О возможности комплексного мониторинга углепромышленных регионов с применением спутниковых технологий

В топливно-энергетическом комплексе России особое место занимает угольная отрасль. Любую отрасль и все производственные объекты необходимо рассматривать с двух позиций: это экономическая эффективность и экологическая безопасность, которые связаны непосредственно с вопросами национальной безопасности страны.
Любые глобальные отрасли периодически требуют анализа, как эффективности действующих объектов, так и корректировки производства и технических вопросов, возникающих со временем.
Реструктуризация нерентабельных шахт и разрезов в углепромышленных регионах России и обеспечение безопасной жизнедеятельности населения в условиях глобальных изменений окружающей среды одна из актуальнейших задач сегодня.
В течение 1997–1998 гг. в Российской Федерации было подготовлено и утверждено большое количество законодательных и нормативных актов. В этой связи разработанные «Основные направления реструктуризации угольной промышленности России» утвержденные правительством РФ и «Основные принципы государственной поддержки ликвидации неперспективных и особо убыточных шахт и разрезов угольной промышленности России» утвержденные Межведомственной комиссией по социально-экономическим проблемам угледобывающих регионов (МВК) 25 мая 1998 года, были приведены в соответствие с новой нормативной базой.
Реструктуризация угольной промышленности, ликвидация нерентабельных шахт и их затопление приводят к большому спектру экологических проблем. Особое внимание уделяется обеспечению экологически безопасным условиям жизнедеятельности людей при ликвидации объектов производства. При реализации планов крупномасштабного закрытия шахт и разрезов наибольшие потенциальные опасности при их ликвидации проявились из-за:
 нарушения режима подземных и поверхностных вод (что сопровождается подтоплением территорий, загрязнением водоемов и водотоков, потерей источников питьевого водоснабжения);
 стравливания из пространств ликвидируемых горных отводов вредных и опасных для условий жизни газов (проникновение в объекты районов жилых застроек метана);
 провалов участков земли и ее загрязнения отходами.
В этих условиях возникает настоятельная необходимость разработки и внедрения в угольной отрасли новых инновационных методов горноэкологического мониторинга, включающая как наземно-подземные, так и дистанционные методы для инвентаризации и контроля территорий, подверженных риску.
Исследования показывают, что по спутниковым снимкам в тепловых и видимых диапазонах можно отслеживать динамику провалоопасных зон, загрязненные шахтные воды выступающие на поверхности, терриконы и другие негативные процессы.
Необходимо проводить комплексные исследования по вопросам возможного дренирования шахтных вод закрываемых шахт в горные выработки действующих шахт, корректировку решений по водоотливу этих шахт и уточнение площадей возможного подтопления
Таким образом, экологически опасные последствия изменений в подземной гидросфере могут проявляться в следующих формах:
 поступление загрязненных шахтных вод в расположенные поблизости подземные источники питьевого и хозяйственного водоснабжения,
 внезапные прорывы и фильтрация воды из затопленных выработок закрытых шахт в действующие выработки смежных шахт,
 подтопление и заболачивание земной поверхности и, как следствие, вывод из оборота сельскохозяйственных земель.
Мониторинг экологических последствий реструктуризации нерентабельных шахт и разрезов подразумевает проведение многофакторного и многокомпонентного анализа, что представляется сложным в отсутствии информационных систем, отвечающих определенным требованиям.
В процессе экологического мониторинга требуется проводить обработку огромного количества данных. Для этого информационная система должна обладать развитой и производительной подсистемой ввода и хранения данных. Значения параметров могут вводиться операторами вручную, вноситься автоматически сразу с измерительных приборов либо вычисляться на основе других данных мониторинга [1,2].
Необходимо выработать структуру базы данных, которая позволит наиболее эффективно проводить мониторинг.
ООО «Центр сопряженного мониторинга окружающей среды и природных ресурсов», работая с 2010г. над созданием эффективной системы комплексного экологического мониторинга последствий ликвидации нерентабельных шахт и разрезов, в 2017г. завершил работу над созданием Информационной системы единого реестра базы данных (ИС ЕРБД) для формирования актуальной базы данных в оперативном режиме и получил Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2017619103 «Информационная система Единый реестр-база данных». Правообладатель: Российская федерация, от имени которой выступает Министерство Энергетики России (RU), автор Булаева Н.М. (RU).
В геоинформационную систему экологического мониторинга заложен картографический модуль. Карты представляются в виде растровых и векторных изображений. Первые обычно представляют собой спутниковые изображения Земли, а вторые — географические объекты в виде точек, линий, многоугольников и прочих графических примитивов. Для полноты изображения обычно векторные данные накладываются на растровые, при этом с каждым объектом на карте могут быть связаны некоторые атрибутивные данные, содержащие различную информацию и характеристики объекта [3,4].
Единая система мониторинга охватывает данные по мониторингу по Приморью, Печоре, Уралу, Кузбасскому бассейну, Подмосковному угольному бассейну, Восточному Донбассу и Сланцевому району Ленинградской области [5]. Однако, исходя из активизации движения тектонических плит и увеличения опасности интенсификации процесса негативного воздействия на природную среду и жизнедеятельность народонаселения в связи с сопряженностью этих геофизических процессов, необходимо разработать принципы и методы постоянно действующего мониторинга.
Такая постановка системы мониторинга позволит проводить инвентаризацию экологически проблемных территорий, что позволит оперативно реагировать на конкретные ситуации и предотвратить возможность различного рода бедствий в будущем.

Работы выполнялись по заданию Министерство Энергетики России
Государственный контракт №18/0402.3050790019.244/11/79 от 08 мая 2018 г.
Государственный контракт №17/0402.3050790019.244/11/54 от 18 мая 2017 г.
Государственный контракт №17/0402.3050790019.244/11/53 от 18 мая 2017 г.
Государственный контракт №16/0402.3070392002.244/02/14 от 11 февраля 2016 г.
Государственный контракт №16/0402.3050790019.244/11/81 от 3 июня 2016 г.