Предприятия угольной промышленности откачивают большой объем шахтных вод. В гидрологическую сеть поступает около 3...10 м3 шахтных вод на тонну добытого угля. Качественный состав шахтных вод разнообразен и существенно изменяется по угольным бассейнам, месторождениям и районам. Их сброс в наземную гидрографическую сеть вызывает заиление, засоление и закисление водоемов и водотоков, нарушая тем самым экологическое равновесие в угольных бассейнах. Постоянный переход горных работ на более глубокие горизонты и усложнение при этом гидрогеологических условий приводят к дальнейшему увеличению объемов и загрязненности попутно забираемых вод различными веществами, а также истощению подземных водоносных горизонтов, в том числе насыщенных чистой питьевой водой. Шахты Донбасса при этом откачивают все более минерализованные воды из горных выработок. Рудничные воды сбрасываются без деминерализации в пруды с полностью фильтрующим дном. Вода фильтруется дном накопителя и поступает в водоносные горизонты и в грунты, которые подвергаются интенсивному засолению.

   В основном откачиваемые шахтные воды загрязняются взвешенными и растворенными минеральными веществами, бактериальными примесями минерального, органического и бактериального происхождения. Минеральные примеси - это песчаные и глинистые частицы, минеральные включения углей, инертная пыль, также содержащиеся в шахтных водах растворенные соли, щелочи и кислоты. Органические загрязнения - частицы чистого угля, минеральные масла и другие нефтепродукты, применяемые для смазки горных машин и механизмов, продукты жизнедеятельности живых организмов, разложения древесины и др. Бактериальные вещества - различные микроорганизмы. Наличие в воде загрязнений вызывает ее помутнение, обусловливает окисляемость и цветность, придает запах и привкус, определяет минерализацию, кислотность и жесткость. В большинстве случаев шахтные воды не пригодны для питья и обладают свойствами, исключающими их использование в технических целях без предварительной обработки. Согласно ГОСТу 2874-82 сухой остаток или минерализация в питьевой воде должны составлять не более 1 г/л. Уже только по этому показателю качества грунтовые воды, минерализация которых составляет 2,5...4,5 г/л, не пригодны не только для питья, но и для полива земельных приусадебных участков.

   Нормы качества воды и предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ указаны в табл.1.

   Значительная часть эксплуатируемых очистных сооружений представлена сооружениями механической очистки, которая не позволяет производить очистку сточных вод до нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС). Зачастую расход очищаемых шахтных вод превышает проектную мощность действующих очистных сооружений. Высокоминерализованные шахтные воды поступают в очистительные сооружения механической и физико-химической очистки, в результате чего снижается только содержание взвешенных веществ. Вследствие этого практически весь объем сброса шахтных вод отнесен к категории недостаточно очищенных по минеральному составу. Для эффективной работы очистных сооружений и выполнения установленных нормативов ПДС необходима реконструкция действующих или строительство новых очистных сооружений на основе современных технологий, на что требуются соответствующие инвестиции.

   Таблица 1. Нормы качества воды и предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ

   

Наименование загрязняющих веществ	ПДК.Ком-мунально-бытового водопользова-ния,мг/дм3
		Лимитирующий показатель вредности.			Класс опасности
		Общесанитарный	Санитарно-токсикологический	Органолептический
Взвешенные вещества	+ 0,75 к фону	-	-	-	-
Минерализация	1000,0	-	-	-	-
Хлориды	350,0	-	-	+	4
Сульфаты	500,0	-	-	+	4
БПК5	4,5	-	-	-	-
Азот аммонийный	2,0	-	-	+	3
Нитраты	45,5	-	+	-	3
Нитриты	3,3	-	+	-	2
Железо общее	0,3	-	-	+	3
Нефтепродукты	0,3	-	-	+	4
ХПК	30	-	-	-	-
Фосфаты	3,5	+	-	+	4
Фенолы	0,001	-	-	-	4
СПАВ	0,5	-	+	-	4
Кадмий	0,1	-	+	-	2
Марганец	0,1	-	-	+	3
Кобальт	0,1	-	+	-	2
Свинец	0,03	-	+	-	2
Никель	0,1	-	+	-	3
Цинк	1,0	+	-	-	3
Хром 3+	0,1	-	+	-	2
Медь	1,0	-	-	+	3

3. Очистка шахтных вод на примере АП "Шахта им.А.Ф. Засядько"

   Очистка шахтных вод одного из крупного горного предприятия Донбасса - шахты им А.Ф.Засядько заключается в их осветлении, обеззараживании, обработке и утилизации (или складировании) осадков.

3.1. Сооружения, обеспечивающие технологическую очистку сточных (шахтных) вод

   В процессе движения шахтных вод от источника загрязнения (очистных забоев и т. д.) до слива на поверхности происходит снижение их загрязненности от взвешенных веществ в подземных условиях (в подземных водосборниках) на различных горизонтах перед подходом к главным. При таких условиях обеспечивается лишь грубая очистка шахтных вод (до 50...150 мг/дм3).

   К существующим сооружениям, обеспечивающим технологическую очистку сточных (шахтных) вод относятся внутришахтные водосборники, центральные насосы главного водоотлива, шахтный горизонтальный отстойник и хлораторная.

Внутришахтные водосборники:

количество водосборников центрального водоотлива – 2;

водосборника №1 – длина –140 м, рабочая емкость – 840 м3;

водосборника №2 – длина – 110 м, рабочая емкость – 660 м3;

периодичность очистки водосборников – 2 раза в год;

способ очистки водосборников –вручную;

наличие и количество участковых водосборников – 4;

концентрация взвешенных веществ в воде:

до водосборника главного водоотлива – 311 мг/л;

после водосборника главного водоотлива – 100 мг/л;

эффективность очистки воды в водосборнике – 67,8 %.

Главный водоотлив:

тип и количество насосов – ЦНС 300/600 – 3 насоса, из них:

рабочих – 2;

резервных – 1;

место расположения центрального водоотлива – горизонт 529 м;

количество отводящих трубопроводов – 2;

диаметр отводящих трубопроводов – 250 мм;

водоотлив автоматизирован.

Шахтный горизонтальный отстойник:

количество секций в отстойнике – 3;

размеры секции:

длина – 30 м;

ширина – 9 м;

глубина – 3 м;

периодичность чистки отстойника – 2 раза в год;

способ чистки отстойника – шламовым насосом;

место складирования шлама – иловая площадка;

недостатки отстойника – отсутствует контактный резервуар.

Хлораторная:

тип хлораторной установки – ХВ-2;

количество установок – 1;

количество обслуживающего персонала – 4 человека;

состояние обеззараживания воды – шахтная вода обеззараживается газообразным хлором;

хлоропоглощаемость шахтной воды, равная 1,3 мг/л, величина ориентировочная и в разное время года изменяется в зависимости от температуры среды и концентрации взвешенных веществ;

состояние помещения и оборудование хлораторной установки – помещение хлораторной и хлораторные установки находятся в удовлетворительном состоянии;

резервный хлоратор отсутствует, что является нарушением эксплуатации хлораторных установок.

   Пруды-осветлители находятся на балансе «Управления по тушению, профилактике породных отвалов, рекультивации земель». Чистка прудов-осветлителей осуществляется по отдельному проекту специализированной организацией, имеющей соответствующую лицензию, после прохождения экспертизы.

   Описание схемы канализации шахтной воды. Шахтная вода самотеком по канавкам попадает в водосборники горизонта 1078 м, откуда насосами подается в водосборники горизонта 800 м. Из водосборников горизонта 800 м шахтная вода насосами перекачивается в водосборники центрального водоотлива, расположенного на горизонте 529 м. Из водосборников центрального водоотлива шахтная вода насосами подается на поверхность в 3-х секционный горизонтальный отстойник. После осветления и обеззараживания шахтная вода попадает в общий пруд с шахтой им. Феликса Кона (рис.1).

   Рис.1. Схема водоотлива по АП «Шахта им. А.Ф. Засядько»

3.2. Приток и сброс шахтных вод

   Для горнодобывающих предприятий характерно значительное превышение объемов сточных вод над объемами водопотребления для целей обеспечения технологических процессов и удовлетворения других потребностей предприятия.

   Из-за сильной обводненности шахтами Украины из горных выработок ежегодно откачивается 850-960 млн. м3 подземных вод, из которых на технические нужды используется 13,5-15,2 %, а остальные сбрасываются в поверхностные водоемы. Причем приток шахтных вод составляет 2/3 общего водозабора, идущего на нужды угольной отрасли.

    Непосредственно приток и сброс шахтных вод на примере шахты им. А.Ф. Засядько в динамике можно наблюдать в таблице 2.

   Выдаваемая на поверхность шахтная вода загрязнена не только мелкодисперсной углеродной смесью (взвешенными веществами, твердыми частицами), но и в значительной степени минеральными солями. По анализу многолетних наблюдений содержание взвешенных веществ может достигать 700 мг/л, что в 7 раз выше нормативного. Шахта им. А.Ф. Засядько выдает воду с загрязнением, в 3-5 раз превышающим норматив. Это связано с тем, что на шахте мало внимания уделяется предочистке шахтной воды в подземных условиях, своевременной очистке водосточных канавок и водосборников околоствольных дворов.

Таблица 2 - Динамика притока и сброса шахтных вод АП "Шахта им. А.Ф. Засядько", тыс. м³/год

Наименование	2000 г	2001 г	2002 г	2003 г
Приток шахтных вод	4812,2	4844,4	4838,0	4952,3
Сброс шахтных вод в реку Кальмиус	1652,1	1703,0	1704,5	1871,5

3.3. Негативное воздействие предприятия

   Можно выделить следующие основные загрязняющие вещества в водах, откачиваемых из шахты: взвешенные частицы, главным образом, угольная и породная пыль, частицы глины, хлористые соединения, свободная серная кислота и сопутствующие соли - сульфаты железа, растворенные и взвешенные фенольные соединения, масла. К числу загрязняющих факторов также можно отнести повышенную температуру шахтных вод и канализационные стоки.Из-за наличия хлористых и сернистых соединений, а также кальция, магния, натрия и калия шахтные воды без предварительной очистки и нейтрализации не могут быть использованы даже в технических целях. Попадая в поверхностные или подземные воды, загрязняющие вещества включаются в природный круговорот. При благоприятных условиях они накапливаются в почвах, донных отложениях, затем переходят в растительность, организмы животных, а через них и воду - в организм человека.

   Биогеохимические процессы, протекающие в водоемах и почвах в связи с разработкой месторождений полезных ископаемых, можно сравнить с природными, обусловленными ветровой и водной эрозией, выветриванием горных пород. Однако, если природные процессы протекают медленно, существенно не нарушая равновесия между геосистемами и не ухудшая сложившиеся экологические условия, то в результате негативного воздействия угольных предприятий это равновесие нарушается и экологическая обстановка резко ухудшается. Вследствие распространения загрязняющих веществ на значительные расстояния локальное воздействие шахты им. А.Ф. Засядько на окружающую среду перерастает в региональное.

   "Шахта им. А.Ф. Засядько" сбрасывает производственные сточные воды в реку Кальмиус, которая протекает по всей территории Донецкой области и впадает в Азовское море. Поэтому имеет место негативное воздействие предприятия на окружающую среду всего региона.

   Концентрации основных загрязняющихвеществ, превышающие нормативы ПДС, приведены в табл. 3.

Таблица 3 - Характеристика реки Кальмиус, используемой в качестве водоприемника шахтных вод, мг/дм³

Наименование вещества	Выпуск №1
Взвешенные вещества	153,5
Минерализация	3832,0
Хлориды	1211,3
Сульфаты	801,5
Нитриты	0,4
Нефтепродукты	0,25
ХПК	42
Фосфаты	2,0
Фенолы	0,0004
СПАВ	0,04

4. Вывод

   Рассматривая создавшуюся экологическую проблему в регионе можно сделать следующий вывод. Очистные сооружения промышленных предприятий не справляются с темпами роста производства. Для решения данной проблемы в регионе, в том числе и на шахте им. А.Ф. Засядько, необходима реконструкция существующих очистных сооружений либо разработка (или проектирование) новой схемы очистки шахтных вод. Наиболее перспективный путь в решении данной проблемы - уменьшение потребления свежей воды и сведения к минимуму сброса стоков в водоемы за счет внедрения оборотных и замкнутых систем водоснабжения, а также применения для нужд других предприятий.

Список используемой литературы

   1. Е.С. Матлак, В.Б. Малеев /Снижение загрязненности шахтных вод в подземных условиях/ - К.:Тэхника,1991.


   2. В.И. Николин, Е.С. Матлак /Охрана окружающей среды в горной промышленности/ - К., Донецк: Вища шк. Головное изд-во, 1987.


   3. В.А. Меркулов /Охрана природы на угольных шахтах/ - М.:Недра, 1981.


   4. Г.Л. Майдуков /Уголь Украины/ март, 2005.


   5. А.П. Красавин /Защита окружающей среды в угольной промышленности/ - М.:Недра, 1991.


   6. Н.С. Огняник, Н.К. Парамонова, И.Н. Запольский /Екологія довкілля та безпека життєдіяльності/ - №6, 2004.


   7. В.А. Горшков /Очистка и использование сточных вод предприятий угольной промышленности/ - М., Недра, 1981.