Возродить нельзя ликвидировать. Продолжение «подземной» темы

Для того чтобы решить проблемы защиты, сохранения, инновационного освоения и рационального использования геологического и горно-индустриального наследия Подмосковья достаточно соответствующему лицу, облеченному властью, поставить соответствующие знаки препинания в соответствующем месте данной резолюции.

В полусотне километров от Красной площади столицы концентрированно расположены объекты горно-индустриального наследия федерального значения, отработанные горные выработки каменоломен: «Володарка» около 12 км, «Девятовские» или «Силикаты» более 12 км, «Камкинское» или «Кисели» около 12, «Никитские» более 15 км, «Съяны» размером 18-19 км, и другие всего более 30 (тридцати).

В общем итоге это огромное подземное пространство почти в 80 км горизонтальных горных выработок, площадью 200 000 кв.м, подземным объемом 500 000 куб.м и горным отводом (дневной поверхностью) более 60 000 га. По мнению иностранных «пещерных менеджеров» и отечественный подземных экспертов в заброшенном состояние находится народное богатство в 300 000 000 у.е.

Целый ряд известных ученых (В. В. Виноградов, В. В. Алексеев, В. В. Запарий и др.) отмечают, что горно- индустриальное развитие России еще не получило аргументированной всесторонней оценки.

Настоящее своими корнями уходит в прошлое, а без знания прошлого невозможно прогнозировать будущее. В задачи экспертных исследований входит не только изучение и обобщение исторического опыта, но и оценка настоящего, создание информационной и аналитической базы, способствующей выявлению и обоснованию направлений дальнейшего экономического развития геологического и горно-индустриального наследия.

Данное наследие во всем мире стало систематически изучаться, сохраняться и использоваться в народном хозяйстве практически недавно – всего пол века назад и этом отношении Запад ушел далеко вперед.

Как защитить отработанные подземные горные выработки?

В концепции международной программы ЮНЕСКО, глобальные геологические парки (далее Геопарки), подлежат защите, сохранению, инновационному освоению и рациональному использованию – ВСЕ недра, то есть как используемые в настоящее время, так и не используемые.

Различают два вида защиты подземных горных выработок (ПГВ):

• консервативный;
• как объектов настоящего или будущего использования.

В исключительных случаях угрозы жизни и здоровью населения применяется метод ликвидации отработанных подземных горных выработок. Целью консервативной защиты является сохранение определенной части недр в неизменном состоянии.

При этом имеется в виду:

• охрана участков недр при возведении подземных инженерных сооружений
  для хранения каких-либо запасов, захоронения вредных отходов производства;
• охрана участков недр, представляющих особую научную и культурную
  ценность (геологические памятники);
• охрана месторождений полезных ископаемых от возможной порчи,
  застройки, затопления водохранилищами при строительстве гидроэлектростанций и других сооружений еще до проектирования горнодобывающих предприятий.

Целью защиты недр, как объектов настоящего или будущего использования, является рациональное использование и охрана недр. Именно этому виду защиты недр уделяется наибольшее внимание в его правовом регулировании и деятельности государственных органов. Примером здесь служит первый в мире "Федеральный закон об охране пещерных ресурсов» принятый 21 октября 1988 г. Конгрессом США.

Как инновационно освоить и рационально использовать отработанные ПГВ?

Существует расхожее мнение, что уж что-что, а объекты геологического и горно-индустриального наследия – это априори предмет музейной, образовательной и туристической деятельности. Однако практика и тенденции эксплуатации подземного пространства развитых и развивающихся стран в экономическом плане свидетельствует о гораздо более гибком состоянии дел в данном вопросе.

Горные выработки отработанных угольных, рудных, гипсовых, соляных и других шахт, тоннели в скальных породах – пригодны для приспособления под подземные хранилища, предприятия по производству продуктов питания в подземных условиях, лечебные учреждения и других нужд народного хозяйства полагают в США, Китае, Японии и многих странах ЕС.

Значительный вклад в изучение вопросов вторичной эксплуатации отработанных подземных горных выработок внесли видные российские и зарубежные ученые, такие, как Deffaut P., Marin G., Woodard D., Ярунин C.A., Малкин A.C., Пучков JLA., Иофис М.А., Попов В.Н., Закоршменный И.М., Абрамкин Н.И., Шищиц И.Ю.

Одно из важных достоинств подобных подземных сооружений – отсутствие вибрационного фона (при глубина свыше 25-50 м), шумов, микроклимат (в т.ч. благоприятный пылевой режим).

Благодаря этому под землёй наиболее целесообразно размещение заводов точного приборостроения, электроники и специального машиностроения (Чили, Гренландия, США).

Всё шире и шире используются подземные сооружений для объектов городского хозяйства. Подземные сооружения стали неотъемлемой частью крупного города.

Комплексная застройка подземного пространства крупных городов позволяет рационально использовать наземные территории, содействует упорядочению транспортного обслуживания населения и повышению безопасности дорожного движения, снижает уличный шум и загрязнение воздуха выхлопными газами автомобилей, способствует повышению художественно-эстетических качеств городской среды.

Подземные хранилища промышленных товаров устраивают в горных выработках, где экономически целесообразно поддерживать постоянную относительную влажность воздуха. Площадь современных хранилищ в подземных сооружениях достигает нескольких десятков тысяч м2. Так, склад медикаментов в штате Миссури (США) занимает площадь 18,5 тысяч м2.

Предприятия по производству продуктов питания в подземных условиях размещают главным образом в горных выработках отработанных шахт. В этих подземных сооружениях особенно эффективно выращивание шампиньонов (общее мировое производство около 1 млн. тонн в год), овощных культур, цветов, а также рыбы.

Стабильность температуры окружающей среды и влажности в помещениях, высокая пожарная безопасность, удобство охраны и т.п. послужили основой размещения в подземных сооружениях (сооружаемых как в обычных, так и в многолетнемёрзлых породах) хранилищ скоропортящихся пищевых продуктов.

Одно из крупнейших подземных сооружений подобного рода — склад-холодильник вблизи г. Канзас-Сити (США), размещённый в ПГВ известковых пород (полезная площадь подземных сооружений около 5 га).

При этом затраты на строительство подземных хранилищ скоропортящихся пищевых продуктов составляют 30-35 процентов стоимости наземных складов (в том числе и холодильников) той же вместимости. Приходятся они в основном на сооружение подходных выработок и транспортных коммуникаций. Об этом свидетельствует практика размещения хранилищ Росрезерва в отработанных ПГВ.

Подземные лечебные учреждения располагают в выработках большого поперечного сечения (камеры) отработанных шахт. Целесообразность создания подземных медицинских учреждений подобного рода обусловлена относительным постоянством давления, влажности и температуры воздуха, ограниченным воздействием магнитного поля, отсутствием бактериальной флоры, солнечной радиации, шума, естественной ингаляцией (благодаря насыщенности среды химическими элементами).

Подземными объектами туризма являются пещеры, имеющие форму галерей, гротов залов. В них также оборудуются концертные залы (пещера Агтелек в Венгрии, вместимость 1,5 тысяч человек, пещера Грот-Жейта в Ливане,10 тысяч человек), музеи к пещера Мацоха в Чехии и др.)

Большие масштабы спелеологической деятельности и практического использования пещер в США обусловили формирование специального направления – пещерного менеджмента, охватывающего научные, экологические, инженерные, управленческие, экономические аспекты освоения пещер. В этом отношении опыт США представляет большую ценность для других, менее богатых стран мира.

Особое место среди подземных сооружений занимают подземные объекты оборонного назначения, которые создаются в специально проводимых выработках стволового типа, подземных камерах как единичных, так и соединяемых горизонтальными выработками.

В Китае создана так называемая «Великая подземная стена» огромного объема в подземный полостях которой хранится весь ядерный боезапас Поднебесной.

Российская практика ликвидации отработанных ПГВ

В России отработанные ПГВ признаются нерентабельными и в большинстве своем подлежат ликвидации путем обрушению или затопления.

По федеральному закону «О недрах» при ликвидации объекта выполняется оценка возможного образования провалов над выработанным пространством. Оценка вероятности образования провалов выполняется исходя из объема оставленных пустот в массиве.

Пустоты в выработках, расположенных на глубинах до 15Н (Н – высота выработки вчерне) под зданиями, сооружениями, коммуникациями, а при наличии в массиве прорывоопасных пород – на глубинах до 30Н, но не менее 80 м, ликвидируются путем закладки и обрушения.

При расположении зданий и сооружений над горными выработками при глубинах до 20m (m – вынимаемая мощность полезного ископаемого) при пологом залегании полезного ископаемого или при расположении указанных объектов в зонах возможного образования провалов при разработке наклонных и крутых пластов, рудных залежей на глубинах до 30m, но не более 150 м принимаются меры по предотвращению образования провалов и больших деформаций в основании этих объектов.

Кроме того входа (устья) В ПГВ плотно забиваются на глубину в (пять) раз больную поперечного сечения штольни и бетонируются, а также подлежат постоянному контролю за их состоянием.

Подобное неоднократно пытались произвести на подмосковных каменоломнях, но до сих пор они являются потенциальной угрозой жизни и здоровья населения, а явления деформации дневной поверхности визуально наблюдаются в виде провалов и просадок фундаментов зданий, пока еще частных домовладений.

Особенность последствий ведения подземных горных работ заключается в том, что деформации земной поверхности долгое время могут быть не замечены, так как ее незначительные оседания не видимы человеческому глазу.

Поэтому, образование провалов непредсказуемо в своем проявлении (по времени и степени опасности). Специалисты в области горного дела утверждают, что большинство обрушений происходит в течение первых 5-10 лет после окончания горных работ.

Однако, современные наблюдения показывают, что они могут произойти спустя десятилетия и даже сотни лет, по мере накопления напряжения в горных породах и нарушения устойчивости ПГВ (разрушения и нарушения их крепи, перекрытий шурфов и шахтных стволов и т.д.)

Данная ситуация ведет к серьезным противоречиям между горно-индустриальным наследием и хозяйственной деятельностью муниципальных образований, так как в зонах влияния подземных горных выработок возникает риск землепользования, вызванный вероятностью обрушения зданий и угрозой жизни населения. Обозначенная проблема носит социальный характер с правовыми и экономическими последствиями.

Скрытые и явные опасности отработанных ПГВ

Традиционно считается, что подземные горные работы меньше влияют на окружающую среду и состояние земель, чем открытые, так как основные работы ведутся в глубинах недр, а для защиты окружающей среды от наземной части шахт и рудников на время их эксплуатации устанавливаются санитарно-защитные зоны.

Практика показала, что опасными для окружающей среды и состояния земель являются последствия ведения подземных горных работ.

Видные ученые и специалисты в области горного дела М. А. Кузнецов, Е. Ю. Куликова, В. Е. Коновалов, В. Д. Оленьков, А. Г. Ройтман, А. Д. Сашурин, С. В. Сластунов и другие по этому поводу утверждают , что подземный способ опасен нарушением геодинамического, гидрологического и гидрогеологического режима подработанных территорий.

Причина этого заключается в том, что результате искусственного внедрения в природную геологическую среду происходит ее видоизменение и нарушение естественного равновесия, которые могут привести к определенной реакции этой среды, а именно:

• горное давление на конструкции подземных сооружений;
• возможное затопление подземных горных выработок;
• подтопление территорий в зоне ведения горных работ;
• сдвижение горных пород и деформации земной поверхности.

Основными критериями определения степени опасности ПГВ для земной поверхности и последующего землепользования выступают: возраст; форма и параметры; пространственная ориентация и глубина; наличие, тип и материалы крепи; метод ликвидации или консервации (1960-1980-1990 годы), инженерно- геологические условия и т.д.

К признакам опасных ПГВ, способных вызвать процессы сдвижения горных пород и способствующим активизации деформаций земной поверхности (образованию провалов), горная наука относит:

• большие размеры пустот-выработок;
• слабые и сильно трещиноватые горные породы в районе расположения подземных выработок, а также повышенная обводненность участка;
• отсутствие крепи или примененные деревянные конструкции;
• наличие выхода на поверхность;
• небольшая глубина заложения, менее 50м;
• нарушение условий консервации или ликвидация ПГВ в соответствии с технологиями, применяемыми в XIX и в первой половине XX вв.;
• возраст более 50 лет после окончания работ.

Источниками наибольшей техногенной опасности для земной поверхности и последующего землепользования являются старые ПГВ Подмосковья для которых характерны:

• небольшая глубина заложения;
• отсутствие крепи или наличие деревянной крепи, теряющей со временем прочность и имеющей, высокий физический износ;
• применение старых технологий консервации и ликвидации или нарушение условий консервации.

По данному вопросу выдающийся ученый в области горного дела В. С. Хохряков в своих трудах писал, что «технология производства работ, применяемая в XVIII-XIX веках, определила глубину старых копий, которая составляет не более 20 саженей (50 м). В дореволюционный и довоенный период для ликвидации ПГВ применялась потолкоуступная система с распорной крепью».

В послевоенный период использовались уже другие методы ликвидации выработок, а именно, в 1942 г. внедрена система с магазинированием руды, а в 1943 г. – камерно-столбовая. Чего на заброшенных ПГВ Подмосковья и не помышляли исполнять из-за огромных финансовых затрат.

Присутствие опасных ПГВ негативно сказывается на пространственной организации урбанизированной территории Подмосковья, где высока плотность населения, населенных пунктов и инженерно-транспортных коммуникаций.

Усугубить ситуацию, т. е. спровоцировать сдвижение горных пород и деформации земной поверхности, могут:

• значительные статические нагрузки от многоэтажных зданий, расположенных в зонах влияния ПГВ;
• динамические нагрузки, вызванные активным движением транспорта.

Администрации территорий не контролируют входа в старые горные выработки, не ведут учет и наблюдение за ее посетителями , что может привести к непредсказуемым угрозам жизни и здоровью населения.

Некоторые выводы

Мировой опыт многих стран показывает, что целесообразнее отработанные горные выработки использовать вторично.

Использование подземных горных выработок, не участвующих в добыче полезного ископаемого, может дать существенный доход территория где они расположены, организовать контроль над их спелео ресурсом и проводить селекцию их посетителей.

Эффективность вторичной эксплуатации подземного пространства, заключается в в рациональном использовании следующих факторов :

• относительно стабильные климатические характеристики (температурно-влажностный режим);
• изолирование пространства от разного рода поверхностных воздействий (шум, вибрация, радиоактивность и т.д.);
• относительная герметичность, а также способность удерживать тепловую и другие виды энергии;
• влияние объекта, расположенного под землей, на окружающую среду значительно ниже и в лучшей степени может контролироваться
• подземные сооружения практически не требуют затрат на внешнюю отделку, служат на порядок дольше по времени и требуют гораздо более низких эксплуатационных затрат, чем поверхностные;
• подземное пространство в ряде случаев легче осваивать, чем поверхностное.

Для отработанных подземных горных выработок можно предложить огромное количество вариантов эксплуатации. Поэтому одним из главных вопросов вторичного использования отработанных горных выработок является выбор варианта их использования.

Однако при реализация выбранного направления использования можно столкнуться с рядом серьезных рисков в области безопасности, одним из которых является потеря устойчивости выработки.

Вследствие этого одним из важнейших факторов для оценки возможности вторичного использования отработанной подземной горной выработки является прогноз ее устойчивости, где последнее слово принадлежит профессиональному экспертному сообществу.

Заключение

Подземный эксперт должен постоянно напоминать «власть имущим», что прежде чем пойти на радикальные и весьма дорогостоящие меры ликвидации отработанных ПГВ, следует обратиться к богатейшему международному и отечественному опыту инновационного освоения и рационального использования подземного пространства.

Чиновникам «перепуганным» Федеральным Законом «О недрах» следует постоянно указывать, что поправки в данный правовой документ от 29.04.2008 (ст. 6.5) позволяют образовывать особо охраняемые геологические объекты (ООГО), имеющие научное, санаторно-оздоровительное и иное значение, путем организации научных полигонов, геологических заповедников и заказников, памятников природы. Для этого выделяются участки недр без ограничения срока пользования (ст. 10), с запретом деятельности, нарушающей их сохранность (ст.33), без взимания платежей за пользование недрами (ст. 43).

Кроме того эффективным методом являет вручение должностному лицу ни кем не отмененного СНиП 2.01.55-85 «Объекты народного хозяйства в подземных горных выработках».

Убежден, при данной аргументации знаки препинания в резолюции: «Возродить нельзя ликвидировать» будут поставлены в месте, которое явится гарантией защиты, сохранения, инновационного освоения и рационального использования геологического и горно-индустриального наследия Подмосковья.

Борис Скупов