Измерение силы тяжести и ее вариации – один из распространенных способов регистрации изменений напряженного состояния геологической среды в результате геодинамических процессов происходит разуплотнение, трещинообразование и водонасыщение горных пород. эти процессы особенно интенсивно развиваются в верхней части осадочного чехла и сопровождаются изменением силы тяжести, которые выявляются микрогравиметрическими и вариационными измерениями. для фиксации медленных движений земной коры используются высокоточные баллистические гравиметры. эти данные дополняются космическими измерениями GPS. приборы этой серии, разработаны в ОКБ ИФЗ РАН, имеют малый тираж и ограниченное использование.
Таким образом, приборная база мониторинга эндогенных процессов достаточно разработана и может быть дополнена рядом нетрадиционных методов, для внедрения которых необходимы исследовательские, опытно-конструкторские и технические решения. к числу этих методов относятся: вибрационное просвечивание очаговых зон, магнитосферные, ионизационные, морские наблюдения, биологический мониторинг. Состав полнофункциональной системы мониторинга должен определяться по требованию заказчика и отражается в паспорте пункта наблюдения.
8.4. Схема наблюдательных сетей на месторождениях различного типа полезных ископаемых и геолого-структурных особенностях
Основные этапы организации и ведения мониторинга состояния недр при недропользовании могут быть сформулированы следующим образом:
- разработка схемы размещения пунктов наблюдений;
- оборудование пунктов наблюдений и оснащение их измерительной аппаратурой;
- ведение мониторинга;
- утверждение регламентов и форм представления данных;
- сбор, обработка данных измерений.
Мониторинг должен охватывать как непосредственно площадь ведения горных работ, так и зону существенного влияния разработки месторождения и сопутствующих ей процессов на состояние недр. Поэтому в общем случае на площади проведения мониторинговых мероприятий может быть выделено 3 зоны:
зона I – зона непосредственного ведения горных работ и размещения других технологических объектов, влияющих на изменение состояния недр, в пределах границ горного отвода;
зона II – зона существенного влияния разработки месторождения на различные компоненты геологической среды;
зона III – периферийная зона, примыкающая к зоне существенного влияния разработки месторождения (зона сочленения с областью регионального мониторинга состояния недр).
Границы площади ведения горных работ (зона I) определяются лицензионными соглашениями на право проведения горных работ. Во всех случаях верхней границей месторождения принимается поверхность земли, а нижней – подошва балансовых запасов полезного ископаемого. Обычно границы зоны I – это границы зоны горного отвода. Напряженно-деформированное состояния этой зоны контролируется топогеодезическими профилями и другими способами, закрепленными техническими проектами, лицензионными соглашениями и инструкциями.
Здесь необходимо отдавать предпочтение прямым или дистанционным уровенным и деформометрическим измерениям или газгидрогеохимическим измерениям объемного содержания легко растворимых в воде и грунтах солей и газов.
Размеры зоны существенного влияния разработки месторождения (зона II) устанавливаются по распространению участков (площадей) активизации опасных геологических процессов под влиянием добычи полезного ископаемого и существенного нарушения гидродинамического режима и структуры потоков подземных вод в пределах депрессионной воронки.
По имеющимся представлениям за зону существенного техногенного влияния инженерно-геологического характера следует принимать площадь в 3-5 раз больше площади, на которой осуществляется производственная деятельность при разработке месторождения. Наибольшие размеры территорий, подверженных влиянию разработки месторождения, связаны с развитием депрессионных воронок подземных вод при проведении водопонизительных и дренажных мероприятий. Они определяются гидрогеологическими условиями и особенностями системы отбора подземных вол, а также наличием или отсутствием системы обратной закачки дренажных вод. Депрессионная воронка расширяется во времени и может достичь весьма существенных размеров, особенно в напорных пластах, имеющих широкое площадное распространение. В то же время радиусы зоны существенного влияния, где понижение уровня составляет около 10-20% от понижения в центре депрессии, обычно не превышают 10-20 км в напорных пластах и первых километров в безнапорных. Этими цифрами следует руководствоваться при определении размеров зоны существенного влияния разработки. Основная сеть мониторинга должна быть сформирована в пределах этой зоны.
Границы III зоны и ее площадь принимаются таким образом, чтобы в процессе мониторинга можно было проследить региональные изменения состояния геологической среды, сравнить их с ее изменениями в зоне II и выделить те из них, которые связаны с разработкой месторождения и те, которые определяются другими факторами. Поэтому площадь зоны III должна охватывать участки с геолого-гидрогеологическими условиями, поставленными под контроль региональным мониторингом состояния недр. Сеть локального мониторинга должна быть состыкована с региональной сетью.
В тех случаях, когда при разработке месторождения, сопровождаемой водоотливом, происходит гидродинамическое взаимовлияние рассматриваемого месторождения на другие месторождения и эксплуатируемые месторождения подземных вод, формируется общая зона влияния группы месторождений и водозаборов. В этих случаях границы зоны существенного влияния каждого месторождения принимаются в радиусе 10-15км от участка горных работ и (или) водоотбора, а на остальной площади влияния всей группы месторождений осуществляется мониторинг уровня подземных вод.
В связи с тем, что зона существенного влияния расширяется во времени, размеры контролируемой в процессе мониторинга территории, должны уточняться по результатам его ведения.
В соответствии с действующим законодательством о недрах, организация и ведение мониторинга в пределах зон I и II осуществляется недропользователем. Необходимость и порядок организации и ведения мониторинга в зоне III определяется соглашением между недропользователем и органом управления государственным фондом недр.
Изменение горно-геологических и геотектонических условий, в т.ч. протекание опасных геологических процессов, происходит в следующих основных направлениях:
а) развитие деформаций в массиве горных пород и на земной поверхности вследствие изменения напряженного состояния, трещиноватости и физико-механических свойств пород, а также в результате сдвижения пород в подработанном пространстве и образования мульд оседания и сдвижения;
б) деформация массивов горных пород и грунтов в прибортовых и прибровочных частях карьеров, склонах терриконов и откосах отвалов, активизация природных и возникновение техногенных экзогенных геологических процессов на прилегающих территориях в связи с нарушением статического положения горных пород;
в) оседание земной поверхности в результате уплотнения пород при их вторичной консолидации в процессе водопонижения, осушения или поземных пожаров;
г) возникновение или активизация карстово-суффозионных процессов в связи с увеличением градиента фильтрации потока, интенсификацией растворения карбонатных пород и выноса рыхлого заполнителя открытых полостей;
д) выпор (деформация) почвы или днища горных выработок в результате разгрузки напряжений при подработке массива вышележащих горных пород и в результате набухания при увлажнении;
е) активизация эндогенных процессов (техногенные землетрясения, горные удары).
Мониторинг в зоне III осуществляются территориaльной службой ГМСН. Однако, данные этого мониторинга следует учитывать при ведении объектного мониторинга при недропользовании.
8.5. Формы отчетности
Порядок представления государственной отчетности предприятиями, осуществляющими разведку месторождений полезных ископаемых и их добычу, в федеральный и территориальные фонды геологической информации утвержден Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 февраля 1996 г. № 215.
Исходя из целей и решаемых задач объектного мониторинга форма отчетности перед региональными и Федеральными органами регламентируется соответствующими требованиями.
В соответствии со статьей 69 частью 3 Федерального Закона от 10.01.2002 № 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" объекты, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду, и данные об их воздействии на окружающую среду подлежат государственному статистическому учету по мониторингу подземных вод недродопользователи ежегодно сдают госстатотчетность по формам 2-ТП «Водхоз» «Сведения об использовании воды» с отправкой:
а) Региональному управлению Ростехнадзора и Росприроднадзора при Правительстве области до 10 января следующего за отчетным года.
б) органу государственной статистики по месту, установленному территориальным органом Госкомстата России в республике, крае, области, городе федерального значения, до 10 января следующего за отчетным годом.
в) органу, осуществляющему государственное регулирование в соответствующей отрасли экономики МПР России, до 10 января следующего за отчетным года.
В соответствии с лицензионными соглашениями по другим видам мониторинга, включая экзогенные и эндогенные процессы формы отчетности, периодичность и сроки представляемой информации добывающими и геологоразведочными организациями в Территориальное агентство по недропользованию в соответствии с Постановление Росстата № 28 от 14.07.04г., формы 2-ГР 5, 1-ЛС и 2-ЛС - 5 числа месяца следующего за отчетным периодом (квартальная), и Приказом МПР России от 09.02.01 № 128, форма 10, отчет о работе по «Государственной программе геологического изучения недр и ВМСБ на территории субъекта федерации, каждое полугодие. За 1-е полугодие – до 10.07. За год – до 10.01. Форма №8 (твердые полезные ископаемые) (бывшая форма 5ГР) сдается в срок до 15 февраля.