодня только на территории Красноярского края, Новосибир
ской области, Кузбасса находится несколько тысяч бесхозных свалок 
промышленных отходов и несанкционированных свалок бытовых 
отходов. В строительстве полигонов ТБО, а также в размещенных 
свалках имеются экологические проблемы, решение которых представлено в монографии.

Основой монографии являются: результаты исследований, 

проводимых в полевых условиях на географической территории 
«Канско-Ачинская лесостепная зона» Красноярского края; статистическая обработка информационных баз; результаты обработки 
снимков, полученных в разные годы с космических летательных 
аппаратов; результаты хозяйственной деятельности угольных разрезов, предприятий по производству строительного и дорожного 
щебня, тепловых электрических станций с угольной генерацией энергии, а также результаты, связанные с жизнедеятельностью 
общества (свалки промышленных и бытовых отходов); 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 ознакомления с основными 
научными результатами диссертаций на соискание ученой степени 
доктора наук, в сборниках статей международных и всероссийских 
конференций с 2003 по 2015 г. 

Отдельные положения монографии И.В. Зеньков докладывал в 

Кузбассе на международных конференциях, проводимых ЗАО КВК 
«Экспо-Сибирь» (г. Кемерово) в 2008–2014 гг., а также при чтении 
лекций на конференции «Агроэкологические проблемы техногенного региона», которую проводил Кемеровский государственный 
сельскохозяйственный институт в рамках Федеральной целевой 
программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России в 2009–13 гг.».

Научно-методологические основы и новые экологические прин
ципы, использованные в настоящей монографии, разработаны заслуженным экологом РФ, горным инженером, доктором технических 
наук Игорем Владимировичем Зеньковым на протяжении 25 лет.

ГЛАВА 1

ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ИЗЪЯТИИ ЗЕМЕЛЬ

И АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИЙ

В РЕКУЛЬТИВАЦИИ ГОРНО-пРОМЫШЛЕННЫХ

И ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ

1.1. АнАлиз динАмики изъятия и восстАновления 

земельного фондА в крАсноярском крАе
под влиянием техногенных фАкторов

Количество нарушенных земель в крае с момента их инвента
ризации и первичного учёта в 1976 г. увеличилось за последующие 
30 лет на 45 922 га. В указанный период было рекультивировано и 
возвращено в народное хозяйство 38 922 га земель, из них в пашню – 4 156 га, что составляет 10,7 % от общего количества восстановленных земель, пастбища и сенокосы – 5 551 га (14,3 %), лесные 
насаждения – 26 716 га (68,6 %), строительство, водоемы и другие 
цели – 2 499 га (6,4 %). С 1976 по 1990 г., когда в состав Красноярского края входили Хакасская автономная область, Таймырский и 
Эвенкийский автономные округа, было нарушено 26 235 га земель, 
рекультивировано 19 784 га нарушенных земель.

Динамика площадей нарушенных земель в крае, составлен
ная по пятилетним циклам, показывает, что их количество быстро увеличивалось с 1976 по 1990 г., достигнув наибольших значений в период 1986–1990 гг., когда было нарушено 11 625 га земель. Такая тенденция была обусловлена быстрым ростом в крае 
промышленного производства, строительства, объёмов экспорта 
сырьевых ресурсов, созданием и развитием Канско-Ачинского 
топливно-энергетического комплекса (КАТЭК), что, естественно, 
требовало более интенсивного отчуждения земель лесного фонда 
и земель сельскохозяйственного назначения для нужд промышленности. 

В отмеченный период существенно увеличились площади на
рушенных земель при разведке и добыче угля, железной руды, россыпного золота, общераспространенных полезных ископаемых, используемых для производства строительных материалов.

Глава 1. Основные тенденции в изъятии земель и анализ инженерных решений...

Количество рекультивированных земель также возрастало, что 

в первую очередь объясняется принятыми органами власти края 
мерами, предусматривающими ограничение предоставления новых 
земельных участков под промышленные разработки в случае невыполнения хозяйствующими субъектами плановых объемов работ по 
рекультивации ранее изъятых из оборота земель. Положительную 
роль сыграло и создание на крупных предприятиях, добывающих 
полезные ископаемые, специализированных подразделений с набором необходимой техники для осуществления горнотехнического и 
биологического этапов рекультивации нарушенных земель. Вместе 
с тем темпы восстановления нарушенных земель были значительно 
ниже, в отдельные периоды (1976–1980 гг.) – на порядок.

С принятием Советом Министров РСФСР Постановления от 

25 октября 1990 г. № 466 «Вопросы Государственного комитета 
РСФСР по земельной реформе» и Приказа Государственного комитета РСФСР по земельной реформе от 24 декабря 1990 г. № 4 «О создании комитетов по земельной реформе и земельным ресурсам…» системный учет нарушенных и рекультивированных земель в районах 
и городах края с 1991 по 2005 гг. осуществлялся рай/гор/комземами. 
С 2005 г. статистическое наблюдение за нарушенными землями в 
крае ведется специалистами межрайонных отделов Управления 
«Роснедвижимости» по краю. 

С 1993 г. отмечалась положительная тенденция снижения пло
щадей ежегодно нарушаемых земель и увеличение количества рекультивированных земель. За 1991–2005 г. в результате хозяйственной деятельности нарушено 19 687 га земель. В этот же период было 
отработано 19 779 га нарушенных земель, рекультивация проведена 
на площади 19 138 га, из которых возвращено в пашню 1 255 га, или 
6,6 % от общего количества восстановленных земель, другие сельскохозяйственные угодья – 1 712 га (8,9 %), лесные насаждения – 
14 941 га (78,1 %), водоемы и другое – 1 230 га, или 6,4 %. 

С учетом земель, нарушенных до 1991 г., а также выявленных 

(ранее не учтенных) в ходе проведения инвентаризации, с исключением впоследствии рекультивированных, общая площадь нарушенных земель в крае по состоянию на 01.01.2005 равнялась 13 714 га, из 
них было отработано 3 620 га. Заскладировано плодородного слоя 
почвы 6 361 тыс. м3. 

В 2005 г. работы с нарушением почвенного покрова были про
ведены на площади 1 195 га, в том числе при разработке месторож