ШАХТНЫЕ ВОДЫ, КАК ПРИРОДНЫЙ ВОДНЫЙ РЕСУРС. ОПЫТ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

Шахтные воды являются внутренним источником производственно–хозяйственной деятельности горнодобывающих предприятий. В наземных условиях основными ее потребителями являются обогатительные фабрики. Кроме того, техническая вода расходуется для производства сжатого воздуха, тепловой энергии, обслуживания транспортно-дорожных механизмов, тушения горящих породных отвалов, на технологические нужды механических цехов и др. В подземных условиях, в основном, вода технического качества расходуется на дегазацию горного массива, предотвращение внезапных выбросов угля и газа, профилактическое заиление и гидрозакладку выработанного пространства, гидродобычу, кондиционирование воздуха, тушение открытого пожара. Вода питьевого качества используется только для пылеподавления, что является одним из наиболее водоемких процессов в технологии добычи угля подземным способом (40 % от общего объема водопотребления), так как системы его водоснабжения являются прямоточными и вода теряется безвозвратно. Вода для гидродобычи и дегазации является оборотной, в остальных случаях могут использоваться (в зависимости от производственных условий) как прямоточные, так и оборотные системы водоснабжения.

Расходы свежей воды на различные виды работ и процессы разнообразны. Отличительная особенность водного хозяйства угольной промышленности состоит в том, что забор воды и сброс её в процессе добычи угля превышают потребление воды на производственные нужды отрасли более чем в 3 раза, причем для шахт — в 7 раз, для разрезов — в 4,5 раза. Шахтные воды в соответствии с действующими стандартами (ГОСТ 2874-73) и «Санитарными правилами по устройству и содержанию предприятий угольной промышленности, 1974» не могут быть рекомендованы как источник питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения. Эти воды после соответствующей водоподготовки могут быть использованы для технического водоснабжения. Расход воды на технические нужды в угольной промышленности в соответствии с укрупненными нормами может достигать 15 % от общего объема попутно-забираемых вод. Остальная часть может быть использована на соседних предприятиях других отраслей промышленности, на орошение земельных угодий, для целей рекреации, рыборазведения или сброшена в гидрографическую сеть. Использование попутно забираемой воды в общем объеме водопотребления на предприятиях отрасли к настоящему времени составило 30 %; а в дальнейшем может быть увеличено до 50%. Использование шахтных вод для нужд хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения определяется их принадлежностью к классификационной группе по показателям качества, а также видам источника воды (действующая или закрытая шахта). В зависимости от концентрации минеральных солей (С, г/л), жесткости (Ж, мг-экв/л) и щелочности (Щ, мг-экв/л) шахтные воды разделяют на три группы (классификация УкрНТЭК): 1-ая группа: С=1,5-1,8; Ж<10-12; Щ=8-12. 2-ая группа: С=3-3,5; Ж<10-12. 3-я группа: С>3,5; Ж>12.

Шахтные воды первой группы встречаются на востоке и северо-востоке Донецкой и юге Луганской областей в окрестности городов Харцызск, Шахтерск, Торез, Снежное, Кировское, а также Красный Луч, Антрацит, Свердловск, Ровеньки и др. Физико-химические показатели вод именно этой группы позволяют, рассматривать их в качестве наиболее приемлемого источника восполнения ресурсов питьевой воды. При этом следует иметь в виду, что использовать шахтные воды в качестве источника получения питьевой воды можно только из закрытых шахт, потому что лишь в окрестности последних возможно создание зоны санитарной охраны (ЗСО). Если же речь идёт о техническом водоснабжении, то воду можно брать с любой (в том числе из действующей) шахты.

Шахтные воды второй группы являются более минерализованными и распространены повсеместно по всему Донбассу. Анализ их химического состава, а также требований к качеству воды, необходимой для использования в системах промышленного водоснабжения предприятий, показывает, что около 80% шахтных вод этой группы после их очистки (от взвешенных веществ) и кондиционирования (умягчение, стабилизационная обработка) могут быть использованы в качестве источника технического водоснабжения вместо воды питьевого качества.

Возможно также использование этого типа воды для подпитки закрытых систем отопления населенных пунктов, а также для других целей. Имеется опыт использования шахтной воды для подпитки закрытых систем отопления в городах Красный Луч и Свердловск Луганской области. Для реализации такого подхода не требуются большие капитальные затраты, строительство дорогостоящих опреснительных станций. Предполагается, что срок окупаемости разработок не превысит одного года. Шахтные воды третьей группы необходимо подвергать деминерализации. На современном этапе проблему деминерализации рекомендуется решать поэтапно. При этом на первом этапе наиболее целесообразны разработка и строительство установок для очистки и опреснения шахтных вод в регионах, испытывающих острый недостаток воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения с последующей реализацией стадии упаривания и разделения концентрата.

В настоящее время в качестве источников снабжения шахт свежей водой используют районные, городские или промышленные водоводы с дефицитной питьевой водой. При этом до 50 % потребности в воде на технологические нужды удовлетворяется шахтами за счет пресной воды, транспортируемой каналами и водоводами на значительные расстояния, а также за счет артезианской воды. Поэтому поиск дополнительных источников водоснабжения является весьма актуальным.

В последние десятилетия количество закрываемых шахт в Донбассе непрерывно растет, поэтому особое значение приобретает использование шахтных вод ликвидированных шахт, в том числе для хозяйственно-питьевых нужд. Это объясняется большими объемами изливающихся из них шахтных вод и их большей чистотой (отсутствуют взвешенные вещества и бактериальные компоненты), большей доступностью и улучшенными санитарно-техническими условиями эксплуатации водозаборных сооружений. Одним из первых примеров реализации данного подхода еще с 1927 г является водоснабжение части населения г. Свердловска шахтной водой из горных выработок закрываемой шахты «Книгер», которая по качественным характеристикам является питьевой. Таким образом, объемы откачиваемой из ликвидированных шахт воды и ее качественный состав при соответствующих технологиях очистки можно рассматривать как альтернативные источники хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Литература

1. В.И. Николин, Е.С. Матлак. Охрана окружающей среды в горной промышленности. — К.; Донецк: Вища шк. Головное изд-во. — 1987. — c. 27-33.
2. Матлак Е.С., Рудакова Ю.Ю., Жилин М.В. Организационно-методические аспекты процесса вовлечения попутно-добываемых шахтных вод в хозяйственное водоснабжение Донбасса.//Проблеми екології. Загальнодержавний науково-технічний журнал. ДонНТУ, №1-2. — 2008. — c. 121-128.
3. Физико-химические основы технологии осветления и обеззараживания шахтных вод: Монография / Гребенкин С.С., Костенко В.К., Матлак Е.С. и др./ — Донецк: «ВИК». — 2009. — c. 7-9.
4. Технология закрытия (ликвидации) угольных шахт: Учеб. пособие вузов / Под ред. И.Ф. Ярембаша. — Донецк: Норд-Пресс. — 2004. — 238с.
5. Кульченко В.В., Резников Ю.Н., Полтавиц В.И., Улицкий О.А. Использование шахтных вод для технического и хозяйственно-питьевого водоснабжения / Збірка доповідей науково-практичної конференції «Охорона довкілля та екологічна безпека», т.1. — Донецьк, — 2001. — c.199-203.