Александр Барях: «Жителям Соликамска ничего не угрожает»

Директор Горного института УрО РАН Александр Абрамович Барях рассказал «Березниковскому рабочему» о причинах сегодняшней ситуации на СКРУ-2, научных методах прогнозирования и видах мониторинга.
— Александр Абрамович, есть ли у науки понимание причин возникновения сегодняшней ситуации на Втором соликамском рудоуправлении?
— Причина очевидна. Сегодняшние подтопление рудника и образование провала — последствия развития той аварийной ситуации, которая произошла в 1995 году и была связана с массовым обрушением горных пород выработки. Как раз там, где сегодня образовался провал, уже в то время ожидали проникновения пресной воды в рудник.
— Почему, на ваш взгляд, 19 лет это место было спокойным, а именно сейчас возник провал?
— В 1995 году произошло более масштабное обрушение — на площади в несколько футбольных полей земная поверхность осела на 3-4 метра. Но самое главное — это то, что еще в 1995 году произошло нарушение водозащитной толщи. Другими словами, ее состояние оценивалось как критическое. Образование провала в «Ключиках» есть не что иное, как последствие процессов проникновения подземных пресных вод через трещины в поврежденной водозащитной толще и последующего растворения нижележащих солей. По всем нашим тогдашним расчетам затопление рудника должно было начаться уже в 1995-96 годах. Но, видимо, мощные пласты глины на данном участке сыграли роль защитного буфера, который на 19 лет дал отсрочку руднику. В конечном счете, вода все-таки промыла, нашла себе дорогу. Это могло начаться спустя и пять лет, и десять.
— Получается, что 19 лет знали о проблеме, но креститься начали, когда клюнуло?
— Так говорить могут только люди, которые не совсем, мягко скажем, владеют ситуацией. Непосредственно после аварии были начаты и проведены в полном объеме масштабные закладочные работы, направленные на снижение деформаций в пределах аварийного участка. С 1995 года развернут постоянный мониторинг этой зоны.
Первое — вокруг этой зоны в шахте были установлены сейсмодатчики. Второе: ежегодно по нескольким профильным линиям выполнялись сейсморазведочные работы для оценки состояния водозащитной толщи. Плюс, конечно же, маркшейдерский мониторинг за оседаниями земной поверхности. К примеру, если в 1995 году скорости оседаний земной поверхности в месте образования нынешнего провала достигали 600 мм в год, то к 2013-2014 годам эти скорости снизились до порядка 20мм в год.
— Тогда возникает вопрос, насколько эти методы позволяют науке прогнозировать ситуацию?
— С обывательской точки зрения такие сомнения понятны. С научной же точки зрения все эти методы позволяют нам пространственно зафиксировать участки, где существует потенциальная или, скажем, реальная опасность нарушения сплошности водозащитной толщи и проникновение пресных вод в горные выработки. Это называется пространственный прогноз. Используемые современной горной наукой методы позволяют с очень высокой степенью вероятности прогнозировать места, как вы говорите, появления провалов. Такая потенциально опасная зона была определена как раз после аварии 1995 года.
А вот по времени возникновения таких негативных последствий — вопрос более сложный. Это так называемый текущий прогноз. Но даже такие природные явления как, к примеру, землетрясения, цунами, извержения вулканов, которые изучаются много лет, невозможно предсказать за пару дней, а тем более месяцев. У нас ситуация, по сути, аналогичная.
Первые сигналы мы почувствовали где-то в начале сентября, когда сейсмологией стали активно фиксироваться процессы, связанные с разрушениями именно на этом участке. Нам удалось достаточно точно локализовать эти места. Одновременно пытались определить, существует течь или нет. Но через горные выработки к этому участку проникнуть было невозможно, так как в свое время все пустоты в его пределах были полностью заложены. Очевидно, что вода пошла в рудник не одномоментно, а просачивалась постепенно. Уже в руднике вода перемешивалась с закладочными рассолами, поэтому химический анализ на минерализацию долго не давал никаких негативных данных — минерализация была в пределах допустимой нормы.
— Александр Абрамович, на ваш взгляд, что можно представить в качестве самого негативного сценария?
— Предположим, что природа не будет к нам благосклонна, и приток пресной воды в рудник будет стабильно высоким. Это приведет к затоплению рудника. Хотя пока нет оснований говорить об этом со 100проц-ной уверенностью.
Но давайте посчитаем: сейчас водоприток составляет 500 кубометров в час. Это примерно 10 тысяч кубов в сутки. Пусть свободное выработанное пространство рудника — около 40 млн кубов. Получается, что для заполнения этого объема при нынешнем водопритоке потребуется 4 тысячи суток. Это почти 10 лет.
Вообще, необходимо понимать, что статистика, к сожалению, не в пользу спасения калийных рудников и соляных шахт. Если вода есть, спасти рудники не удается.
— Какая сейчас система мониторинга развернута в месте возникновения провала?
— Конечно, было бы идеально, если бы один вид контроля давал бы ответы на все вопросы. Более-менее полную картину мы можем выстроить только в комплексе всех видов мониторинга. Что-то дает геофизика, что-то газогеохимия, сейсмология, что-то показывает гидрогеологический мониторинг.
Например, геофизический мониторинг позволяет нам определять ослабленные зоны в породном массиве по изменению параметров физических полей, в частности, при сейсморазведке, параметров упругих волн. Здесь можно провести аналогию с компьютерной томографией — сейчас мы выстраиваем модель того, что происходит внутри и вокруг провала на разных глубинах.
Ведется газогеохимический мониторинг состояния припочвенного слоя. Дело в том, что одним из косвенных признаков процесса растворения солей пресной водой является выделение метана. Этот метод позволяет говорить о том, насколько активно идет растворение. Пока динамика свидетельствует о том, что процессы растворения пресной водой продолжаются.
Сейчас, я считаю, задача номер один — развернуть полномасштабный гидрогеологический мониторинг. На данный момент у нас наблюдательными скважинами охвачен только первый сверху водоносный горизонт. Но на данном участке есть еще второй водоносный горизонт. Для наблюдения за его состоянием сейчас бурятся гидронаблюдательные скважины. Плюс необходимо пробурить скважину еще и до соляно-мергельной толщи. Там тоже есть вода. Для прогнозирования за развитием ситуации нам необходимо четко понимать, с какого горизонта у нас идет подсос пресных вод.
— По поводу сейсмологического мониторинга. Я слышал, что там дополнительные датчики установлены, американские. Какие данные анализируются, как этот вид мониторинга позволяет прогнозировать дальнейший ход ситуации?
— Имея систему сейсмостанций, мы можем определять эпицентры разрушений в горном массиве. Датчики очень чувствительные. Если их частоты перенастроить, то можно будет «услышать» землетрясение где-нибудь, к примеру, на Филиппинах.
Используемый здесь интервал частот позволяет идентифицировать разрушения пород по глубине. Первый уровень — коренных пород (примерно в интервале горных выработок), второй — осыпание бортов, обрушение верхней части разреза провала.
Для пространственного прогноза развития провала ничего другого в мире не существует.
— Судя по этим данным, как считаете, провал будет расширяться?
— Провал будет развиваться. Существует прямая связь между водопритоком и размерами провала. Если водоприток будет маленьким, меньше будет скорость развития провала. Если приток пресных вод увеличится, более интенсивно будет идти развитие провала.
— С точки зрения науки, стоит ли паниковать жителям Соликамска?
— Для жилого сектора, городской инфраструктуры и промышленной застройки мы не видим предпосылок к образованию новых провалов или даже каких-то существенных деформаций земной поверхности. Гипсометрия самого рудника такова, что при самом негативном сценарии развития событий, а под ним мы понимаем полное затопление рудника — вначале будет затапливаться восточная часть шахтного поля, затем через северную часть начнется переток в западную часть. А чем больший путь будут проходить рассолы, тем более насыщенными они будут становится. В свою очередь, насыщенный рассол не приводит к растворению шахтных целиков, соответственно, деформации будут минимальными и сильно растянутыми по времени. Следовательно, даже самый наихудший сценарий развития ситуации будет растянут по времени и не приведет к оседаниям ни под жилой, ни под промышленной застройкой. Второй фактор, который выгодно отличает Соликамск от Березников, это то, что на втором Соликамском не отрабатывался карналлит, который очень восприимчив к растворению. Это значит, что в Соликамске (опять же при наихудшем варианте) вода не будет формировать новых пустот. Таким образом, не предвидится оседаний земной поверхности, которые мы имеем, к примеру, в Березниках.
В-третьих, шахтное поле СКРУ-2 находится к югу от Соликамска. Над ним нет массовой жилой застройки.
Все эти факторы позволяют с уверенностью заявить, что непосредственно для жителей Соликамска проникновение рассолов в рудник СКРУ-2 никаким образом не угрожает.
Источник: Березниковский рабочий