Известный ученый мерзлотовед, профессор, заместитель директора по научной работе Института мерзлотоведения СО РАН Виктор Шепелев и старший научный сотрудник института, кандидат геолого-минералогических наук Семен Готовцев решили ознакомить читателей с мерзлотно-гидрогеологическими условиями трубки "Мир". 

"Каждый из нас ощущает чувство вины, бессилия и досады перед оставшимися под землей горняками. Часто звонят знакомые: что там происходит, что за вода, как спасти людей? В средствах массовой информации, в интернете и ватсапе мелькают разные толкования и комментарии, которые в основном связаны с незнанием гидрогеологических условий ", - говорит профессор Шепелев.

При этом ученые признаются, что создавшаяся технологическая и гидрогеологическая ситуация и причины, вызвавшие техногенную аварию на шахте, им не совсем ясны. Как оказалось, Институт мерзлотоведения давно отстранен от исследований на этом руднике. Сотрудники института активно привлекались к научному сопровождению горно-вскрышных работ, разрешению возникающих проблем, в том числе и к разработке способов защиты горных выработок от притока подземных вод, лишь на ранних этапах разработки месторождения - в 1957 - 1977 гг.

Подземные воды трубки "Мир"
Первое коренное месторождение алмазов в Якутии, названное трубкой "Мир", было открыто 13 июня 1955 года на левом склоне долины р. Ирелях - притока реки Малой Ботуобии.

Буквально через два года месторождение стало разрабатываться открытым способом - карьером. В 2001 году при достижении глубины карьера 525 м разработка этим способом была прекращена. За прошедшие 44 года рядом с карьером возник город Мирный, ставший центром алмазодобывающей промышленности Якутии.

Первые сведения о подземных водах трубки "Мир" были получены в 1956-1958 гг. сотрудниками Амакинской геологоразведочной экспедиции и Западной экспедиции Института мерзлотоведения АН СССР. Они установили наличие под вечной мерзлотой напорных соленых подземных вод на глубине порядка 200 метров и увеличение их минерализации с глубиной. Еще тогда исследователи указывали на специфичность методов борьбы с водопритоками в горные выработки.

В последующем было установлено, что мощность многолетнемерзлых пород здесь составляет около 300 м (породы, сцементированные льдом), хотя отрицательная температура в них прослеживается до глубины 780 м, где вода, существующая в порах и трещинах горных пород, из-за высокой минерализации не замерзает.

Осложняющим условием разработки трубки "Мир" является метегеро-ичерский водоносный комплекс, залегающий под толщей многолетнемерзлых пород. Подземные рассолы содержат сероводородные и углеводно-азотные газы, поэтому на руднике существуют большие технологические и экологические проблемы, связанные с откачкой подземных рассолов и их утилизацией.

В карьере вода появилась в июне 1977 года на отметке +84,7 м. По мере углубления водопритоки увеличивались. Эти стоки складировались в накопителе минерализованных вод, созданном в долине ручья Тымтайдаах с последующим их сбросом в паводковые периоды в реку Малая Ботуобия. В результате этих мероприятий вокруг карьера сформировалась обширная депрессионная воронка с радиусом около 70 км. Граница ее в северном направлении дошла до реки Вилюй. К апрелю 1988 года уровень подземных вод в ее центре понизился до 340 м.

За период с 1977 по 1988 гг. таким способом было откачано порядка 75 млн кубометров подземных рассолов. Средняя их минерализация составляла 100 г/дм3, что вызвало загрязнение воды не только Малой Ботуобии, но и реки Вилюй.

Это обстоятельство стало основанием для работы большой экологической экспедиции из Якутска, проведенной под руководством д.б.н. Дмитрия Дмитриевича Саввинова и д.м.н. Вадима Григорьевича Кривошапкина, которая выявила значительное ухудшение здоровья населения. Благодаря этим работам данный способ утилизации подземных рассолов был прекращен. В последующем была реализована система обратной закачки дренажных рассолов в метегеро-ичерский водоносный комплекс.

В 1987 году институтом "Якутнипроалмаз" был разработан проект, предусматривающий создание кольцевой противофильтрационной тампонажной завесы по берме (гор. +235 м) до подошвы подмерзлотного водоносного комплекса, которая должна была полностью перекрыть водонасыщенный интервал. Периметр кольцевой завесы составлял около 3 км. Всего в водоносный комплекс было закачано порядка 470 тыс. кубометров тампонажного раствора. По оценкам специалистов, эффективность завесы оказалась низкой.

Перед проходкой шахтного ствола НТЦ "НОВОТЭК" и институтом "Якутнипроалмаз" был разработан проект сухой консервации карьера. Его суть сводится к созданию на дне карьера специального защитного экрана, способного выдерживать значительные гидравлические нагрузки и препятствовать проникновению воды, скапливающейся в карьере, в подземные выработки рудника.

Может ли помочь академическая наука?
В последнее время вся академическая наука в России переживает тяжелые реформенные времена. Ежегодно сокращается финансирование, что не позволяет предусматривать средства на выполнение экспедиционных работ, приобретение нового оборудования, привлечение талантливой молодежи в науку и т.д. Понятно, что в таких условиях академические институты вынуждены искать внешних инвесторов, т.е. участвовать в различных торгах, аукционах и других конкурсах, объявляемых крупными промышленными компаниями для научного сопровождения или обоснования проводимых ими работ. Однако отношения научных организаций к потенциальным инвесторам часто строятся, к сожалению, по принципу "Чего изволите". По крайней мере, выигрывают в подобных торгах и аукционах в основном те научные организации, которые обещают получить желательный для заказчика результат. Так, например, принципиальная позиция нашего института по некоторым проблемным вопросам освоения криолитозоны явилась причиной проигрыша в некоторых конкурсах, проведенных крупными промышленными компаниями республики.

Произошедшая авария на руднике "Мир" еще раз показала, какие сложные вопросы приходится решать при освоении месторождений в районах с вечной мерзлотой. Мерзлотно-гидрогеологические условия здесь кардинально отличаются от освоения районов, где нет мерзлоты. Хотелось бы отметить одну серьезную особенность разработки месторождения трубки "Мир", которую мы излагали в своих научных отчетах, выполненных по заказу объединения "Якуталмаз" еще в 70-х годах прошлого столетия.

На трубке "Мир" наблюдается высокая плановая анизотропия фильтрационных свойств горных пород, связанная с влиянием вскрышных взрывных работ. Это влияние сказывается не только на увеличение трещиноватости водовмещающих пород, но и водоупорных, представленных многолетнемерзлыми породами. В связи с повышением трещиноватости пород увеличивается и водоприток в горные выработки. Выявленная особенность указывает на то, что при разработке эффективных методов защиты карьеров и подземных рудников от притока подземных рассолов следует особое внимание уделить совершенствованию технологии вскрышных работ в существующих сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях на алмазных месторождениях Якутии.

Произошедшая авария на руднике "Мир" свидетельствует также о том, что очень важным мероприятием при эксплуатации алмазных месторождений в нашей республике является проведение мерзлотно-гидрогеологического мониторинга. Только на основе подобных мониторинговых исследований можно правильно прогнозировать изменение гидрогеологической обстановки в районе карьеров и рудников, а значит заблаговременно предупреждать о возможных авариях и возникновении чрезвычайных ситуаций.

Похожие новости

  • 10/07/2017

    По мнению ученых, без вечной мерзлоты Якутия превратится в пустыню

    ​​Без вечной мерзлоты Якутия превратится в безжизненную пустыню. На первый взгляд, такое утверждение кажется абсурдным. Но ученые уверены, что толщи подземных льдов не только позволяют строить дома, промышленные предприятия и дороги, но и сохраняют воду на поверхности.
    216
  • 16/06/2017

    Николай Похиленко: последствия «экономии» на геологоразведке будут катастрофическими

    ​Катастрофическими назвал последствия "экономии" на геологоразведке академик Николай Похиленко (Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН). На территории республики Саха (Якутии), чья площадь равна шести территориям Франции, в ПГО "Якутскгеология" в 1980-х гг.
    217
  • 29/03/2017

    В Якутии стремительно исчезает вечная мерзлота: полностью растаять она может уже к 2040 году

    ​Вечная мерзлота в Якутии может полностью растаять к 2040 году. Такой прогноз сделал заведующий лабораторией криогенных ландшафтов Института мерзлотоведения Сибирского отделения РАН Александр Федоров. Причина этого — глобальное потепление.
    408
  • 09/03/2017

    Якутские ученые спрогнозируют поведение вечной мерзлоты

    ​Ученые из Института мерзлотоведения (ИМЗ) СО РАН в Якутске проанализируют состав верхней части мерзлоты на масштабном участке шириной около 2000 км к северу от полярного круга, чтобы составить подробную электронную карту этого слоя и спрогнозировать его состояние на ближайшие десятилетия.
    410
  • 22/08/2017

    Международная конференция по криопедологии проходит в Якутске

    ​На базе Института биологических проблем криолитозоны СО РАН проходит VII Международная конференция по криопедологии "Мир криопочв: взгляд из центра мерзлотной области", одним из организаторов которой является Северо-Восточный федеральный университет.
    221
  • 11/07/2017

    Якутские ученые рассказали, чего можно ожидать в ближайшем будущем

    ​В передаче "Летний эфир" говорят о науке, о том, чего же нам ждать в ближайшем будущем. В гостях генеральный директор Октемского научно-образовательного центра Юрий Семенов, кандидат биологических наук, ученый секретарь ИБПК СО РАН Алексей Шеин, ректор Малой академии наук РС (Я), доктор философии Василий Павлов, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией ИБПК СО РАН Ефим Хлебный.
    194
  • 11/04/2017

    Якутскому ученому Роману Васильевичу Десяткину вручена золотая медаль РАН им. В.В. Докучаева

    Золотая медаль Российской академии наук имени Василия Докучаева присуждена за цикл работ по генезису, географии и эволюции криогенных почв и их трансформации в условиях меняющегося климата доктору биологических наук, главному научному сотруднику Института биологических проблем криолитозоны СО РАН Роману Десяткину.
    364
  • 21/08/2017

    XI Международный симпозиум по проблемам инженерного мерзлотоведения

    ​Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН является организатором с российской стороны предстоящего симпозиума по инженерному мерзлотоведению в г. Магадане. Несмотря на то, что само мероприятие пройдет за пределами Якутии, тематика симпозиума в первую очередь ориентирована на геокриологические проблемы Республики Саха (Якутия), известной в мире как уникальный регион, территория которого полностью находится в зоне распространения многолетней мерзлоты.
    313
  • 16/08/2017

    Новосибирские острова находятся под угрозой исчезновения из-за таяния вечной мерзлоты

    ​Новосибирские острова могут исчезнуть из-за таяния вечной мерзлоты. Необходимо пробурить там скважину, чтобы узнать масштабы климатических изменений. Об этом заявили участники пресс-конференции по итогам экспедиции "Новосибирские острова - форпост России в Арктике: полярные экспедиции первопроходцев, ученых и промысловиков".
    125
  • 06/06/2017

    Энциклопедия «Животные Якутии» признана одной из лучших книг России

    Энциклопедия "Животные Якутии" национального издательства "Бичик" получила диплом финалиста в номинации "Увлекательное краеведение" на всероссийском конкурсе региональной и краеведческой литературы "Малая Родина".
    322