Рассол – под землю
Минприроды России предлагает предоставить предприятиям по добыче калийных и магниевых солей право закачки вод обратно в пласты горных пород.
Минприроды России предлагает внести поправки в федеральные законы «О недрах» и «Об отходах производства и потребления». Смысл нововведений в том, чтобы предоставить работающим на территории России предприятиям по добыче калийных и магниевых солей право закачивать воды обратно в пласты горных пород. При этом закачиваемая под землю вода юридически перестанет считаться технологическими отходами производства. Законопроектом вводится новый вид пользования недрами – размещение в пластах горных пород вод, образующихся у пользователей недр, осуществляющих разведку и добычу, а также первичную переработку калийных природных и магниевых солей. В случае принятия законопроекта компании смогут получить право размещать воды на основании утвержденного технического проекта.
В целях сокращения негативного воздействия на окружающую среду размещение вод в подземных коллекторах (поглощающих горизонтах) будет осуществляться только в случае выполнения ряда требований. В частности, необходимо получение положительного заключения государственной экспертизы о пригодности участка недр для размещения. Такое размещение не должно наносить вреда запасам подземных вод, поставленным на баланс для питьевого водоснабжения, лечебных или промышленных целей.
Кроме того, необходима утвержденная в установленном порядке проектная документация на размещение вод, получившая положительное заключение государственной экспертизы о соответствии требованиям охраны окружающей среды.
Напомним, что еще в 2014 году похожий механизм был введен в России для размещения попутных вод компаниями, осуществляющими добычу углеводородного сырья.
Лишняя вода
Дело в том, что осуществление горных работ шахтным способом чревато нарушением целостности водоносных горизонтов или столкновением с подземными водными резервуарами, что приводит к проникновению вод в подземные выработки. Эта проблема имеет место при шахтной добыче различных видов полезных ископаемых, но особенно остро стоит при добыче солей. Во-первых, в силу самой специфике этих ресурсов, приуроченных к осадочным породам, «богатым» на водоносные горизонты. Во-вторых, в силу нестойкости к воде – соль банально растворяется в ней, что приводит к утере возможности добычи ископаемых, а сама вода при этом превращается в разной степени насыщенности рассол.
Проблема решается удалением вод. В мире практикуется несколько различных способов их удаления: выпаривание, размещение в резервуарах-накопителях и шламохранилищах, сброс в поверхностные водные объекты или же размещение в подземных коллекторах (поглощающих горизонтах). Выпаривание сопровождается загрязнением атмосферного воздуха и образованием твердых отходов, к тому же затруднено в условиях не особо жаркого российского климата. Строительство дополнительных накопительных емкостей влечет за собой использование значительных по площади земельных участков. Сброс в поверхностные водные объекты оказывает значительное негативное воздействие на окружающую среду. Таким образом, наиболее перспективным в мировой практике считается метод обратной закачки рассолов в подземные коллекторы.
Острота проблемы удаления вод с предприятий по добыче калийных и магниевых солей может быть проиллюстрирована целой серией техногенных катастроф, приводивших к значительным разрушениям и утере значительных разведанных запасов калия и магния.
Первый случай аварии при добыче калийной соли был зафиксирован в октябре 1873 года во французском Варанжевиле: из-за слишком больших объемов выработки не выдержали колонны шахты, на поверхности появились концентрические провалы диаметром 160 и 350 метров.
Множество затоплений калийных рудников фиксировалось в Германии, 35 из них вследствие этого были полностью разрушены. Крупная авария произошла в марте 1989 года: обрушение подземных пустот под тюрингским городом Фёлькерсхаузен вызвало локальное землетрясение магнитудой в 5,6 баллов и привело к уничтожений сотен строений на поверхности, включая старинный замок.
В нашей стране крупная катастрофа имела место в июле 1986 года. При прорыве подземных вод на третьем руднике калийного комбината в Березниках образовалась карстовая воронка диаметром более 50 м и глубиной более 100 м. Были уничтожено шахтное оборудование стоимостью в 170 млн рублей (в ценах 1986 года) и запасы шахты – 300 млн тонн калийных солей.
Другая крупная авария имела место в октябре 2006 года на первом руднике того же Березниковского комбината. Вследствие поступления воды, вымывавшей соли, сформировалось три крупных провала на поверхности земли, пришлось переселить 12000 человек и построить новую 53-километровую железнодорожную линию. Материальный ущерб превысил 20 млрд рублей в действовавших тогда ценах.
Направление утилизации
Таким образом, воду из калийных и магниевых рудников надо откачивать. Но куда?
В настоящее время в России принята практика подъема образующихся при добыче рассолов на поверхность с последующим складированием в специализированных наземных водоемах-резервуарах, изолирующих поднятые рассолы от контакта с грунтом и поверхностями водами.
По данным диссертации Владимира Трофимова (Горный институт Уральского отделения РАН) уже в 2005 году только на Верхнекамском месторождении под размещение таких резервуаров было задействовано более 1200 га площадей.
При этом, несмотря на принимаемые мероприятия по гидроизоляции объектов отвально-шламового хозяйства, избежать поступления в окружающую среду избыточных рассолов калийного производства не удается — объемы фильтрационных утечек рассолов из накопительных бассейнов достигают десятков — сотен тысяч кубометров в год. Данные процессы приводят к засолению природных геосистем (почв, фунтов, поверхностных и подземных вод), существенно влияя на экологическую обстановку Березниковско-Соликамской агломерации.
Российские калийщики ранее высказывали предложение разрешить сброс рассолов в поверхностные водные объекты, в том числе в Камское водохранилище (с последующим доступом ко всей Волго-Камской речной системе). Предложение вызвало резко негативную реакцию, и далеко не только у экологических активистов. Высказалось против даже Минприроды России.
В мире есть примеры сброса калийных рассолов в объекты поверхностной гидросферы. Но, как правило, речь идет о выводе их в уже соленое море, где объем сброса несопоставимо мал на фоне массы морских вод. Так, например, в канадской провинции Нью-Брансвик техногенные рассолы с водой из шахтного ствола ранее перекачивались по 34-километровму трубопроводу из калийного рудника в морской залив Фанди (ныне подобная практика запрещена канадским законодательством). Подобная 35-километровая трубопроводная система для сброса калийных техногенных отходов в море существует в Бразилии.
В Великобритании практиковался сброс техногенных отходов (300 тонн сухого хлористого натрия и 500 тонн глинистых шламов) в Северное море. Осуществляется сброс в Красное море отходов калийного производства из Иордании и Израиля (технологическая схема предполагает выпаривание в прудах рассолов Мертвого моря и сброс неизвлеченных остатков).
Но во всех этих случаях речь идет о море. В России же все известные месторождения лежат во внутренних, континентальных районах. А сколь-нибудь массовый сброс отходов в поверхностные воды может привести к экологической катастрофе в пределах всего Волго-Камского бассейна – то есть, по сути, почти всей Европейской части России.
В качестве примера можно привести массовый сброс калийных отходов в реки Рейн, Везер и Верра в Европе. Объем сброса в 1980-х годах достигал нескольких миллионов тонн солей в год. Как результат, содержание солей в водах той же Верры достигало 25000 мг/л – в то время как допустимый предел для обитания пресноводных существ определяется в 400 мг/л, а для питьевой воды – в 300 мг/л. Это означает как гибель речной фауны, так и невозможность использования этой воды в каких-либо хозяйственных целях без мероприятий по опреснению, подобно морской воде (например, Балтийское море имеет даже меньшую соленость).
В силу этих обстоятельств более широкое распространение в мировой практике получила подземная утилизация техногенных рассолов.
Наибольшее развитие эта технология получила в Германии и Канаде. Здесь существует несколько десятков полигонов по закачке промстоков в пласты горных пород на глубины от 300 до 1700 метров. Приемистость поглощающих скважин достигала 200 кубометров в час в Канаде и 1100 кубометров в час в Германии. Всего за время эксплуатации полигонов подземного сброса в этих странах в пласты-коллекторы было закачано более миллиарда кубометров рассолов.
На постсоветском пространстве закачка техногенных отходов калийного производства в пласты горных пород осуществляется с 1988 года в Белоруссии на Старобинском месторождении. Поглощающий горизонт лежит на глубинах 1800-2100 метров, закачка осуществляется со средней мощностью в 1000 кубометров в сутки.
Актуальность темы и перспективы
В целом, как отмечают игроки рынка, новые правила, в случае их принятия, позволят более гибко и эффективно реагировать на ситуации в случае аварии, аномально большого притока воды в подземные выработки.
Нормально работающий рудник это никак не затрагивает, все притоки в рамках существующих норм укладываются. Но и приток воды «в норме» совсем небольшой. Существенные же притоки, как показала практика, способны вызвать как остановку производства и потерю запасов рудника, так и значительные разрушения на поверхности вследствие провалов грунта. Но риск таких притоков – увы – неизбежный спутник калийного и магниевого производства.
Отметим, что соли калия и магния используются для получения калийных удобрений (95% всего потребления), в меньшей степени – в цементной промышленности и металлургии.
Так, например, общий объем спроса на калийные удобрения в мире растет и значительно превышает 60 млн тонн в год. Россия является одним из крупнейших поставщиков этого вида продукции на мировой рынок. Калийные удобрения широко применяются при выращивании риса, хлопка, соевых бобов, фруктов, масличной пальмы (используется для производства пальмового масла). То есть, востребованных на мировом рынке культур. Поэтому растет и спрос. Международная ассоциация производителей удобрений (IFA) согласна с прогнозом роста спроса, но допускает также и ужесточение конкуренции на этом рынке. То есть, выбывающие (например, вследствие затопления) мощности могут быть замещены конкурентами – и вернуть утерянные рыночные позиции может быть непросто. Нет никаких сомнений, что при таком раскладе имеет смысл создать условия, предотвращающие такой риск для российских производителей. Разумеется, без вреда для окружающей среды.
