Оценка воздействий на недра и возможных последствий при разработке месторождений полезных ископаемых

Оценка воздействий на недра и возможных последствий при разработке месторождений полезных ископаемых

Просмотров: 5264

Е.И.Панфилов, проф., д.т.н., главный научный сотрудник ИПКОН РАН 
 
Неуклонный рост численности населения на планете обуславливает увеличение потребления природных ресурсов, среди которых ведущая роль принадлежит минерально-сырьевым. Россия обладает значительными запасами полезных ископаемых, за счет добычи которых формируется более половины доходной части государственного бюджета. Планируемое ее сокращение за счет интенсивного инновационного развития других отраслей промышленности в ближайшие 10-15 лет не приведет к снижению масштабов и темпов освоения минерально-сырьевой базы страны. При этом добыча твердых полезных ископаемых сопровождается извлечением из недр миллионов тонн горной массы, размещаемой в виде вскрышных пород и отходов на поверхности Земли, что влечет за собой крайне негативные последствия не только для окружающей среды и человека, но и для самих недр. 
 
Оценка воздействий на недра зачастую отождествляется или смешивается с последствиями этих воздействий на окружающую среду, включая инфраструктуру и человека, особенно при определении возникающих и наносимых им ущербов. В действительности, эти процессы имеют существенные различия, хотя и тесно взаимосвязаны. Например, опускание поверхности на калийном месторождении в Березняках, приведшее к значительному экологическому, экономическому и социальному ущербам региону и стране явилось следствием ущерба, нанесенного техногене-зом геологической среде, т.е. имеем дело с различными, по сути, явлениями. Поскольку они могут оказать, и уже оказывают, существенное влияние на всю нашу жизнедеятельность, возникает необходимость более углубленного и всестороннего изучения, определения и оценки происходящих процессов. В работе не рассматриваются воздействия на недра, обусловленные стихийными явлениями, катастрофами и другими негативными природными явлениями, причастность к которым человеческой деятельности не доказана. 
 
Для однозначного взаимного (автора и читателя) восприятия и понимания изучаемой проблемы введем определения и понятия, призванные, в нашем представлении, более полно и точно отразить основные исходные постулированные положения. 
 
Первое понятие касается последствий, возникающих в результате техногенных воздействий на геологическую среду, которую с некоторой долей условности допустимо отождествить с понятием «недра». Сами возникающие последствия обозначим термином «геологический ущерб», т.е. ущерб, наносимый геологической среде (ГС) деятельностью человека. 
 
Другое понятие включает совокупность последствий, обусловленных реакцией ГС (недр) на воздействия техногенеза, поэтому их можно назвать «геотехногенными последствиями». Если они имеют негативный характер, что, как правило, и происходит на практике, то их правомерно считать «геотехногенным ущербом». Его составными частями являются экологические, экономические, социальные и иные последствия, оказывающие отрицательное влияние на жизнедеятельность человека и среду его обитания, в т.ч. природную. 
 
К наиболее востребованной сфере горнопромышленной деятельности относится разработка месторождений, главной целью которой является изъятие из недр полезной для общества части вещества недр - минеральных образований. В этом случае недрам наносится геологический ущерб (ГУ), 
возникающий на различных стадиях и этапах разработки месторождений полезных ископаемых. 
 
При этом возможные воздействия на ГС, используя основные положения системы ОВОС, можно подразделить на 4 группы по объективному классификационному признаку, отражающему характер (отличительное свойство, особенность) производимого воздействия на недра: 
 
I группа. Отделение (изъятие) вещества недр, ведущее к уменьшению его количества. 
 
II группа. Преобразование или нарушение геологической среды. Оно может проявляться в виде создания подземных полостей, карьеров, котлованов, выемок, траншей, углублений; перераспределения полей напряжений в горном массиве в зоне ведения горных разработок; нарушения циркулирующих в недрах водоносных, газовых, флюидных, энергетических и иных потоков; изменения горногеологических, структурных характеристик и свойств геологической среды, вмещающей минеральные образования; изменения ландшафта территории, занятой под геологическими и горными отводами, и т.д. 
 
III группа. Загрязнение геологической среды (геомеханическое, гидрогеологическое, геохимическое, радиационное, геотермическое, геобактериологическое). 
 
IVгруппа. Комплексное (синэнергетическое) воздействие на недра, проявляющееся при различном сочетании воздействий трех вышеприведенных групп. 
 
В соответствии с существующей практикой эксплуатации месторождений полезных ископаемых возможные воздействия на ГС рассматриваем по трем основным стадиям: 
 
1 стадия - Изучение геологической среды, в т.ч. их составной части - минеральных образований (месторождений полезных ископаемых). 
 
2 стадия - Освоение (эксплуатация) месторождений полезных ископаемых. 
 
3 стадия - Завершение освоения (разработки) месторождений полезных ископаемых - ликвидация (консервация) горнодобывающих объектов. 
 
На стадии изучения недр, проводимых с целью обнаружения (поиска) минеральных образований, воздействия на геологическую среду, с некоторой долей условности, можно разделить по объективному признаку - степени физической целостности ГС - на две группы: воздействия без существенного нарушения целостности ГС (1-я группа) и воздействия с нарушением целостности и свойств ГС.

К 1-й группе воздействий можно отнести поисковые и сей-сморазведочные работы, которые практически не влияют на состояние горного массива. 
 
2-я группа воздействий обусловлена геолого-разведочными работами (ГРР), осуществляемыми с помощью скважин, горных выработок и иных работ, ведущих к изменению физической целостности ГС. В этом случае возможны все 4 вышеуказанных вида воздействий на ГС - изъятие вещества недр (при проходке геологоразведочных выработок и в меньшей степени - при выбуривании скважин); нарушение геологической среды (при проходке горных выработок с использованием взрывчатых веществ); загрязнение (имеет место лишь в отдельных случаях - при бурении нефтяных, газовых и иных разведочных скважин, при пересечении подземных термальных, минерализованных вод) и комплексное воздействие (встречается редко - например, при пересечении геологоразведочной выработкой минерализованного водного, газоносного горизонтов, флюидных потоков). 
 
Таким образом, можно констатировать, что на стадии изучения недр воздействия на ГС проявляются незначительно, главным образом при разведке и доразведке месторождений полезных ископаемых, производимых с использованием горных выработок и, частично, при бурении разведочных скважин на жидкие и газообразные углеводороды. 
 
На стадии освоения разведанного месторождения полезного ископаемого определяющую роль в воздействиях на ГС играет применяемый способ (технология) его разработки, точнее метод (техническое средство) изъятия из геологической среды ее части - минерального образования, который принимается в качестве главного классификационного признака систематизации возможных воздействий. 
 
В соответствии с этим признаком воздействия подразделяются на четыре группы: 
 
1 группа - Механический способ. Характерен при добыче преимущественно твердых полезных ископаемых и осуществляется известными техническими средствами (угольные комбайны, драги, отбойные молотки, пилы, экскаваторы-мех-лопаты и драглайны, и т.д.). 
 
2 группа - Взрывной способ. Наиболее типичен для разработки твердых полезных ископаемых в случае наличия пород, не поддающихся механическому воздействию. 
 
3 группа - Гидродинамический способ, когда в качестве технического средства отделения полезного ископаемого от массива используются гидромониторы. 
 
4 группа - Скважинная геотехнология в различных ее модификациях. Это основной способ извлечения из недр жидких, газообразных полезных ископаемых, их смесей. Он включает также методы подземного выщелачивания, получающие все более широкое применение. 
 
В каждой из названных групп выделяются подгруппы, классы, виды, подвиды и другие более мелкие подразделения. 
 
Анализируя указанные методы изъятия из ГС минеральных образований с позиции определения возможных воздействий, следует отметить, что помимо главной цели, ради которой они созданы и постоянно совершенствуются, т.е. добычи полезного ископаемого, этим способам присущи все другие виды воздействий, проявляющиеся в разных масштабах, мощности и интенсивности. Они имеют свои специфические особенности, в соответствии с которыми целесообразно осуществлять дифференциацию групп. 
 
На завершающей стадии разработки месторождения, т.е. при ликвидации или консервации горнодобывающего пред- 
приятия, когда процесс добычи (изъятия из недр) полезного ископаемого закончен, прямых, непосредственных воздействий на ГС не происходит, однако в этот период более активно и широко могут проявиться последствия предыдущих стадий освоения месторождения, причем, не сразу, а по истечении времени - порой значительному (месяцы, годы). 
 
Количественное определение и оценка воздействий тех-ногенеза на геологическую среду, следовательно геологического ущерба, представляет весьма сложную, в большинстве случаев трудно и порой просто неразрешимую задачу. Одна из основных причин заключается в том, что до настоящего времени не выработано единого подхода к критериям оценки техногенных воздействий на ГС, точнее к критериям восприятия геологической средой наших воздействий. 
 
Например, если из недр изъято минеральное образование, то его количество определить просто, однако установить в количественном выражении последствия такого изъятия очень трудно, т.к. достоверно представить, как поведет себя ГС иногда возможно, но в данный момент, на данном локальном участке, при достоверно установленных исходных показателях. Однако спрогнозировать реакцию ГС на длительный период и пространственно масштабно имеющимися методами и средствами практически невозможно. 
 
Задача становится еще более сложной, когда мы имеем дело с нарушением естественных процессов, происходящих в недрах, например, при пересечении горными выработками водоносных или флюидных потоков. Так, в результате проведенных с 1974 по 1987 годах ядерных взрывов в Лено-Тун-гусской и Хатангско-Вилюйской провинциях на глубинах от 100 до 1560 м в донных отложениях рек, в почве, растениях и в животных обнаружены плутоний, цезий, стронций (в дозах, превышающих нормативы в десятки и сотни раз (!)) [1]. 
 
Или в результате ликвидации шахт в Подмосковном угольном бассейне произошло обводнение и заболачивание некоторых территорий. Еще один пример. На планете по оценкам разных специалистов на сегодняшний день имело место порядка 70 землетрясений с силой более 5 баллов по шкале Рихтера, инициированных деятельностью человека в недрах. Приведенные примеры подтверждают наш тезис о том, что в настоящее время не только оценить, но и количественно определить геологический ущерб, т.е. ущерб, наносимый недрам человеческой деятельностью практически невозможно. Такое утверждение объясняется не столько сложностью выявления причинно-следственных взаимосвязей между тех-ногенезом и недрами, сколько наличием огромных воздействий на планету Земля окружающей ее космической среды. Однако, последствия геологического ущерба, имеющие негативный характер, т.е. «геотехногенный ущерб» предвидеть, 
определить и оценить - вполне разрешимая задача. 
 
При этом «геотехногенный ущерб» может быть подразделен на следующие классы: 
 
I. Природно-экологический. 
 
II. Экономический. 
 
III. Социальный.

Природно-экологический ущерб

 
Условно данный класс можно разделить на три группы: Группа 1. Ущерб, обусловленный в сравнении с установленными граничными параметрами (нормативами) неполнотой изъятия (извлечения) полезного ископаемого из недр, приводящий к сокращению запасов месторождения (невоз-обновимого георесурса), к преждевременной (в сравнении с проектом) ликвидации, в лучшем случае, консервации горного производства, необходимости изыскания новых источников пополнения минерально-сырьевой базы со всеми другими негативными последствиями. 
 
Деление группы на виды и т.д. возможно осуществить, используя классификационный признак - конкретный источник (причина) допущенного ущерба. В числе таких причин: 
 
- представленная для лицензирования недостаточная полнота, достоверность и надежность горно-геологической информации о запасах полезных ископаемых, количественных и качественных характеристиках и свойствах участков недр и минеральных образований. Несвоевременное ее получение и предоставление, в т.ч. при пересчете запасов; 
 
- отсутствие оперативного (экспрессного) и постоянного (на стационарных устройствах и установках) количественного и качественного учета и контроля извлекаемых (в т.ч. отправляемых на склады и в отвалы), а также оставляемых в недрах запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и содержащихся в них полезных компонентов; 
 
- превышение (в сравнении с установленными нормативами) объема извлекаемых запасов полезных ископаемых из лучших по качеству или условиям эксплуатации выемочных участков и времени их выемки; 
 
- нарушение установленных схем, порядка, операций и сроков разработки отдельных выемочных участков месторождений; 
 
- необоснованное изменение технологий и технологических схем разработки месторождений и их участков, предусматривающее снижение показателей полноты и качества извлечения из недр основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых при добыче и попутных компонентов при первичной переработке (обогащении); 
 
- нарушение установленных проектом или нормативно-правовыми актами схем, порядка и своевременности консервации и ликвидации горного предприятия и связанного с ним горного имущества; 
 
- самовольная застройка площадей залегания полезных ископаемых и/или несоблюдение принятого порядка и сроков использования этих площадей в других целях; 
 
- размещение и накопление промышленных и других отходов на площадях водосбора и в местах залегания подземных вод, используемых для питьевого и промышленного водоснабжения; 
 
- отсутствие узаконенных соглашений или несогласованность действий недропользователей, осуществляющих эксплуатацию месторождений на одних и тех же или сопряженных лицензионных участках недр. 
 
Группа 2. Ущерб, наносимый окружающей природной среде, связанный с преобразованием (нарушением) части земной поверхности, горного или геологического отводов, ландшафта и находящихся на этой территории природных ресурсов, которые могут оказаться непригодными для использования, уничтоженными либо нарушенными. При выделении видов в группе целесообразно использовать в качестве основного признака - экосистемы, входящие в состав залицензированного участка недр. Группа 3. Ущерб окружающей природной среде и человеку, обусловленный загрязняющими веществами (ущерб загрязнения), образующимися при освоении и использовании полезных ископаемых и поступающими в атмосферу, водные объекты, почву, флору, фауну, т.е. воздействующих на био, фито и зооценоз. Выделение видов (подвидов) ущербов этой группы зависит от климатически-географических особенностей отдельных регионов и характера воздействий, образующихся при недропользовании. В общем случае можно воспользоваться критериями и показателями ОВОС (сейчас это IS019011). 
 
Группа 4. Совокупный (синергетический) ущерб природной среде и человеку. Он представляет собой сочетание вышеприведенных трех групп, исходя из конкретных условий эксплуатации отдельно взятого месторождения или совокупности родственных по горногеологическим и технологическим условиям разработки участков месторождений. 
 
В качестве возможного и конкретного методического подхода по комплексной оценке природно-экологического ущерба, как составной части геотехногенного, целесообразно использовать методологию, предложенную д.т.н. В.И. Па-пичевым [2]. В ней автор рассматривает большинство видов природных ресурсов, которые могут подвергнуться техногенным воздействиям горного производства, исходя из степени прямого (непосредственно) и косвенного (опосредованного) изъятия природных ресурсов, и предлагает считать количественным показателем воздействия производства на каждый природный ресурс «... отклонения фактических значений количества ресурса от его исходных (естественных) значений, которые могут явиться результатом как непосредственного, так и опосредованного потребления ресурса». 
 
Разработанная В.И. Папичевым методика позволяет рассчитать нагрузку на основные компоненты природной среды за тот или иной временной интервал воздействия, в т.ч. нагрузку на недра. В частности, предложено выражение для расчета нагрузки на основные компоненты природной среды [2]:

 Выполненными расчетами на конкретных примерах автор доказал возможность и целесообразность использования предложенной им методологии [2].

Экономический ущерб

 
Экономический ущерб складывается в основном из убытков и упущенной выгоды, в соответствии с которыми этот класс ущербов подразделяется на 2 группы: Группа 1. Убытки. 
 
Видами убытков могут быть: 
- дополнительные расходы, вызванные недостаточной или недостоверной горно-геологической информацией о лицензируемом месторождении или его части (свойствах, характеристиках и т.д.); 
 
- сверхнормативные потери запасов полезных ископаемых, в т.ч. списанных или переведенных в категорию забалансовых (нерентабельных) запасов, сформировавшихся из-за нерациональной выборочной выемки лучших по качеству или условиям эксплуатации участков месторождений; 
 
- утрата или повреждение горного имущества; 
 
- непредвиденные расходы, связанные с необходимостью сохранения нарушенной горными работами геологической среды в состоянии, пригодном для дальнейшего использования; 
 
- расходы средств и ресурсов, необходимых для устранения экологического ущерба во всех его проявлениях. 
 
Группа 2. Упущенная выгода (недополученные доходы). 
 
Упущенная выгода рассматриваются с 2-х позиций: государства, как собственника недр, и недропользователя, причем, как правило, эти позиции не совпадают, т.е. недополученная выгода государством может оцениваться как необоснованное обогащение недропользователей, что, например, имеет место при нерациональной выборочной выемке запасов, а также когда государство предоставило недропользователю недостаточно полную и качественную геологическую информацию о выставленном на тендер месторождении или его части. Следовательно, группа может быть представлена двумя видами ущерба: государства и недропользователя.

Социальный ущерб

 
Источники социального ущерба от недропользования при наличии государственных, частных и смешанных горнодобывающих компаний имеют различную природу происхождения. Сам ущерб определяется в основном четырьмя вышеприведенными классами техногенного ущерба, поэтому выделение в отдельный класс условное. 
 
Основным признаком его дифференциации целесообразно считать состояние здоровья человека, учитывая моральную составляющую. Деление социального ущерба на группы, виды и более мелкие сегменты представляет достаточно сложную, многофакторную проблему, решение которой является предметом специального исследования. В первом приближении дифференциация класса «социальный ущерб» может быть выполнена на базе основных факторов, влияющих на физиолого-психическое состояние человека, его групп, общностей. Например, можно выделить группы, характеризующиеся: качеством окружающей природной среды (Кузбасс, Курская магнитная аномалия, Урал и другие горные провинции, районы и промышленные узлы), инфраструктурой, подразумевая под ней транспорт, связь (районы Крайнего Севера, Дальнего Востока, других малообжитых территорий), социально-бытовыми, национальными, культурными и иными условиями проживания, концентрацией населения, другими значимыми факторами. 
 
Сложность выделения социального ущерба от недропользования объясняется тем обстоятельством, что не всегда и не везде горное производство является главным в местах проживания людей. Трудность оценок значительно возрастает в районах с развитой промышленностью, инфраструктурой, где добыча полезных ископаемых не играет ведущую роль в социально-экономическом развитии, либо когда социально-экономическое значение минерально-сырьевого комплекса сопоставимо с другими производствами, функционирующими на рассматриваемой территории или выделенной экосистеме. Поэтому установление и оценка социального ущерба от недропользования должны производиться отдельно в каждом конкретном случае на основе глубоких исследований. Это положение справедливо и для общей (суммарной) оценки возникающих ущербов, как по отдельным объектам горнодобывающей промышленности, так и по регионам и различным административным образованиям. 
 
В качестве примера, иллюстрирующего конкретный подход к определению и оценке ущербов при недропользовании можно привести Республику Татарстан, Министерство экологии и природных ресурсов которой утвердило «Порядок расчета ущерба при правонарушениях в области недропользования в республике Татарстан» (Приказ от 9 апреля 2002 г. №322). 
 
Согласно этому приказу общая сумма ущерба государству при нарушении законодательства в области недропользования складывается из следующих составляющих: 
 
- ущерб, причиненный недрам невосполнимой потерей запасов полезных ископаемых; 
 
- убыток бюджетов разных уровней вследствие невнесения налогов (платежей) за пользование недрами; 
 
- ущерб, причиненный земельным и растительным ресурсам в результате уничтожения (деградации) почвенного слоя и растительности на участке самовольного пользования недрами на прилегающей территории; 
 
- затраты на проведение работ по оценке размеров вреда недрам и вредного воздействия на окружающую природную среду (в том числе, исчислению убытков и оформлению соответствующих документов). 
 
В вышеназванном документе приводится порядок определения ущерба при нарушении законодательства, дается оценка общей суммы ущерба с примерами расчета конкретной величины ущерба, причиненного недрам и бюджетам разных уровней, применительно к разработке общераспространенных полезных ископаемых. Так, например, ущерб, причиненный недрам (Ун) невосполнимой потерей запасов полезных ископаемых, определяется произведением количества добытого полезного ископаемого (V) на норматив стоимости полезного ископаемого (Nn), на стоимость единицы добытого полезного ископаемого (S) и на коэффициент достоверности запасов по категориям (D).

Нормативы стоимости полезного ископаемого, установленные в Республике Татарстан, представлены в таблице. 
 
Основные положения используемого в республике методического подхода могут быть учтены при освоении других видов полезных ископаемых. 
 
Суммарный геотехногенный ущерб оценивается в каждом конкретном случае по отдельным объектам, в нашем случае, месторождениям полезных ископаемых, изучаемым и осваиваемым как индивидуальными предпринимателями, так и юридическими лицами (их группой) в зависимости от зоны влияния разрабатываемого месторождения (его части) на окружающую среду, включая инфраструктуру и население. Определение зоны влияния представляет самостоятельную проблему исследований. При ее выполнении важно учитывать степень восприимчивости геологической и окружающей среды к возможным воздействиям. 
 
Познание источников и причин геологических и геотехногенных ущербов позволяет изыскивать рациональные мероприятия по их предупреждению или ликвидации негативных последствий, исходя из тезиса о том, что любой геологический ущерб вызывает геотехногенный ущерб, т.е. техногенное воздействие на ГС порождает одновременно как геологический, так и геотехногенный ущербы. Из этого тезиса следует вывод о том, что прежде чем определять, оценивать и разрабатывать какие-либо мероприятия, направленные на устранение геотехногенного ущерба, следует изучить, выявить источники и принять меры к недопущению геологического ущерба.

 
При этом важно, чтобы осуществляемые или предполагаемые мероприятия носили системный характер, означающий: 
 
- организацию специального государственного органа по контролю и надзору в сфере недропользования; 
 
- взаимосвязанность и взаимообусловленность любых проектов, программ, нормативно-правовых актов, планов и решений; 
 
- иерархическое ранжирование (по вертикали и горизонтали) по уровням их выполнения; 
 
- логически выстроенное и последовательное исполнение намеченных мероприятий с введением персональной ответственности, прежде всего представителей государственных органов исполнительной власти за своевременную реализацию этих мероприятий; 
 
- принятие единого узаконенного на уровне Федерации методического подхода к разработке и реализации методов, средств и мероприятий по контролю и надзору за рациональным недропользованием. 
 
В значительной степени, хотя и в декларативной форме, возможные мероприятия по недопущению или минимизации указанных ущербов изложены в Федеральном законе «О недрах» (гл. 23) и более конкретно в «Правилах охраны недр» ПБ-07-601-03.М. Однако, реальное и результативное использование даже этих, далеко не идеальных нормативных документов, серьезно и заметно сдерживается действующим контрольно-надзорным аппаратом государственного управления, функции которого «растащены» по различным министерствам, службам и агентствам, связанным с функционированием минерально-промышленного комплекса страны. 
 
Полагаем, что изложенные соображения, раскрывающие сущность техногенеза на недра при разработке месторождений полезных ископаемых, будут полезны специалистам, занимающимся проблемами рационального освоения георесурсов и сохранения недр. 
 
ЛИТЕРАТУРА: 
 
1. Панфилов Е.И. «Российское горное законодательство: состояние и пути его развития». М. Изд. ИПКОН РАН. 2004. c.35. 
 
2. Папичев В.И. Методология комплексной оценки техногенного воздействия горного производства на окружающую среду (автореферат докторской диссертации). М. Изд. ИПКОН РАН. 2004. c.41.