Концепции разработки экологически безопасных технологических схем шахтного водоотлива

го пласта. Далее по течению идет постепенное снижение данного показателя, но даже в устье он равен 80, при ПДК 20. Опираясь на опыт работы на шахтах Приморья, можно сказать, что повышенная цветность определяется содержанием гу-миновых веществ, определение количественных показателей которого не входило в программу экологического обследования.

В верховьях реки ионный состав воды в целом соответствует природному тип, с незначительно повышенным содержанием основных ионов, из которых только железо превышает ПДК (1,49 мг/дм3, т.е. 5 ПДК). Далее по течению, возрастает содержание сульфатов с 33,3 до 56,4 мг/дм3 и железа с 1,49 до 2,08 мг/дм3 (рис. 4).

На данном отрезке русла визуально наблюдается зона дренирования горного массива в виде участков высачивания по бортам. При этом тип воды меняется с гидрокарбонатного на сульфатный, что можно считать закономерным, если учесть, что шахтные воды также имеют сульфатный тип. Таким образом, можно предполагать, что помимо излива, разгрузка шахтных вод идет через долину р. Борисовки. К устью пропорция содержания основных ионов восстанавливается, содержание сульфатов снижается до 14,8 мг/дм3, вода становится гидрокарбонатной.

Выводы.

1. В результате обследования ликвидированных шахт «Макаровская» и «Горнозаводская» установлено, что в нарушенном горном массиве сформировались подземные воды техногенного происхождения значительно отличающиеся от природных вод по ионному типу, химическому составу и органолептическим свойствам. Шахтные воды обладают повышенной по сравнению с природными водами минерализацией и содержат в своем составе специфические компоненты, являющиеся загрязнителями природной среды

1. ГОСТ Р 2874. «Вода питьевая», 1996 г.

2. СанПиН 2.1.4.559-96. «Питьевая вода. Гигие-

нические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»

(магний, бор, железо, медь, натрий). Разгрузка техногенных подземных вод, как в результате излива, так и при дренировании, оказывает влияние на химический состав природных вод, приводит к изменению их органолептических свойств и даже ионного типа.

2. Свойства шахтных вод имеют свои специфические особенности применимо к каждой обследованной шахте и зависят от горногеологических условий их формирования. Так, для шахты «Макаровской» отмечается гидрокарбонатный натриевый состав, что является нехарактерным для шахтных вод в целом (учитывая опыт работы в других регионах). Для шахты «Горнозаводская» свойственен сульфатный тип изливающихся вод, что отмечается по подавляющему большинству ликвидированных шахт.

3. Несмотря на отличие шахтных вод от природных, в их химическом составе отражены черты, свойственные геохимическим особенностям региона в целом. Так, повышенное содержание бора и железа отмечается практически по всем пробам, в том числе и по фоновым, что можно оценивать как гидрохимическую аномалию для региона в целом и связано, вероятно, с содержание данных компонентов в коренных породах.

4. Данное влияние на рассмотренных шахтах носит ограниченный характер, по мере удаления от источника воздействия состав поверхностных вод имеет тенденцию к восстановлению и при условии отсутствия дополнительных источников антропогенного влияния стремится к своим природным характеристикам. В обоих случаях влияние излива шахтных вод не распространяется на расстояние далее 1,5-2 км, после чего качество поверхностных вод практически возвращается к фоновым значениям.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Перечень ПДК и ОБУВ вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов, 1997 г.

4. ОС «Воды подземные. Классификация по химическому составу и температуре», 1986 г.

— Коротко об авторах -------------------------------------------

Буянова Л.Г., Елисафенко Т.Н., Тарасенко И.А. - ОАО «ДальвостНИИпроектуголь»

------------------------------------------------------------------------ © В.В. Сенкус, 2004

УДК 622.5

В. В. Сенкус

КОНЦЕПЦИИ РАЗРАБОТКИ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ШАХТНОГО ВОДООТЛИВА

Семинар № 11

Гехнологические схемы шахтного водоотлива построены по одноступенчатому и многоступенчатому принципам для неглубоких и глубоких шахт.

При одноступенчатой схеме шахтный приток из водосборников откачивается шламовыми насосами или углесосами на поверхность в отстойники для очистки и осветления, откуда вода сбрасывается во внешние водоемы.

При многоступенчатой схеме насосы шахтного водоотлива не могут выдать загрязненный шахтный приток непосредственно на поверхность (шламовые насосы и углесосы не могут развить нужной подачи из-за конструктивных особенностей, а высоконапорные насосы не работают на загрязненной воде), поэтому он перекачивается с горизонта на горизонт и на поверхность.

Эффективность очистки воды в отстойниках и водосборниках очень низкая, о чем свидетельствуют исследования загрязнения шахтных сбросов, которое превышает ПДС в 3-20 раз по отдельным компонентам, практически, на всех шахтах России, причиной чего служит ошибка при их проектировании, не учитывающая температурные градиенты слоев воды в них, а также разницу температур вод сброса и отстойника.

Для сокращения объемов выдачи загрязненной воды на поверхность, повышения экологической безопасности и снижения энергоемкости шахтного водоотлива предлагается проводить закачку вод очищенных и осветленных вод из подземных водосборников в водоносные слои нижних горизонтов. Принципиальная

технологическая схема шахтного водоотлива представлена на рисунке.

Подземные воды в горных выработках по химическому составу соответствуют составу вод в водоносных слоях. Загрязнение вносится за счет смываемой пыли и мелких час-

тиц из горных выработок, фенолов из запо-жаренных участков и нефтепродуктов, используемых для работы и смазки машин и механизмов, и других веществ.

Основной трудностью внедрения предложенных технологических схем заключается в очистке шахтного притока от загрязнения различными компонентами в подземных условиях.

В настоящее время очистка подземных водосборников от шлама производится механизированным или гидравлическим способами. При механизированном способе используются погрузочные машины и механизмы для выгрузки шлама после откачки воды из водосборника, поэтому в схемах предусматриваются резервные водосборники.

При гидравлическом способе шлам в виде пульпы шламовыми насосами или углесосами периодически откачивается по отдельным трубопроводам в обрушенные породы выработанного пространства, если это не грозит затоплением горных выработок, или на поверхность в отстойники, загрязняя окружающую среду. Раздельные трубопроводы предполагают использование дополнительных пульпосборников и водосборников на горизонтах, что требует больших капитальных затрат. Очистка и осветление воды в подземных условиях осуществляется за счет перелива, при котором течением увлекается взвешенные частицы класса - (минус) 0.1 мм, гравитационным осаждением для крупных частиц и обустройством песколовок и нефтеловушек в отстойниках и водосборниках.

Очистка пульпосборников и водосборников по правилам безопасности осуществляется перед осеннем и весеннем увеличением шахтного притока, а также при заполнении шламом водосборника или отстойника на 30%.

Для реализации предложенной технологической схемы шахтного водоотлива необходимо выполнить следующие условия.

1. Очистка вод шахтного притока от опасного и вредного загрязнения до предельно допустимых норм.

2. Обеспечение поступления в подземный водосборник воды, отвечающей требованиям химического состава, не допускающего осаждение взвешенных частиц и позволяющего нагнетать ее в водоносные пласты, а также выдавать на поверхность без загрязнения окружающей среды.

Схема шахтного водоотлива с нагнетанием воды в водоносный пласт: 1 -

шахтный приток; 2 - механизированный пульпосборник; 3 - шлам; 4 - подземный водосборник; 5 - насосы главного водоотлива; 6 - бустерный насос; 7 -обсаженная скважина; 8 - водоносный слой; 9 - отстойник

Для выполнения поставленных условий необходимо очистку и осветление воды шахтного притока производить в предварительном пульпосборнике с механизированной выгрузкой шлама, аккумулированных нефтепродуктов, плавающих предметов и веществ с удельной плотностью ниже воды.

Осветленная вода из водосборника должна и может нагнетаться в водоносные пласты за пределами участков ведения горных работ на разных горизонтах и выдаваться на поверхность при низкой поглощающей способности водоносных пластов.

Первые опыты закачки шахтных вод в водоносные пласты на шахтах Кузбасса проведенные с помощью средств пропитки горных массивов показали высокую поглощающую способность водоносных пластов, которые находятся в зонах депрессионных воронок, и подтвердили возможность восстановления гидрологических режимов шахт в процессе горных работ, что позволяет сократить воздействие горного производства на экологическую среду.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------

Сенкус Василий Витальевич — доцент, кандидат технических наук, Новокузнецкий филиал - институт Кемеровского государственного университета, г. Новокузнецк

'V----------

-------- © В.И. Экгардт, Г.И. Коршунов,

В. А. Зуев , 2004