Анализ влияния горнодобывающего предприятия на гидросферу в условиях шахты «Белозерская»

Авторы: Сидоренко А.А., Гутник Д.А., Выговская Д.Д., ДонНТУ.

Описание: Данная статья содержит информацию о влиянии шахтных вод на гидросферу, а также предлагается усовершенствованная технология очистки шахтных вод в условиях шахты «Белозерская».

Источники: материалы Региональной научной конференции аспирантов и студентов «Экологические проблемы топливно-энергетического комплекса».

В Украине в результате неэффективной работы очистных сооружений ежегодно сбрасываются сотни миллионов кубических метров неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод.

Особый вклад в этот процесс вносят предприятия угольной промышленности Донбасса, которые сбрасывают в гидрографическую сеть региона шахтные воды с расходом 22 м³/с (около 900 млн. м³/год).

Шахтные воды оказывают сильное негативное воздействие на состояние водных объектов Донбасса. Это объясняется тем, что:

— во-первых, их сток настолько велик, что объемы сбрасываемых шахтных вод стали сопоставимыми с объемами естественного стока малых рек;

— во-вторых, качество откачиваемых шахтных вод не соответствует современным требованиям «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения возвратными водами»;

— в-третьих, в региональные сферы интенсивного техногенного воздействия угледобычи на гидрографическую сеть Донбасса уже в течение длительного времени вовлечены огромные территории от Дона до Днепра, где работает более сотни угольных шахт. [1]

Характерной особенностью шахтных вод является то, что они содержат в своем составе большое количество минеральных примесей и отличаются значительной минерализацией и существенной бактериальной загрязненностью.[2]

Объектом исследования является шахтный водоотлив шахты Белозерская, которая в горно-промышленном отношении подчинена ГХК «Добропольеуголь». Производственная мощность 1,1 млн. т/год.

В настоящее время шахтная вода со всех горизонтов собирается в центральном водосборнике гор. 200м. После частичного осветления на внутришахтных водосборниках выдается на поверхность, где в 3-х секционных горизонтальных отстойниках (емкость 2400 м³) производится ее механическая очистка, а далее  обеззараживание. В качестве окислителей применяется жидкий хлор. Из горизонтального отстойника вода поступает в пруды-осветлители, общей емкостью 80 тыс. м³, затем сбрасывается в р. Бык.

Фактический приток воды на шахте в настоящее время составляет 489,7 м³/час. Шахтная вода сульфатно-хлоридно-натриевого состава с минерализацией до 3,5 г / л, рН = 7 ÷ 8. Воды не токсичны и содержат вредные компоненты в допустимых пределах, но содержание хрома, стронция, титана, магния и марганца превышает ПДК. Взвешенные вещества в шахтной воде представлены частицами угля и породы различной степени дисперсности. Содержание взвешенных веществ составляет 156 мг / л.

Данная технологическая схема очистки шахтной воды содержит в себе несколько недостатков:

— позволяет очистить шахтную воду от взвешенных веществ и бактериальных примесей, а высокая минерализация шахтных вод остается без изменений.

— отторжение значительных земельных площадей под очистные сооружения;

— низкий эффект очистки шахтных вод;

— недостаточная гибкость  реагирования на изменяющиеся условия поступления загрязненных вод на вход очистных сооружений, в частности, на изменение величины расхода (притока), особенно количественного и качественного состава примесей загрязненных вод.

Наличие недостатков свидетельствует о необходимости усовершенствования технологической схемы очистки.

Предлагается технологическая схема очистки шахтной воды и ее повторного использования для нужд сельского хозяйства. Производительность очистных сооружений будет соответствовать притоку шахтных вод в сутки 11752,8 м³/сутки; 489,7 м³/час; 0,14 м³/с.

В состав технологической схемы предлагается включить: усреднитель, открытый гидроциклон, тонкослойный отстойник и скорый фильтр. Реагентное хозяйство для дополнительной очистки воды: хозяйство гипохлорита натрия, флокулянтное хозяйство. Для обработки осадка рекомендуется применить сгуститель  и шламонакопитель.

Таким образом, выбранная  технологическая  схема очистки по предварительным расчетам позволит снизить потребление пресной воды для нужд сельского хозяйства, путем повторного использования шахтной воды и снизить солесодержание до 1,5 мг/л.

Список литературы:

1.      Физико-химические основы технологии деминерализации шахтных вод: Монография /[Гребенкин С.С., Костенко В.К., Матлак Е.С. и др.]; под общ.ред. Костенко В.К. - Донецк: "ВИК", 2008. - 287 с.

2.      Матлак Е.С., Рудакова Ю.Ю., Жилин М.В. Организационно-методические аспекты процесса вовлечения попутно-добываемых шахтных вод в хозяйственное водоснабжение Донбасса. Загальнодержавний науково-технічний журнал «Проблеми екології». – Донецьк: ДонНТУ, № 1-2. – 2008. С. 121.

©Гутник Д.А., ДонНТУ, 2011