Нам сверху видно все
Компания «Сибэнергоуголь» успешно реализует совместную с кузбасскими учеными уникальную разработку в сфере геоэкологии
В 2017 году в Кемеровской области было добыто 241,5 миллиона тонн угля, при этом открытым способом — порядка 70%. Судя по прогнозу заместителя губернатора по ТЭК и экологии Евгения Хлебунова, такая тенденция в регионе в ближайшие годы сохранится, учитывая, в частности, более безопасные условия труда и меньшие трудозатраты при таком способе добычи. В то же время ученые и общественность все активнее говорят о синхронно увеличивающемся уровне техногенной нагрузки на окружающую среду и население. При этом зачастую воздействие горных работ выходит далеко за пределы земельных отводов предприятий, создавая уже не только локальные экологические проблемы, но и социальные.
Поэтому сегодня вопрос о минимизации вреда окружающей среде в регионе как никогда актуален.
В этой связи особый интерес представляет разработанная кузбасскими учеными вместе со специалистами ООО «Сибэнергоуголь» система экологического мониторинга угледобывающих предприятий, прошедшая успешную пятилетнюю апробацию в Новокузнецком районе на участке опять же компании «Сибэнергоуголь», которая уделяет особое внимание реализации природоохранных мероприятий.
Сработали на опережение
— Бунгуро-Чумышское месторождение, куда мы зашли, активно разрабатывалось в советское время. Но в 90-е, когда угольная промышленность испытывала кризис, добыча здесь прекратилась. И местные жители, а также дачники, привыкшие к «годам тишины», естественно, забеспокоились, начали писать жалобы, — рассказывает Дмитрий Царев, главный инженер ООО «Сибэнергоуголь». — Понять их, конечно, было можно: хотя мы вели и ведем горные работы с двойным запасом (предприятие расположено более чем в двух километрах от границ ближайшего населенного пункта, в то время как по требованиям законодательства в части санитарно-защитных зон допускается приближаться к населенным пунктам на один километр), но пыль, газ, шум и «дрожь земли», неизбежно возникающие при технологических взрывах, комфорта населению не добавляли. Поэтому мы подумали, что необходимо попробовать реализовать что-то новое в сфере охраны окружающей среды, чтобы улучшить взаимодействие с людьми, информируя их. И согласились поучаствовать в научном эксперименте.
Впервые в отечественной практике в 2011 году на действующем участке «Бунгурский-Южный», принадлежавшем компании «Сибэнергоуголь», была внедрена интегрированная информационно-вычислительная система для динамической оценки экологического состояния района угледобычи.
— Эта система обеспечивает сбор, хранение, интеграцию и анализ данных наземного и дистанционного мониторинга территории — как примыкающей к горному отводу предприятия, так и угледобывающего района в целом — по таким элементам окружающей среды, как водные ресурсы, снеговой, почвенный и растительный покровы, животный мир, по процессам распространения и выпадения загрязняющих веществ в атмосферу, — уточняет Вадим Потапов, директор Кемеровского филиала Института вычислительных технологий Сибирского отделения РАН.
Разработанная нами система является открытой и может пополняться любыми новыми картами, базами и расчетными моделями. Получаемая информация о состоянии природной среды используется для анализа и динамической оценки степени техногенного воздействия. Это позволяет дать комплексный прогноз геоэкологического состояния не только предприятия, но и угледобывающего района в целом, в отличие от типовых видов мониторинга, направленных на контроль лишь ряда экологических параметров в отдельных точках.
В частности, в ходе апробации системы были отобраны и проанализированы пробы из водных источников и снеговые пробы по 25 основным загрязняющим веществам, сделаны почвенные разрезы, проанализированные по физико-механическим, гранулометрическим свойствам, включая тяжелые металлы, определены группы источников загрязнения атмосферы поселков в зоне влияния «Сибэнергоугля» и т.д.
Система позволяет использовать данные зондирования не только российских спутников, но и аппаратов Европейского космического агентства. Так, дистанционное зондирование (спутниковое наблюдение за земной поверхностью при одновременном использовании нескольких каналов — от видимого до инфракрасного спектра) помогает не только «накрыть» большую площадь (а представьте, сколько бы пришлось побегать маркшейдеру!), но и получить более точную комплексную информацию. К примеру, появилась возможность зафиксировать смещение поверхности в районах горных работ с точностью 2 - 5 миллиметров.
Снимки делаются несколько раз в год, в основном, весной и осенью, а затем обрабатываются специальными математическими методами.
К слову, не обошлось и без сюрпризов. Так, исследования показали, что основное загрязнение окружающей среды на данной территории давали не технологические взрывы, а печные трубы.
Данные дистанционного мониторинга вместе с данными наземных замеров и соответствующих расчетов позволяют отслеживать динамику состояния природных ресурсов и оперативно принимать управляющие решения по улучшению экологии — к примеру, это обновление парка горнотранспортного оборудования, использование только гостовских горюче-смазочных материалов, орошение отвалов, минимизация остатков угля на угольном складе.
Система обеспечила высокую эффективность контроля экологического состояния территории. В 2014 году ее действие было распространено на второй участок компании — «Ананьинский-Западный».
— Один из плюсов системы в том, что она позволяет доступно и прозрачно получать в интернете информацию о работе предприятия не только специалистам различных экологических и технических служб разного уровня, но и жителям близлежащих населенных пунктов, общественности, — отмечает Дмитрий Царев. — Люди увидели, что мы готовы к диалогу, готовы работать, не прячась за федеральным законодательством, а совершенствовать ведение горных работ, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду. С помощью системы мы же приучились сами себя контролировать, а не работать по принципу «лишь бы не нарушать».
Тише и чище
Как и другие горнодобывающие предприятия, «Сибэнергоуголь» регулярно проводит взрывные работы в производственных целях. В последнее время — дважды в неделю. При этом используется электронная система инициирования взрыва на основе низкоэнергетических волноводов, разработанная французской компанией Davey Bickford.
При проведении взрывных горных работ программно-технологический комплекс интегрированной информационно-вычислительной системы обеспечивает мониторинг распространения и выпадения загрязняющих веществ из атмосферы, оценку сотрясаемости и шумового давления при каждом массовом взрыве в соответствии с паспортом буровзрывных работ и метеоусловиями в момент его проведения. Параметры будущего взрыва закладываются в программу разработанной системы, которая производит анализ и дает оценку по воздействию взрывов на прилегающие природные комплексы, промышленные, гражданские объекты и население. При необходимости имеется возможность скорректировать какие-то параметры в режиме он-лайн (реального времени) — с учетом, например, розы ветров.
Современные технологии помогают заметно минимизировать последствия взрыва. При этом его общее воздействие значительно уменьшается, и в атмосферу попадает меньше пыли и продуктов взрыва. Сейсмическое действие также заметно уменьшается.
В целом проведенные за прошедшие годы исследования подтверждают, что при проведении горных работ по добыче угля и отвалообразованию компания «Сибэнергоуголь» не оказывает влияния на природные комплексы и население близ находящихся населенных пунктов. И, соответственно, деградации природных комплексов на этой территории не наблюдается.
Управлять с планшета
Сегодня над совершенствованием системы экологического мониторинга угледобывающего предприятия работает коллектив исследователей из Кемеровского филиала Института вычислительных технологий СО РАН, Кемеровского представительства Института горного дела СО РАН, Кузнецкого центра технической и экологической экспертизы угольной промышленности.
— С учетом наработанной практики планируем оснастить контрольные точки, где проводим наземные замеры, интеллектуальными датчиками для определения запыленности воздуха, чтобы можно было передавать данные замеров в режиме онлайн каждые 20 минут, — рассказал Евгений Счастливцев, заведующий лабораторией моделирования геоэкологических систем Кемеровского филиала Института вычислительных технологий СО РАН. — Еще одно наше предложение — чтобы «Сибэнергоуголь» поставил у себя автоматизированную метеостанцию, что также поможет более оперативно получать необходимые данные для мониторинга.
А в перспективе стоит задача сделать систему основой для внедрения элементов цифровой экономики в практику природопользования и охраны окружающей среды при добыче угля.
В утвержденной в нашей стране стратегии развития информационного общества РФ на 2017 - 2030 годы дано следующее определение цифровой экономики: «Это хозяйственная деятельность, в которой ключевым фактором производства являются данные в цифровом виде, обработка больших объемов и использование результатов анализа которых по сравнению с традиционными формами хозяйствования позволяют существенно повысить эффективность различных видов производства, технологий, оборудования, хранения, продажи, доставки товаров и услуг».
— Благодаря развитию и внедрению информационных технологий в нашу жизнь, сегодня во многих случаях мы можем обходиться без посредника, — отмечает Владимир Ковалев, руководитель Кемеровского представительства Института горного дела СО РАН. — Наша система — здесь хороший пример: она одновременно обеспечивает сбор, хранение и анализ данных наземного, дистанционного и вычислительного мониторинга по состоянию техноприродных комплексов в районах ведения горных работ. Расчетные сервисы системы обеспечивают независимую объективную оценку и соответствующее управление воздействием негативных техногенных факторов как на природные комплексы, так и на население, проживающее в районах горных работ. Таким образом, руководитель при необходимости может принять соответствующее управленческое решение по регулированию ситуации, находясь за тысячи километров от места события, с помощью планшета или смартфона.
Однако пока продолжающийся многолетний эксперимент развития не получил. За прошедшие годы нашим ученым довелось практически проверить свою систему еще только один раз — на строящемся разрезе в Промышленновском районе они оценивали фоновое загрязнение. Угольщики продолжают, скажем так, сомневаться.
— Можно предположить, что они боятся, не повесят ли «чужие» загрязнения на них, — комментирует Евгений Счастливцев. — Но могу успокоить: снимок из космоса легко поможет определить, где и каков «вклад» от угольного предприятия, а где — от тех же печных труб, какой разрез работает чисто, а какой — с природоохранными нарушениями.
Пока в России ученых услышал только «Сибэнергоуголь». Услышат ли другие?
Александр ПОНОМАРЁВ