В полдень 16 сентября 1979 года на шахте "Юнком" в городе-спутнике Енакиево Юнокоммунаровске был проведён эксперимент "Кливаж" – единственный мирный ядерный взрыв в Донбассе и второй из двух, произведённых на территории УССР. Он должен был ответить на вопрос о возможности применения атомной энергии для удаления метана из угольных пластов
Эксперимент не нанёс сколько-нибудь значительного ущерба ни окружающей среде, ни людям, но даже спустя годы вокруг него время от времени возникают всевозможные спекуляции.
Укрощение метанового дракона
Читатель, далёкий от горнодобывающей промышленности, обязательно задаст вопрос зачем понадобилось взрывать атомную бомбу в угольной шахте. И здесь придётся поговорить о достаточно скучных, но, фундаментальных, вещах.
Итак, метан – это обязательный спутник любых горных пород: в одних его больше, в других – меньше, но он присутствует всегда. Природа образования метана тоже может быть разной: это и чисто горнохимические процессы, и биологические. Касательно первых – метан является составной частью магмы, вырывающейся из земных недр. Ну а в осадочных породах, сформировавшихся с момента появления жизни на Земле, сам Бог велел ему быть. Поэтому каменный уголь, сформировавшийся в процессе разложения древней растительности, и метан – неразлучны.
Основное вместилище метана – это трещины в горных породах. И здесь возникает очень неприятный для шахтёров момент: давление горных пластов и давление газа в трещинах в сумме приводят к накоплению энергии подобно сжатой пружине и высвобождению её в виде выброса породы – ведь со стороны забоя по сути образовалась огромная полость, а природа пустоты не терпит. В результате разрушаются горная крепь и механизмы, гибнут или травмируются оказавшиеся под завалами, а любая искра в таких условиях приведёт к детонации обогащённой метаном пылегазовой смеси. Дальше – только огненная лавина, проносящаяся по выработкам, уничтожающая всё на своём пути и выжигающая последние остатки кислорода.
Выбросы породы горняки неоднократно пытались обуздать и даже поставить себе на службу: в эпоху ручного труда высшим мастерством считалось подрубить пласт так, чтобы выброшенный уголь не причинил особого вреда крепи и людям, и чтобы его можно было просто сгрести лопатами в вагонетки и выдать на-гора. Но это искусство, сопряжённое с очень большим риском, а широкое применение механизации не терпит игры со стихией.
С выделением метана пытаются бороться не только проветриванием горных выработок (что тоже не так просто). Многих, например, удивит что загрязнённый воздух откачивают вместо того, чтобы нагнетать чистый, но здесь работает элементарная школьная физика: у газов нет постоянного объёма.
Не менее эффективным в данном случае является и гидравлический разрыв пласта, он же ГРП, он же – тот самый пресловутый фрекинг, которым так пугали украинскую общественность экологические активисты, выступавшие против добычи так называемого "сланцевого" газа. Для этого в скважину закачивают до пятисот кубометров воды, смешанной с очищенным песком, который останется под землёй и будет играть роль расклинивателя трещины. Отмечу что в Донбассе ГРП – рутинная практика, они проводились по нескольку десятков в год и показали себя в качестве действенной меры. При этом никаких эксцессов, которыми так пугали народ экоактивисты, не наблюдалось. Чаще всего высвобождаемый газ просто сжигали в факеле, но на некоторых предприятиях шахтный автопарк переводили на добываемый метан, превращая отходы в доходы.
Вторым, и не менее перспективным направлением, в то время считалось снятие напряжение в горных породах за счёт взрыва мощностью несколько сот тонн в тротиловом эквиваленте. Эту идею подсказал тот факт, что в сейсмоопасных районах после землетрясений резко снижается количество выбросов породы. Но здесь пришлось столкнуться с тем, что достаточно крупный по размерам заряд окажется не монолитным, а значит – не сможет обеспечить выделение нужного количества энергии в кратчайшее время. Многие исследователи выходом из ситуации считали применение малогабаритного ядерного устройства.
В зоне тектонических разломов
Термин "кливаж", ставший кодовым названием ядерного эксперимента в Донбассе, пришёл из ювелирного дела, где изначально обозначал трещину в самоцвете, позднее он вошёл в лексикон геологов как синоним расслоения пластов горной породы. Ко времени его проведения в СССР был накоплен солидный опыт применения ядерных взрывов в интересах народного хозяйства: для отечественных атомщиков это было семьдесят третье по счёту гражданское применение неконтролируемой цепной реакции. Всего же таких взрывов было 124. Их цели самые разные: создание плотин, водоёмов и подземных резервуаров, сейсмическое зондирование недр и тушение пожаров на месторождениях нефтегазового комплекса.
Первый мирный атомный взрыв в Украинской ССР прогремел 9 июля 1972 года возле города Красноград Харьковской области для ликвидации аварии на газоконденсатном месторождении и имел кодовое название "Факел". К тому времени это был достаточно проверенный метод: ранее при помощи ядерных зарядов неоднократно тушили пожары на скважинах в Средней Азии. Но в тот раз не рассчитали мощность, энерговыделение оказалось намного меньше требуемого, потоки углеводородов снова вырвались на поверхность и вынесли с собой продукты деления. Катастрофичность ситуации была ещё и в том, что в восьми километрах от места аварии проходила трасса Москва – Симферополь. Пришлось использовать классическую технологию тушения: раскопку скважины.
Ядерное испытание в Донбассе провели спустя семь лет. Среди претендентов рассматривались шахты имени Скочинского и имени Калинина в Донецке, а также Шахта имени Румянцева в Горловке. Но шахта "Юнком", входившая в ПО "Орджоникидзеуголь" представляла особый интерес в качестве полигона.
Во-первых, разработка угольных пластов там велась на почти километровой глубине: это снижало риск радиационного загрязнения в случае нештатной ситуации.
Во-вторых, это одна из самых сложных шахт Донбасса по горно-геологическим условиям из-за нахождения на водоразделе Донецкого кряжа в зоне тектонических разломов. На ней разрабатывали крутопадающие пласты с уклоном 65-70, а иногда и более, градусов мощностью метр с четвертью: для добычи угля нужна специальная технология поскольку механизация работ крайне затруднена.
Понятно, что повышенное выделение метана и выбросы породы здесь были той реальностью, с которой постоянно приходится считаться: за предшествовавшие ядерному эксперименту два десятилетия на предприятиях ПО "Орджоникидзеуголь" случилось около 250 выбросов породы (в среднем по одному такому инциденту на каждую шахту объединения в год, а на "Юнкоме" такое могло иметь место даже раз в полгода), почти тридцать из них унесли жизни людей.
Шахта "Юнком" интересовала не только сторонников испытания, но и его противников. Главным из них был один из крупнейших отечественных геофизиков Михаил Анциферов: его усилиями на шахте создали сейсмоакустическую лабораторию, которая занималась прогнозированием выбросов породы. Исследователям удалось точно установить признаки готовящейся разбушеваться подземной стихии, руководство "Юнкома" ежедневно получало прогноз обстановки: всё это позволило не раз отвести беду. Понятно, что сторонники искусственного вмешательства в ситуацию являлись для них конкурентами.
Рукотворное землетрясение
Ядерный заряд для "Кливажа" мощностью треть килотонны был разработан и построен в режимном городе Сарове, ведущим научным учреждением стал Институт горного дела им. академика Скочинского, технические работы осуществляли специалисты Семипалатинского полигона. Приготовлениями к испытаниям занимались в смены, отведённые для регламентных работ: с одной стороны, это не мешало производственному процессу, а с другой позволяло сохранять режим секретности.
Взрыв назначили на полдень 16 сентября 1979 года: это было воскресенье и людям объявили о том, что проводятся учения гражданской обороны. Шахту оцепили и провели эвакуацию: в радиусе километра она была обязательной, в радиусе трёх – добровольной. В близлежащем лесном массиве развернули полевые кухни и выездные буфеты для вывезенных.
Очевидцы рассказывают, что в момент испытания многие ощутили глухой удар под ногами, похожий на тот, что бывает при землетрясении. Приходилось от некоторых слышать и о трещинах в штукатурке, и даже выбитых стёклах, но есть свидетельства и тому, что вода, специально оставленная в ёмкостях на столах, даже не расплескалась.
Официально о "Кливаже" в Донбассе объявили в последние годы существования СССР, но и в доперестроечные времена, несмотря на весь режим секретности, для местных это была тайна Полишинеля. Тем не менее какой-либо паники по поводу радиоактивного загрязнения не наблюдалось, да и самого загрязнения как такового не было: практически все опасные изотопы оказались надёжно законсервированы на миллионы лет в стенках капсулы из тринитита – инертного стекловидного минерала, образующегося на месте ядерного взрыва. Отметим что остеклование радиоактивных отходов в настоящее время признана одной из лучших технологий их захоронения.
По сей день продукты деления в окрестностях "Юнкома" в значимых количествах не обнаружены, повышенный радиоактивный фон в местах многочисленных выходов скальных пород является естественным, выбросы радионуклидов чаще всего обусловлены сжиганием нефти и угля. Так или иначе, но все попытки экологических активистов превратить "Кливаж" в страшилку не увенчались успехом.
Итоги эксперимента показали, что использование ядерного взрыва для борьбы с выделением метана в горных выработках не оправдывает себя. Шахта "Юнком" проработала девяносто лет и была закрыта в 2002 году по причине выработки ресурса. В 2018 году затраты на водоотлив признали нецелесообразными и теперь она пребывает в режиме мокрой консервации.
