Старинные горные выработки Среднего Урала как объекты исследований.
Богатая полезными ископаемыми территория Среднего Урала с древнейших времен являлась ресурсной базой для местного населения. Археологические находки следов литейного производства, обнаруженные в долине р. Чусовая, относят работы древних металлургов к XVIII в. до н.э. В 2002 г. в окрестностях г. Перми на территории городища Ермаши на глубине 4м была обнаружена штольня с костными останками древнего рудокопа, погибшего под обвалом породы в V-IVв. до н.э. Эти и другие многочисленные находки свидетельствуют о глубоких традициях уральского горного мастерства. Неудивительно, что ко времени промышленного освоения уральских недр многие крупные месторождения уже были разведаны и частично разработаны древними горняками. Рудознатцы, направляемые сюда с начала XVII в. Московским государством, то и дело находили следы древних горных работ – так называемые "чудские выработки". Нередко древние работы служили поисковым признаком, основанием для проведения детальных изысканий. К примеру, находка в 1702г. уральскими поселенцами во главе с Сергеем Бабиным "чудских работ" на р. Полевая открыла знаменитое Гумешевское медное месторождение. Позднее, при закладке Гумешевского рудника, были обнаружены древние шахты глубиной свыше 20м, остатки деревянной крепи, а также многочисленные орудия труда: кайлы, медные молоты, кожаные сумки для выноса руды. В Сергиевской шахте на глубине 32м была найдена деревянная лопата, служившая для нагребки руды [1]. Мастерство древних рудокопов восхищало исследователей. Так Н.П. Рычков, осмотревший в 1769г. "оставшиеся знаки бывших внутри земли работ", пишет: "Горное искусство древних народов во всем было отлично от ныне употребляемого: ибо они входили в землю, не делая никаких подстав, а отверстия их подкрепляла та же самая земля, которой верхи выделывали они наподобие свода. Таким образом, проходили они в самые глубокие места и свод, держащий на себе превеликую тяжесть земли, и до ныне еще во многих местах не обрушился…"[2].
Однако древние работы не шли ни в какое сравнение с объемами горной добычи, развернувшейся на Урале в XVIII-XIX в.в. Освоение крупных месторождений, строительство десятков литейных заводов обусловило интенсивное развитие региона. Несметные запасы уральских недр привлекали все новые государственные и частные инвестиции. Горное дело, унаследовавшее во многом европейские традиции, хотя и с большим отставанием, но начинало использовать прогрессивные технологии. В 1764г. рудничный механик Е. Кузнецов соорудил многоковшовый цепной водоподъемник, использовавшийся также как подъемник для руды, а в 1827г. С. Козопасов сконструировал водоотливной штанговый насос. Новшества позволяли вести добычу полезных ископаемых в сложных гидрогеологических условиях – выработки шагнули глубоко вниз. Хищнический характер освоения недр приводил к созданию огромных подземных систем, пронизывающих массивы во всех направлениях. К началу ХХ в., когда многие месторождения истощились, либо были признаны нерентабельными, большинство горных выработок оказались забыты, а какая-либо документация по ним утеряна.
Тысячи горных выработок, образовавшихся за многовековой период разработок, сегодня представляют собой наименее изученную часть спелеологических объектов Урала. Тем не менее, необходимость в исследованиях очевидна. Если в 40-70-х годах ХХ в. выработки рассматривались в основном с позиции их потенциального использования в хозяйстве и военных целях, то с конца 90-х годов техногенные пустоты попадают под интересы геоэкологии, а также становятся предметом исследований нового направления в спелеологии – спелестологии.
Исследования в оборонных и хозяйственных целях
Первой масштабной экспедицией по изучению пещер и горных выработок Урала явилась Экспедиция особого назначения (ЭОН) под руководством А.Е. Ферсмана и Д.И. Щербакова. С 1941г. пять отрядов ЭОН развернули кропотливую работу по выявлению и документированию доступных подземелий. На территории Среднего Урала по запланированному маршруту Соликамск – Губаха – Молотов (Пермь) – Кунгур – Нижний Тагил, работал Северный отряд экспедиции. В сложных условиях нехватки оборудования и продовольствия отряд работал в течение нескольких месяцев. Горные выработки необходимой кубатуры и сохранности предполагались к использованию в качестве хранилищ эвакуируемых в тыл ценностей, военных складов, убежищ. К сожалению, результаты работ были засекречены.
Второй по значимости и охвату можно считать экспедицию Уральской КСЭ. Чусовской геологопоисковый отряд под руководством П.А. Матвейчука и В.А. Вахрушева в течение лета 1976г. произвел работы по "выявлению, обследованию и учету бесхозных горных выработок на территории Свердловской, Пермской и Челябинской областей" с целью определения возможностей их использования в народном хозяйстве [3]. В пределах Среднего Урала экспедиция охватила участки: Пермская область – Луньевский, Губахинский, Пермский, Таборинский; Свердловская область – Алапаевский, Асбестовский, Нижнетагильский. Результатом проделанной работы стало выявление местоположения 176 выработок. Однако экспедицией не проводились вскрытия входов, а потому заключения о состоянии подземных частей в большинстве случаев были даны условные. В итоге все обследованные выработки были признаны непригодными для использования в хозяйстве.
Геоэкологические исследования
Многие крупные поселения Среднего Урала, возникшие в XVIII-XIX в.в. располагались, как правило, вблизи разрабатываемых месторождений. Позднее рост населения привел к тому, что городская застройка оказалась в зонах простирания горных выработок. Вопросы безопасности населения, связанные, в первую очередь, со строительством на таких территориях, стали возникать уже в 60-е годы. К примеру, в Перми опасности подвергались целые районы города. Отсутствие информации по конфигурации подземных систем вынуждало проводить массу дополнительных изысканий. Поиск и изучение выработок в городской черте проводились под руководством Ю.А. Власова, К.К. Демиховского (1963 – 1965г.г.) [4]. С 1967 по 1968г.г. И.Э. Залкиндом осуществляются буровые работы с целью выявления выработок в жилых и подлежащих застройке районах Перми (микр-н Городские Горки) [5]. В г. Березовский из-за отсутствия архивных данных была плотно застроена территория простирания ряда выработок и шахт, что привело к проседанию поверхности и деформации строений. В г. Краснотурьинске центральный жилой массив был построен прямо на шахтном поле. Несколько жилых домов оказались расположены на шахтном устье, что не было учтено градостроительным регламентом. Катастрофическое воздействие горных выработок на застройку произошло в г. Березники, где под жилыми комплексами на глубине 200м с 40-х годов разрабатывался карналлит. В 2006г. на предприятии "Уралкалии" возникла авария – затопило нерабочую шахту и грунтовые воды потекли по старым выработкам, постепенно размывая быстрорастворимый карналлит. 28 июля 2007г. в районе фабрики техсоли произошел провал 50х70м над техногенной карстовой полостью, образовавшийся в результате выщелачивания кровли соляной толщи слабоминерализованными рассолами. По счастливой случайности никто не пострадал. К апрелю 2009г. размер провала уже составлял 446х330м, что вызвало частичное обрушение двух производственных зданий. Ряд улиц города, из-за начинающихся оседаний поверхности, было решено полностью переселить из опасной зоны.
Решением ряда геоэкологических проблем, связанных с горными выработками, может стать их прогнозирование. Оно должно основываться на сборе и анализе архивной информации, а также целенаправленных исследованиях геофизическими и спелестологическими методами.
Спелестологические исследования
Горные выработки, их конфигурация, выраженные в морфологии особенности заложения и применяемого для проходки оборудования, представляют собой живые памятники горнозаводской истории. В их недрах нередко сохраняются артефакты времен разработки: инструменты, личные вещи горняков, элементы рудничной вентиляции, освещения и мн.др. Кроме того, по завершению эксплуатации любая горная выработка переходит в естественную стадию своего развития. Локальные обрушения, подтопление, вторичное минералообразование, заселение живыми организмами – все это приводит к формированию особого подземного ландшафта, хрупкость которого соизмерима с хрупкостью естественно-карстовых ландшафтов. Изучением всех этих вопросов занимается относительно молодая наука – спелестология, выделившаяся как самостоятельное направление спелеологии.
Спелестология, активно развивающаяся с начала 90-х годов, предложила свой подход в исследованиях искусственных подземных пространств. Концепция изысканий, основанная на непосредственном проникновении под землю, обусловила появление целого ряда методик вскрытия, отвода воды и топосъемки труднодоступных мест выработок. Натурные обследования полостей позволяют решать целый комплекс задач: оценить состояние выработки и определить наиболее уязвимые ее части; провести детальное документирование размеров и конфигурации системы; осуществить сбор и консервацию артефактов, образцов минералов; дать характеристику сформировавшемуся животному миру. Спелестологические исследования последнего десятилетия совершенно изменили взгляд на многие выработки, ранее считавшиеся непригодными к использованию или недоступными к изучению. Так обрушенный вход ранее давал повод судить и о разрушении остальной системы. Однако вскрышные работы в большинстве случаев показывают удовлетворительное состояние полостей уже в нескольких метрах от входа. Разумеется, это касается неподверженных затоплению штолен и шахт неглубокого заложения. К ним можно отнести тысячи медных выработок XVII – XIX в.в. в западной части Среднего Урала. Приуроченные к песчаниковым толщам, они распространены от южной части Пермского края до границ с Северным Уралом. Их размер и формы довольно разнообразны – от нескольких метров прямолинейных разведочных штолен и шурфов, до сотен и тысяч метров многоуровневых систем. В качестве примера выработок, сохранившихся в верхних горизонтах, можно также отметить отдельные угольные копи близ г. Губахи, хромитовые штольни у п. Сараны, многочисленные небольшие рудники на восточных склонах Урала.
Сложнее обстоит дело с исследованием крупных глубоких систем. Отдельные выработки на территории Свердловской области достигали огромных размеров. Знаменитый Медно-Рудянский рудник на р. Рудянке близ Нижнего Тагила имел 10 шахт глубиной до 300м и площадь примерно 520х670м. Известные Турьинские рудники достигали глубины: Фроловский – 230м, Рашетовский – 210м, Васильевский – 160м [6]. Нижние горизонты таких выработок подверглись полному затоплению и осушение их практически невозможно. Но верхние "этажи" зачастую могут быть доступны. Например, в 2007г. группой юных геологов под руководством М.В. Цыганко севернее Североуральска по фрагментам выступающей крепи был обнаружен и вскрыт вход в Воскресенский рудник (XVIII-XIX в.в.). Два яруса выработок имели хорошую сохранность, был собран разнообразный инструмент рудокопов: кайлы, фрагменты волокуш, водоотливные лотки, светильники. Эта находка еще раз подтвердила необходимость широких спелестологических исследований и составления повторного реестра горных выработок на Урале. Особенно это актуально в свете современных тенденций развития туризма – отдельные объекты могут быть музеифицированы. Оборудование рудников может иметь комплексное значение – охрана уникальных памятников горного мастерства и организованная культурно-просветительская деятельность. Идеальным было бы совмещение создаваемых подземных музеев с некоторыми надземными объектами (остатками зданий литейного производства, бывшими заводскими прудами, узкоколейками, валами и т.д.), объединенными в единые т.н. "горные парки".
Нужно помнить, что вопросы изучения, охраны и использования старинных горных выработок – безотлагательны. Необходимыми условиями успешного развития этого направления исследований являются консолидация научных сил спелестологов, геологов, историков-краеведов, археологов, а также всесторонняя поддержка со стороны местных властей.
Литература
:1. Левитский Л.П. О древних рудниках. М.,1941. С.32.
2. Рычков Н.П. Журнал или дневные записки путешествия по разным провинциям Российского государства в 1769-1770г. СПб, 1770. С.67.
3. Матвейчук П.А., Вахрушев В.А. Отчет Чусовского геологопоискового отряда по выявлению, обследованию и учету бесхозных горных выработок на территории Свердловской, Пермской и Челябинской областей. Свердловск, 1976
4. Демиховский К.К. Отчет группы по выявлению рудников бывших в районе г.Перми. Пермь, 1965, ФПКГРЭ
5. Залкинд И.Э. Отчет о результатах буровых работ по выявлению старых горных выработок в жилых и подлежащих застройке районах г.Перми. Пермь, 1967, ФПКГРЭ
6. Урал: Северный, Средний, Южный (справочная книга). Петроград, 1917. С.470.
Гунько А.А.
Литература: Тагильский вестник: Историко-краеведческий альманах. Вып. 6, Нижний Тагил, 2010 с.76-80