Ошибка при добыче или тектонический сдвиг? Что могло стать причиной подтопления рудника в Соликамске

Ситуация с подтоплением калийного рудника № 2 в Соликамске взволновала весь край и город. В социальных сетях пишут, будто рассолы начали поступать в шахту из-за ошибки при добыче, рудник скоро закроют, а город рискует покрыться провалами. Чтобы разобраться, справедливы ли эти опасения, и лучше понять, что именно происходит на предприятии, из-за чего это началось и чем грозит, мы пообщались с профессором, заведующим кафедрой гидрогеологии, инженерной экологии и геоэкологии Уральского государственного горного университета Сергеем Николаевичем Тагильцевым.

— В шахту СКРУ-2 в Соликамске поступает вода. Нормально ли это, и откуда она взялась?

— Вода — это кровь земли. Она существует везде. В природе водоносные слои или горизонты переслаиваются с водоупорами — слабопроницаемыми породами. Под влиянием тектонических процессов, естественных движения земной коры в этих водоупорах могут возникать трещины, из-за чего возникает гидравлическая связь между горизонтами, т. е. водоупор даёт «течь». Соликамск находится на территории, сравнительно богатой на тектонические события. Они не несут разрушительной силы, но вызывают движения и деформации в массивах горных пород. Например, таким событием было землетрясение 1995 года. Оно также могло оказать свое влияние и отчасти стать причиной притока воды в шахту.

Разработка недр делает движения в земной коре более активными, а породу — более проницаемой для воды. То есть в Соликамске поступлению воды в шахту могут способствовать сразу и естественные, и техногенные процессы. Но наличие воды в шахте — это данность для всех рудников. Она поступает и туда, где добывают уголь, железную руду, медь. Объемы притока разные — от минимальных, когда под землей образуются небольшие лужицы, до очень значительных, когда рудник оказывается под угрозой затопления.

— Могла ли течь возникнуть из-за ошибки маркшейдеров, неверно определивших место, в котором можно вести работы? Или, например, комбайнера, который случайно вырубил больший участок породы, чем нужно?

— Теоретически такое возможно, потому что у сотрудников предприятий мог возникнуть соблазн добыть как можно больше полезного ископаемого. Но оснований утверждать, что именно это произошло на СКРУ-2, сейчас нет. К тому же такие нарушения проектных решений должен был отслеживать горный надзор.

Здесь могло сыграть роль еще одно важное обстоятельство. До недавних пор прочность целиков — участков невыработанной породы, оставленных, чтобы держать на себе своды горных выработок и все то, что находится над ним, — в шахтах по добыче соли во всем мире рассчитывали не совсем верно. Раньше не полностью учитывалось, что соль — это пластичный, а не хрупкий и прочный материал. Проще говоря, предприятия и ученые считали, что прочность целиков выше, чем она есть на самом деле. Также на несущей способности целиков могли сказаться те самые движения земной коры.

— Судя по документам, на СКРУ-2 в Соликамске поступает тысяча кубометров воды в час. Много это или мало?

— Для рудника, где добывают железную руду или медь, — не очень много. Имея такие объемы притока, рудники спокойно функционируют, испытывая лишь единственное неудобство — им необходимо откачивать воду из шахты, тратя деньги на электричество.

В случае с месторождениями калийной соли тысяча кубометров в час — это не так уж мало. Вода имеет свойство растворять соль, а значит, и целики. Растворение и ослабление целиков может приводить к обрушениям в шахте.

По моему мнению, тысяча кубометров в час для такого рудника, как СКРУ-2, это предаварийное значение. Но точный вывод о том, насколько серьезна ситуация в Соликамске, могут сделать только специалисты «Уралкалия» и пермского горного института УрО РАН, которые должны проводить мониторинг. Важно не только знать объем поступающей в шахту воды, но и то, сколько соли она вымывает. Для этого у воды, попадающей в рудник и откачанной на поверхность земли, определяется степень минерализации. Эти наблюдения необходимо проводить постоянно. Если степень минерализации большая и возрастает, значит вода приносит целикам значительный урон. Наиболее опасно положение, когда растет и минерализация, и объемы притока. Также нужно отслеживать проседание земной поверхности. Если в шахте есть проблемы — над ней будут деформации.

Я думаю, в Соликамске такие исследования проводили и проводятся, потому что вода начала поступать на рудник не вчера, это происходит уже на протяжении нескольких лет. Более того, третий рудник в Березниках затопило еще в 1986 году, были проблемы и на других рудниках. У всех профильных служб и ведомств было время, чтобы изучить все местные особенности и выработать алгоритмы работы в аварийных и предаварийных ситуациях.

— Есть ли риск, что СКРУ-2 в Соликамске тоже будет затоплен?

— Чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать, откуда поступает вода. Если вода идет из вышележащего водоносного горизонта, не связанного с наземным водоемом, который регулярно пополняется благодаря дождям, то есть вероятность, что приток не будет возрастать. Если у водоносного горизонта есть связь с водоемом — источник воды бесконечен, и рано или поздно работу рудника придется прекратить.

— Если рудник затопит, как много запасов солей будет потеряно?

— Это зависит от того, насколько выработаны запасы рудника. Если они почти истощены, потери будут небольшими. В случае если потери большие, остается шанс начать разработку этих пластов с других направлений.

— Второй рудник Соликамска раньше был связан с первым. Позднее их разделили перемычкой. Выдержит ли она, если СКРУ-2 затопит?

— Любая перемычка рассчитана на определенное давление. Возможно, именно эта создана так, что способна справиться в такой ситуации. Если нет — со стороны первого рудника можно реализовать другие современные инженерные решения. В таком случае СКРУ-1 сможет продолжит работу.

— Может быть, проблемную зону на СКРУ-2 тоже можно отделить перемычками?

— Возможно это или нет, могут ответить только те, кто тщательно изучил ситуацию именно на этом руднике. Я знаю обстановку только в общих чертах.

— Что предпочтительней для города: затопить рудник или откачивать из него воду?

— С одной стороны, при заполнении рудника водой есть шанс, что удержится толща горных пород, которая находится над шахтой. С другой стороны, мы имеем пример Березников, когда затопление не помогло избежать провалов. Поэтому однозначно ответить на этот вопрос должны специалисты из Пермского края, которые имеют большой опыт работы с подобными проблемами. Но прогнозировать, как ситуация будет развиваться, здесь достаточно сложно.

Кстати, даже затопление рудника может не отменить необходимость откачивать насыщенную солями воду. В ряде случаев она может выходить на поверхность через шахтные стволы. Тогда ее тоже приходится откачивать.

— «Уралкалий», который владеет СКРУ-2, просит правительство разрешить сливать рассол в Камское водохранилище. Опасно ли это для окружающей среды?

— Конечно, лучше, чтобы этого не происходило. Но даже если решение о сливе в водохранилище будет принято, не стоит бояться экологической катастрофы. Все годы существования рудников в Соликамске и Березниках соль уже попадала в местные водоемы в больших количествах. Например, вместе с дождями, льющимися на горы породы, добытой попутно с солью и складированной под открытым небом. Такую гору, содержащую в себе и частицы соли, можно заметить при въезде в Соликамск.

Также снизить отрицательное воздействие может строительство резервуаров, где вода из шахты будет отстаиваться перед попаданием в водохранилище. Благодаря этому на дно осядут нерастворимые взвеси. Уменьшить количество соли может банальное замораживание. При этом лед будет относительно пресным, а значительная часть соли будет выпадать в осадок.

— Куда еще можно слить воды из СКРУ-2?

— Существует вариант отвода (закачки) рассола в водные горизонты, лежащие над и под соляными горизонтами. Но реализация этих проектов требует тщательного гидрогеологического обоснования.

— Как вы думаете, жителям Соликамска стоит бояться за свою безопасность и ждать появления провалов?

— Подземные горные выработки есть далеко не под всеми районами Соликамска. Там, где их нет — беспокоиться не о чем. Если выработки есть — риск возрастает. Добыча соли в Соликамске и Березниках должна была производиться с закладкой выработанного пространства той самой «лишней» породой в сухом или влажном виде, которая должна удерживать своды горных выработок. И, повторюсь, любые проблемы под землей отражаются и на поверхности. Провалы не появляются внезапно, им всегда предшествуют проседания (деформации) земной поверхности, которые относительно просто фиксируются при проведении специальных наблюдений.