CC BY
76
------------------------------------------ © Т.Н. Елисафенко, 2004
УДК 622.014.3:502.76 Т.Н. Елисафенко
МЕТОДОЛОГИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ГОРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА В УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНАХ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Семинар № 13
П еализация государственной экологиче-
-* ской политики, ориентированной на принципы устойчивого развития страны и ее отдельных регионов, требует применения эффективной системы управления, в которой решения принимаются на основе достоверной информации о состоянии природных сред, источниках антропогенного воздействия на них, существующих и возможных последствиях этих воздействий.
Процесс получения этой информации до сих пор не имеет жесткого определения и разными авторами называется по разному: мониторингом природных сред, экологическим мониторингом, комплексным мониторингом природных ресурсов и загрязнения природных сред, применительно к горной промышленности - мониторингом месторождений твердых полезных ископаемых и горно-экологическим мониторингом.
Термин «экологический мониторинг» (ЭМ) мы используем в том его понимании, которое дано в “Положении о Единой государственной системе экологического мониторинга Российской Федерации (ЕГСЭМ)”, утвержденном Постановлением Правительства РФ №1229 24.11.93 г., т е. как «.. проводимые по определенной программе регулярные наблюдения за природными средами, природными ресурсами, растительным и животным миром, другими биологическими объектами, источниками антропогенного воздействия, которые позволяют выявить изменение состояния этих объектов, а также происходящие в них под влиянием антропогенной деятельности процессы». Другими словами, мониторинг представляет собой процесс изучения (инженерно-экологические исследования) техногенного преобразования окружающей природной
среды (ОПС) и формирование многоцелевой информационной системой.
Термин «горно-экологический мониторинг (ГЭМ)» вслед за многими исследователями мы понимаем, как экологический мониторинг на горнодобывающих предприятияхи в зоне их влияния.
Объектом и основой горного производства
- добычи угля, в частности, - являются недра
Земли, а наибольшему воздействию подвергается геологическая среда, которая и рассматривается как центральный объект ГЭМ. По «Временному положению о горно-
экологическом мониторинге, 1997 г.» (другого документа на сегодняшний день нет) ГЭМ является частью мониторинга геологической среды, входящей в свою очередь в систему ЭМ (в том числе, ЕГСЭМ).
Как видно из приведенных определений, для угольной промышленности горноэкологический мониторинг представляет собой экологический мониторинг на объектах добычи и переработки угля и в зоне их влияния. В этой связи рассмотрение ГЭМ как части мониторинга геологической среды, на наш взгляд, является несколько ограниченным и условным.
Из самого термина - горно-экологи-ческий
- следует, что ГЭМ объединяет два начала -горное (горно-геологическое) и экологическое. Объектами исследований и контроля являются горно-геологические и экологические условия отработки месторождений.
Горно-геологические условия описываются в рамках горнопромышленной геологии (как части горного недроведения), предмет изучения которой - геологические факторы и параметры, определяющие возможность, целесообразность и условия отработки запасов с точки зрения промышленного предприятия и челове-
ка, как основной производственной силы. Горно-геологические условия - исходные данные для разработки технологии добычи полезного ископаемого (Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли, 1997). Горно-
геологическое начало ГЭМ направлено на защиту предприятия от окружающей природной среды (ОПС), от вредных с точки зрения его функционирования природных факторов, процессов и явлений (морозы и тайфуны, оползание бортов и затопление разрезов, загазованность горных выработок, горные удары и много другое). Назначение ГЭМ в этом направлении - информационное обеспечение успешного и рентабельного функционирования предприятия, его промышленной безопасности.
Экологические условия - предмет горной экологии (как части горной системологии), цель которой - выявление и изучение экологических закономерностей преобразования недр, в основном формирования экологической опасности. Экологическое начало ГЭМ направлено на защиту окружающей среды от горного предприятия. Зачастую на практике эти два направления довольно сложно соединить.
В общем случае назначение ГЭМ в районах угледобычи - получение оперативной достоверной информации для управления горными работами, состоянием ОПС, обеспечении промышленной и экологической безопасности на территории угольных месторождений и шахтовых поселков. В конечном итоге это должно вести к безопасному ведению горных работ и охране недр, к снижению вредного влияния горных работ на ОПС. Именно в такой постановке и последовательности - сначала защита предприятия от ОПС, затем защита ОПС от горного производства - ГЭМ становится полезным недропользователям и от навязанной контролирующими органами и «зелеными» нудной, непонятной и недешовой процедуры превращается в конкретные, необходимые, срочные и экономически выгодные исследования.
Организацией и ведением комплексного ЭМ на угольных месторождениях Дальнего Востока автор занимается уже более 12 лет. Наибольший опыт накоплен на строящемся крупном и высокообводненном угольном разрезе «Ерковецком» в Амурской области. По сути, на этом объекте создан опытнометодический полигон ЭМ угольного разреза, опыт работы на котором используется для раз-
работки программ и методик для других объектов. Опыт показал, что реально ГЭМ начинается только тогда, когда предприятие «дозреет» до его ведения, т.е. столкнется с проблемой, для решения которой срочно понадобится дополнительная информация по горногеологическим или экологическим условиям эксплуатации.
На Ерковецком разрезе такой проблемой с самого начала строительства (1987 г.) стали значительные притоки подземных вод, в несколько раз превышающие прогнозные по геологоразведочным данным. Для решения проблемы пришлось срочно проводить доизучение гидрогеологических условий, оборудовать наблюдательные скважины, гидрохимические и гидрологические посты, проводить опытноэксплуатационные водопонижения, создавать математические геофильтрационные модели. К 1991 г. - сдаче разреза в эксплуатацию - в зоне влияния разреза радиусом более 10-15 км было оценено фактическое состояние ОПС, создана наблюдательная сеть, разработаны гидродинамические прогнозы. В последующие годы возникали новые проблемы: огромные платежи за загрязнение ОПС, возможное загрязнение речных вод, ущерб речному стоку, потери карьерных вод при водоотведении, оползни бортов разреза и т.п. Данные наблюдений, которые проводились по программе ЭМ, позволили выявить антропогенный фон качества природных вод и почв в районе разреза (и доказать его контролирующим органам), уточнить инструментальными замерами количество откачиваемой воды, что привело к уменьшению платежей в несколько раз. Решаются и другие проблемы.
С 1997 г. в ОАО “ДальвостНИИпроект-уголь” с участием специалистов треста “Даль-востуглеразведка” и ТОО Карбон" разрабатываются прогнозы экологических последствий закрытия нерентабельных угледобывающих предприятий, мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду, программы и рабочие проекты организации ГЭМ при закрытии шахт и разрезов. К 2002 г. выполнены рабочие проекты ГЭМ последствий ликвидации по 15 шахтам, проекты прошли все необходимые экспертизы и согласования и утверждены ГУРШ при Минэнерго. По ним ведется финансирование и выполнение работ по ГЭМ.
На основании выполненных исследований и полученных результатов разработаны основные положения организации ГЭМ в угледобы-
вающих регионах Дальнего Востока, которые заключаются в следующем.
I. ЭМ должен быть основан на следующих принципах (Системный проект., 1994 г.).
- Состав и содержание работ, проводимых в рамках ЕГСЭМ, и требования к ним определяются конкретной задачей, а получаемая информация предназначена для использования конкретными исполнителями.
- ЭМ предусматривает получение информации о состоянии ОС как в повседневных условиях, так и в условиях чрезвычайных ситуаций (аварий) с неблагоприятными или катастрофическими экологическими последствиями. При этом оперативность получения информации, ее обобщения и представления потребителю должна отвечать требованиям указанных условий.
- Все работы, связанные с экологическим мониторингом, должны проводиться в ЕГСЭМ по прошедшим метрологическую экспертизу рабочих программам, определяющим состав, конкретных исполнителей, сроки и порядок исполнения работ, требования к используемым аппаратурно-техническим средствам, методическому, метрологическому и другим видам обеспечения выполняемых работ, правила, процедуры и алгоритмы получения конечных результатов.
- ЭМ имеет комплексный и динамичный характер, что предусматривает вовлечение в сферу наблюдений новых видов и типов загрязнения ОС и воздействий не нее, расширение круга задач, решаемых при оценке и прогнозе состояния ОС, расширения географии ЭМ за счет вовлечения в его сферу новых территорий и источников загрязнения.
- Важнейшим инструментом оценки качества и количества информации становится моделирование. Модель - ядро информа-ционного процесса.
II. Структура системы ЭМ, методика и объемы работ по организации и ведению ЭМ определяются:
• проблемами, обусловленными текущим состоянием окружающей среды и ожидаемыми изменениями его в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации шахт и разрезов;
• первоочередными задачами, вытекающими из проблем и современного состояния;
• нормативными документами, регламентирующими решение этих задач;
• условиями производства работ.
Современное состояние ОС на эксплуатируемых угольных месторождениях Дальнего
Востока характеризуется различной степенью напряженности, которая зависит в основном от способов и условий эксплуатации, в частности: от способа отработки, от стадии разработки месторождения, от производительности предприятия, от степени освоения территории.
По экологическим проблемам и условиям организации мониторинга месторождения можно сгруппировать следующим образом:
1 группа. Месторождения каменного и бурого угля, расположенные в северной части Дальнего Востока в условиях сурового климата, мощной низкотемпературной толщи многолетнемерзлых пород. Глубина отработки обычно меньше мощности многолетней мерзлоты, водопритоки подмерзлотных вод отсутствуют или невелики. Основные проблемы возникают в связи с разрушением ландшафтов и значительными пылевыбросами в атмосферу, а также устойчивостью и температурным режимом бортов и сбросами загрязненных вод в рыбохозяйственные водоемы. К этой группы относятся месторождения Ленского, Зырянского, Ар-кагалинского, Омсукчанского бассейнов.
2 группа. Месторождения каменного угля, расположенные также в условиях сурового климата, но с толщей высокотемпературных многолетнемерзлых пород. Добыча угля ведется как в толще многолетнемерзлых пород, так и значительно ниже ее в обводненной под-мерзлотной зоне. Основные проблемы возникают в связи со значительной обводненностью разрезов и шахт, защитой горных выработок от воды и наледей, разрушением ландшафтов, значительными пылевыбросами в атмосферу, устойчивостью и температурным режимом бортов, загрязнением поверхностных и подземных вод, истощением подземных вод и источников водоснабжения. К этой группе относятся месторождения Южно-Якутского и Бу-реинского бассейнов, Огоджинское, Эльгин-ское, Чульмаканское месторождения.
Месторождения 1 и 2 групп располагаются на территориях с небольшой антропогенной нагрузкой и чрезвычайно слабым земледелием, что позволяет применять самые простые природоохранные мероприятия или вообще обходиться без них.
3 группа. Месторождения бурого угля, расположенные в зоне сезонного промерзания грунтов в южных районах Дальнего Востока в условиях муссонного климата, отрабатываемые открытым способом. По степени обводненности и освоения месторождения выделяются 3
подгруппы: высокообводненные месторождения, на которых строятся и эксплуатируются крупные разрезы, среднеобводненные месторождения со строящимися и действующими разрезами, низкобоводненные месторождения, находящиеся в заключительной стадии эксплуатации. К первой подгруппе этой группы относятся Ерковецкое, Архаро-Богучанское, Павловское месторождения. Горные предприятия на них еще строятся или расширяются. Ко второй подгруппе относятся Бикинское и Солнцевское месторождения о. Сахалин. К третьей подгруппе относятся месторождения со сложными горно-геологическими условиями, в результате чего рентабельные запасы угля в основном исчерпаны, а угледобывающие предприятия ликвидируются из-за невозможности применения высоких технологий и соответственно высокой себестоимости добычи их. Это Райчихинское, Шкотовское, Тавричанское, Артемовское месторождения.
В первой подгруппе основные экологические проблемы связаны с устойчивостью откосов, большими водопритоками, формированием обширных депрессионных воронок, значительным ущербом речному стоку, негативным влиянием на источники водоснабжения, а также изъятием из землепользования больших площадей плодородных пашень, необходимостью охраны редких и исчезающих видов животных: журавлей, фазанов, тигров, медведей, лисиц и т.п. Антропогенная нагрузка на территории этих месторождений - небольшая, за исключением сельскохозяйственного использования земейе. второй подгруппе наибольшее значение имеют проблемы, связанные с восстановлением земель, устойчивостью откосов, а также охраной животного и растительного мира. Степень антропогенной нагрузки значительно выше, чем на месторождениях других подгрупп и групп. Остро стоят вопросы социальной защиты и экологической безопасности населения, особенно в шахтовых городах и поселках, где угледобывающая деятельность являлась градообразующей, а в настоящее время прекращается.
В третьей подгруппе экологические проблемы связаны в большей степени с окончанием эксплуатации и необходимостью вести природовосстановительные работы, в частности большие объемы рекультивации земель, утилизации отходов, очистки водотоков и водоемов.
4 группа. Месторождения каменного угля, расположенные в южных районах Дальнего Востока, отрабатываемые подземным и открытым способом. К этой группе относятся Партизанский бассейн, Подгороденское и Липо-вецкое месторождения. Общая экологическая ситуация в районе шахтных полей на этих месторождениях характеризуется загрязненной взвешенными веществами и древесной пылью приземной атмосферой, загрязненными речными и подземными водами. Добыча угля ведется непосредственно под застроенными городскими территориями (особенно г. Партизанск) и сопровождается формированием обширных депрессионных воронок. Наибольшей опасности подвергаются экосистемы малых рек.
Конкретные первоочередные задачи ГЭМ на объектах угольной промышленности определяются целью мониторинга и экологическими проблемами в данном районе.
На Дальнем Востоке важные экологические проблемы состоят в следующем.
Значительные площади угольных месторождений в течение 100 лет застраивалась без должного учета подработки поверхности горными выработками и санитарно-защитных зон поселков и промышленных предприятий. В результате в настоящее время требуется проведение сложных и дорогостоящих мероприятий инженерной защиты от опасных геологических явлений (образования провалов, выхода шахтных газов, горения отвалов и т.п.) вплоть до отселения людей;
В шахтовых городах и поселках сложилась крайне неблагоприятная социально-
экологическая обстановка. В гг. Артеме и Партизанске степень экологического напряжения достигла критической отметки. Больше всего на здоровье населения влияет состояние атмосферы, почвы, питьевой воды. Дальний Восток испытывает острый дефицит воды питьевого качества. В то же время некоторые крупные водозаборы находятся в зоне влияния действующих или проектируемых угледобывающих предприятий. Зачастую приходится выбирать: уголь или вода.
При проектировании и эксплуатации шахт и разрезов недостаточно внимания уделяется защите малых рек, попадающих в зоны влияния горных работ, определению ущерба речному стоку, рыбным ресурсам, растительному и животному миру.
Цели и задачи экологического мониторинга на территории угледобывающих регионов на разных стадиях строительства______________________________________________________________________________________________
Стадия строительства Цель экологического мониторинга Наименование угледобывающего предприятия
Открытые горные работы (разрезы) Подземные горные работы (шахты)
Начало (проектирование и первая очередь) ОВОС, разработка природоохранных мероприятий Антропогенная нагрузка - низкая, горные отводы не застроены, охраняемые объекты в зоне влияния отсутствуют или их мало
Ерковецкий Буреинский Нежинский Хурмулинский Правобережный Новопрокровский Северный Ургал Белопадинская Чульмаканская Адамса
Интенсивная эксплуатация Контроль соответствия нагрузки нормам (послепроектный экологический анализ), расчет платежей, контроль за рекультивацией, оптимизация природоохранных работ Антропогенная нагрузка - высокая, горные отводы застроены, в зоне влияния имеются охраняемые объекты
Райчихинские Богучанский Лучегорский Кангаласский Кадыкчанский Нерюнгринский Павловский Ушумунский Ургальская Анадырская Беринговская Центральная
Ликвидация предприятий и восстановление территорий Ликвидация негативных последствий, контроль за рекультивацией и ликвидацией последствий, разработка природоохранных и природовосстановительных мероприятий Антропогенная нагрузка - высокая, горные отводы застроены, в зоне влияния имеются охраняемые объекты
Реттиховский Павловский-1 Сахалинские разрезы Кадыкчанская Омсукчанская Джебарики-Хая Сангарская Сахалинский бас. Партизанский бас. Тавричанское м-е Артемовское м-е Им. Артема Хасан Липовецкое м-е
Особую остроту экологические проблемы приобретают при освоении участков месторождений вблизи заповедников или лесов, в которых водятся леопарды, тигры, водяные черепахи и прочие редкие и охраняемые виды животного или растительного мира.
Ситуация в регионе осложняется начавшимся массовым и экологически бесконтрольным закрытием убыточных предприятий. Затопление шахт является зачастую не менее мощным фактором воздействия на окружающую среду, чем строительство и начало эксплуатации горнодобывающих предприятий. Последствия этого воздействия будут как положи-
тельными (уменьшение сбросов и выбросов, рекультивация поверхности), так и отрицательными.
III. Поскольку современную экологию принято делить на 3 ветви биоэкологию, геоэкологию и социальную экологию, постольку и ЭМ делится на биоэкологический мониторинг, геоэкологический мониторинг (мониторинг геологической среды) и социально - экологический мониторинг. Исходя из представлений о целостности природы на различных уровнях ее организации научное обоснование и проектирование общего мониторинга ОС -экологического мониторинга - необходимо
вести с учетом развития всех трех его направлений - геоэкологического, биоэкологического и социально- экологического. Исходя из теоретических предпосылок и результатов экологических работ, объектами мониторинга являются:
• геоэкологического: приземная атмосфера, земная поверхность, почва, недра, поверхностные и подземные воды, экзогенные процессы, геофизические поля ( радиоактивность, температура воздуха, природных вод и пород ), магнитные, электрические поля;
• биоэкологического: ландшафты, поверхностные воды, почва, флора, фауна;
• социально - экологического: инфраструктура, занятость населения и ее формы, демография, здоровье населения, санитарно гигиенически условия труда и жизни.
IV. Из трех блоков системы мониторинга в составе ЕГСЭМ - мониторинг источников воздействия; мониторинг воздействий на окружающую среду, связанный с контролем источника и мониторинг состояния окружающей среды, не связанный с определенным источником (мониторинг антропогенного фона) - наиболее важен для горного предприятия мониторинг источника воздействия.
Мониторинг источника воздействия - это вид наблюдений, связанный с определением или изучением воздействия определенного источника или вида деятельности (Положение о ЕГСЭМ).
Система мониторинга источника воздействия создается и эксплуатируется оператором источника (предприятием) за счет его средств, являясь технологическим элементом объекта.
Добыча угля затрагивает все элементы биосферы. К основным источникам воздействия на ОС относятся: на атмосферный воздух - взрывные работы, экскаваторные (горные) работы, технологические дороги, транспорт, машины и механизмы, котельные, ремонтные мастерские и другие производства, на водные объекты -
карьерные и сточные воды, скважинный и карьерный водоотлив, канавы, пруды - отстойники; на ландшафты - горные и строительные работы; на флору и фауну - буровзрывные и горные работы; на недра - горные работы, водоотливные установки.
Измерения в рамках мониторинга источника проводятся, как правило, на границах технологических барьеров, за пределами которых уже нет возможности влиять на поступление в ОС загрязняющих веществ или иных субстанций воздействия. Большинство технологических факторов, подлежащих учету, контролируется в пределах горного отвода. Транспортные, строительные, вспомогательные работы, инфраструктура - в пределах земельного отвода.
V. Решение поставленных задач достигается посредством организации системы наблюдений, обеспечивающих получение качественной и достоверной информации в необходимых объемах, анализа этой информации и принятия по результатам анализа соответствующих решений.
Организация ЭМ выполняется по этапам: I этап - оценка фактического состояния и загрязнения окружающей среды в районе угледобывающего предприятия (диагностика состояния), II этап - предварительный прогноз ожидаемых последствий (прогноз состояния) и разработка обоснования природоохранных мероприятий, III - создание наблюдательной сети и проведение измерений, IV - корректировка прогнозов и проектов природоохранных мероприятий.
Для проведения ЭМ необходимо построить особого рода инженерное сооружение - техническую систему экологического мониторинга, которая состоит из наблюдательных сетей, информационно-аналитического центра (ИАЦ) и служб мониторинга.
— Коротко об авторах ------------------------------------
Елисафенко Т.Н. - ОАО «ДальвостНИИпроектуголь, г. Владивосток.
