[Перечень публикаций] [На главную]

к.т.н. Матлак Е.С., к.т.н. Беляева Е.Л., асп. Явруян А.Ю., асп. Юрков В.В.

Обоснование необходимости повышения экологичности работы водоотливного комплекса шахт в условиях реструктуризации угольной промышленности

     Среди различных экологических факторов, подлежащих учету при оценке воздействия угольных предприятий на окружающую природную среду и нейтрализации важнейшим является экологогидрогеологический.

     В статье рассмотрена экологическая проблема, включающая процесс откачивания вод, их очистка и использование в народно-хозяйственных целях. Рассматриваемая экологическая проблема включает ряд отдельных составляющих: процессы откачивания вод, очистка вод, их использование в народнохозяйственных целях и др.

     Решение задач по каждой составляющей тесно связано с рассмотрением вопросов генезиса шахтных вод, движения последних по шахтному полю до главной водоотливной установки, изучением причин загрязнения вод, выбором методов их очистки, а также новых схем и оборудования шахтного водоотлива. Решение экологической задачи очистки шахтных вод от взвешенных веществ коррелирует с обеспечением надежности и долговечности работы водоотливных установок.

     Это объясняется тем, что секционные центробежные насосы могут надежно работать только на осветленной воде, а зашламление и чистка водосборников уменьшает их регулировочную и аварийную вместимость, что увеличивает частоту включения насосов в работу, ускоряет износ насосов и двигателей в пусковых режимах, повышает гидроабразивный износ оборудования, приводит к материальным затратам, а также затратам ручного труда на чистку водоотливных емкостей.

     Опыт показал, что в соответствии со СНиП ІІ 94-80 на ряде шахт сооружение предварительных отстойников горизонтального типа не обеспечивает зачастую требуемую степень очистки шахтных вод, не исключает заиливания водосборников, не решает вопроса их чистки от шлама и дополнительно порождает проблему чистки самого предварительного отстойника, из-за отсутствия средств механизации этого процесса.

     В то же время капитальные затраты на сооружение предварительного отстойника высоки, достигая 40 % стоимости выработок водосборника. 334 Для обеспечения требуемого эффекта осветления воды в подземных условиях необходим поиск новых подходов и решений. С учетом современных тенденций такие решения могут быть плодотворны на стыке различных направлений, в данном случае природоохранного аспекта и обеспечения надежной работы водоотливного хозяйства шахт.

     Применяемые на шахтах поверхностные очистные сооружения, как правило, не обеспечивают современные значения показателей качества осветленной воды.
Анализ их конструктивных решений и технологического регламента работы позволяет заключить, что последним присущи крупные недостатки, что приводит к двум отрицательным последствиям, а именно: - несоответствию проектной эффективности очистных сооружений реальной эффективности (как правило, в натурных условиях она значительно ниже проектной); - ограничению применения в полном объеме технологических схем и сооружений для очистки вод.

     ДонНТУ обосновано, что одним из нетрадиционных подходов к снижению загрязненности шахтных вод взвешенными веществами является перенос первой ступени гидроохранных мероприятий с земной поверхности в подземные горные выработки. Вторая ступень снижения загрязненности шахтных вод, т.е. их глубокая доочистка от взвешенных веществ должна осуществляться лишь в случае необходимости в наземных условиях (с помощью фильтрования и др.).

     Важным преимуществом такого подхода является то, что снижение загрязненности шахтных вод в подземных условиях, можно рассматривать, как комплексное решение вопросов нормальной работы водоотлива, охраны окружающей природной среды от отходов предприятий угольной промышленности и возможности использования очищенных вод на технологические нужды шахты (прежде всего пылеподавление).

     Результаты ранее выполненных исследований указывают, что для реализации предложенного подхода имеются определенные специфические предпосылки. К ним относятся для условий большинства действующих шахт Донбасса:

     1. Относительно стабильное соотношение между водопритоками в разные системы горных выработок, в котором существенно превалирует доля так называемых условно чистых вод (содержание ВЗВ не менее 30 мг/л). Так, притоки воды в подготовительные выработки и капитальные горные выработки составляют, в основном, 3-5% общешахтных, т.е. являются несущественными; в действующие очистные - 20-30%; в погашенные (отработанные) - 65-76% (в отдельных случаях до 90 %). Именно водопритоки из погашенных выработок практически не содержат 335 или в отдельных случаях содержат незначительные (= 30 мг/л) количества ВЗВ. Такие воды можно классифицировать, как условно чистые.

     2. Существенное снижение объемов очищаемых шахтных вод (на 65- 75%, а по отдельным шахтам на 90%).

     3. Большая, на несколько порядков, крупность взвесей, содержащихся в подземных потоках шахтных вод на участковых водотранспортных цепочках, по сравнению с частицами в водах, откачиваемых на поверхности земли, что резко увеличивает эффективность седиментации таких взвесей в подземных отстойных сооружениях, особенно при расположении последних на действующих горизонтах.

     4. Наличие на каждой шахте обширного водоотливного хозяйства, элементам которого при соответствующей модернизации могут быть приданы осветляющие и обеззараживающие функции с помощью малогабаритных водоочистных сооружений. Изложенные предпосылки указывают на возможность одновременного использования двух направлений решения проблемы снижения загрязненности шахтных вод взвешенными веществами, а именно профилактического и очистного.

     Очистное направление связано с осветлением малых объемов загрязненных вод, стекающих с действующих горизонтов шахт. Смешивание больших объемов условно чистых вод и малых объемов загрязненных вод, стекающих с действующих горизонтов, должно производиться в водосборниках главной водоотливной установки только после предварительного осветления загрязненных вод.

     Степень осветления малых объемов шахтных вод перед их сливом в водосборник главного (центрального) водоотлива определяется: - требуемой величиной остаточной загрязненности шахтных вод, откачиваемых на поверхность земли; величиной разбавления (после смешивания в водосборнике) малых объемов осветленной воды с большими объемами условно чистых вод; - требованиями возможных потребителей к качеству осветляемых вод, используемых на технологические нужды предприятия.

     Остаточное содержание взвешенных веществ в шахтных водах, откачиваемых на поверхность земли, определяется параметрами эффективной и надежной работы второй наземной ступени доочистки. При отсутствии второй ступени очистки эта величина регламентируется требованиями по охране каждого вида водного объекта к качеству шахтных вод, допущенных к спуску в водоемы на основании "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения возвратными водами " и СанПиН № 4630-88.

Литература

     1. Матлак Е.С., Малеев В.В. Снижение загрязненности шахтных вод в подземных условиях. - К.:Техника, 1991. - 136с.

     2. Матлак Е.С., Явруян А.Ю., Моргунов В.М., Беляева Е.Л. О нетрадиционном подходе к решению проблемы снижения загрязненности шахтных вод взвешенными веществами на основе концепции устойчивого эколого-экономического развития// Известия Донецкого горного института, 2003 - №2 - с.23-28.

     3. Макаров Ю.С., Неволин Н.В., Фаткуллин У.М., Баткин В.С. Осветление шахтных вод в подземных условиях // Сборник научных трудов "Комплексные проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов в угольной промышленности" - Пермь, 1986. -174 с.



http://sustainable-cities.net.ua/images/stories/Conference/s03/s03_004.pdf

[Перечень публикаций] [На главную]