Инженерные мероприятия по восстановлению нарушенных территории

В отечественной и зарубежной градостроительной практике довольно часто возникает необходимость в инженерной подготовке территорий, нарушенных в результате производственной деятельности человека. Значительную площадь в числе нарушенных территорий составляют участки в местах разработок угольных, рудных и нерудных месторождений.

Градостроительное использование нарушенных территорий возможно лишь после проведения комплекса восстановительных мер, сложность и характер которых определяют в зависимости от типа нарушения поверхности, природных условий и размещения участков в плане города.

Общие сведения о нарушенных территориях

Типы нарушений поверхности при добыче полезных ископаемых широко варьируются, но все они представляют собой антропогенные формы микрорельефа, многообразие которых сводят к двум основным типам (рис. 12.1).

Нарушения аккумулятивного типа (рис. 12.1, а—д) представляют собой образования без повреждения земной поверхности. К ним относят отвалы пустых шахтных пород, отходов перерабатывающих производств, золои шлакоотвалы. Распространенной формой шахтных отвалов является терриконик, называемый иногда терриконом и показанный на рис. 12.1, а. Поскольку породы, их образующие, свободно падают с разгружаемых на вершине вагонеток или скипов, лобовой склон отва;

Рис. 12.1. Типы нарушений рельефа:

/ — хвостовой склон. 2 — то же, лобовой. 3 — терраса. 4 — входы лов находится в пределах угла естественного откоса материала. Хвостовой склон обычно складывается под меньшим углом — 12…20°. Высота терриконов может достигать 50 м и более.

Определенные шахтные породы способны самовозгораться, если они сложены в отвалы высотой более 10 м. Терриконы высотой 20…25 м, образованные пористыми крупнокусковыми и слабовыветривающимися породами, самовозгораются через 2…4 года после складирования, а сложенные из плотных быстровыветриваюшихся и имеющие высоту 40 м самовозгораются через 4…7 лет.

Если породы крупнокусковые и маловыветривающиеся, то они начинают самовозгораться значительно раньше, через 2…4 года, даже в отвалах высотой 20…25 м.

Отвалы вскрыши — это отходы открытых разработок полезных ископаемых, обычно вскрышная порода. Размеры и форма отвалов различны и зависят от горнотехнических условий, определяющих технологию отвалообразования (рис. 12.1, б—д). Отличительной особенностью таких отвалов является значительная площадь, занимаемая ими. Размеры территорий, находящихся под отвалами вскрыши, могут превосходить площадь отработанного карьера в 3…4 раза.

Нарушения денудационного типа показаны на рис. 12. 1. Земную поверхность обнажают в процессе разрушения и удаления горных пород при добыче полезных ископаемых. К числу таких нарушений относят карьеры, различные подземные выработки, провалы, трещины, прогибы и проседания поверхности.

Карьеры являются горными выработками, образуемыми при добыче полезных ископаемых открытым способом. Обычно они имеют регулярные склоны, спускающиеся вниз террасами (схема е). С течением времени эти склоны теряют под действием ветра и атмосферных осадков геометричность форм.

Карьеры, оставляемые в результате разработки строительных материалов, обычно расположены вдоль речных берегов и занимают небольшие площади. Они часто оказываются залитыми грунтовыми и поверхностными водами. Крупные карьеры, расположенные на больших площадях, охватывают водоразделы и чаще всего не обводнены.

Выработанные подземные пространства представляют собой заброшенные штольни, штреки и подземные галереи. Они занимают иногда значительные площади. На рис. 12.1, ж показана каменоломня, территория которой превышает 4 га.

В подземных выработках слабые грунты стабилизируют во время разработки, устанавливая крепи (схема з), которые постепенно разрушаются. Незакрепленная порода крыши представляет собой потенциальную опасность обвалов.

Выемки в скальных породах, например штольни в каменоломнях, крепят не всегда. Под действием химически агрессивной среды, например насыщенной щелочами или кислотами воды, крыша теряет прочность и начинает разрушаться.

Провалы и прогибы на поверхности земли (рис. 12.1, и, к) образуются в результате обрушения крыши подземных выработок и пустот, когда они залегают на небольшой глубине. Объем разрушений нередко бывает значительным, если геология участка представлена наносными грунтами — песчаными и глинистыми. Провалы иногда охватывают большие площади, оседают породы, глубина воронок обрушения достигает 50 м.

Провалы и прогибы зависят от многих факторов, в частности от глубины подработки и мощности С вынимаемого пласта. Максимальная осадка достигает 0,9С и уменьшается по мере увеличения глубины залегания пустот (при прочих равных условиях).

Нарушенные территории в районах издавна разработанных месторождений нередко расположены среди городской застройки и даже в центральных районах. Обычно это имеет место в городах, образованных на базе отдельных поселков при шахтах. На недавно освоенных месторождениях, где селитебные территории выбирали с учетом расположения залежей, нарушенные территории обычно расположены вне городской черты, но могут попасть и на периферию растущего города. Карьеры, оставленные при разработке строительных материалов, имеются в границах практически любого города, особенно большого. Однако в последнее время нерудные материалы стараются добывать дальше от застройки.