Для Донбасса характерно наличие огромного количества действующих и законсервированных шахт, которые связаны между собой гидравлически. При этом различают два вида потоков шахтных вод, стекающих из: Действующих очистных и подготовительных забоев. Выработанного и нарушенного пространств действующих и закрытых шахт. Первый поток загрязнен взвешенными веществами, однако, его доля на большинстве шахт Донбасса не превышает 30% от общешахтного притока (причем на подготовительные выработки приходится всего 3-5%). Второй поток практически свободен от взвесей и его удельный вес составляет почти 70% от общешахтного. Однако, смешиваясь с водами первого потока, он теряет ценное качество – чистоту.

     Общий объем откачиваемых шахтных вод в Донбассе превышает 800 млн.м3/год. Их сброс в поверхностные водные объекты оказывает дестабилизирующее воздействие на экологическое равновесие гидрографической сети региона.

     Откачивание шахтных вод на поверхность осуществляется с помощью водоотливного хозяйства шахт. В современных условиях его работа характеризуют двумя особенностями: Чрезвычайно высоким ненормативным энергопотреблением (около 2,3 млрд.кВт.ч/год). Низким ресурсом работы (средняя наработка до отказа 2000-2500ч; общий срок службы центробежных насосов 4-10 мес.), снижением подачи (40-50%), напора и к.п.д. агрегатов.

     Указанные недостатки обусловлены откачиванием шахтных вод, абразивные взвешенные вещества которых ускоряют износ деталей, а также повышенной частотой выключения насосов и уменьшением промежутков времени между включениями из-за заиливания водосборников, которые превращаются фактически в водосточную канаву, теряя при этом роль регулировочных и аварийных емкостей. Одновременно снижение рабочего объема водосборников (из-за их заиливания) исключает возможность отключения водоотлива в период пиковых нагрузок энергосистем, чтобы не создавать аварийных ситуаций из-за затопления выработок.

     Выполненный анализ показывает, что предотвращение отрицательного воздействия шахтных вод на поверхностные водные объекты по компоненту «взвешенные вещества» (ВЗВ) и существенное повышение экономичности водоотливных установок (значительное снижение энергопотребления, повышение надежности работы насосов) может быть достигнуто лишь на основе системного подхода. С учетом гидрогеологических условий образования шахтных вод, их дренаж в горной выработке, условий канализования по горным выработкам, использования эффективных методов очистки от ВЗВ, соблюдения экологических требований к их сбросу в поверхностные водные объекты.

     Перечисленные условия могут быть реализованы только с помощью нетрадиционного подхода, а именно снижению загрязненности шахтных вод взвешенными веществами непосредственно в подземных горных выработках/1,2/. Потенциальная эффективность такого подхода подчеркивается наличием определенных предпосылок: Относительно стабильное соотношение между загрязненными водопритоками в действующих выработках (не более 30%) и условно чистыми из погашенных выработок (70% и более). Если обеспечить их изоляцию от малых объемов загрязненных вод, то объем вод, которые потребуют осветления, не превысит 30% от общешахтного притока. Это приводит к значительному снижению объемов очищаемых вод (на 65-75%, а по отдельным шахтам на 90%), а следовательно, значительному уменьшению габаритов подземных очистных сооружений. Увеличенная (на несколько порядков) крупность взвесей, содержащихся в подземных потоках шахтных вод на участковых воднотранспортных цепочках, по сравнению с частицами в водах, откачиваемых на поверхность земли.

     Это резко увеличивает эффективность седиментации таких взвесей в подземных отстойных сооружениях, особенно при расположении последних на действующих горизонтах.Реализация предложенного подхода возможна на основе двух направлений: профилактического и очистного. Профилактическое направление имеет целью предотвращение загрязнения больших объемов относительно чистых подземных вод, стекающих из выработанных пространств отработанных горизонтов шахты. 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 и последующего использования трубопроводной связи или иной закрытой связи.

     Для предотвращения загрязнения больших объемов условно-чистых вод, стекающих из выработанных пространств, рекомендуется осуществлять их селективный отбор с помощью водонакопителей через скважины или погашенные выработки. Из водонакопителя по трубопроводу условно чистые воды поступают в главный водосборник шахты. Подача воды в зависимости от перепада высот между скважиной (или погашенной выработкой) и водосборником может осуществляться под действием собственного веса или в напорном режиме. Малые объемы загрязненных шахтных вод очищают, прежде всего, в пределах действующих с помощью водоочистных устройств, работающих на принципах гравитационного или центробежного осаждения. В первом случае рекомендуется использовать малогабаритные, но высокопроизводительные отстойники непрерывного действия с наклонными тонкослойными камерами осветления. Для чистки камер от накапливающегося плотного вязкого шлама должен приниматься гидравлический способ (предпочтительно гидроэлеваторы). Периодичность чистки определяется расчетным путем и уточняется экспериментально.

     Шлам можно разгружать в выработанное пространство действующего или отработанного горизонта с целью его безвозвратного захоронения; в угольную (или породную) технологическую цепочку; в этом случае с целью уменьшения объема осадка его следует подвергнуть обезвоживанию (например, с помощью шламонакопителей, вагонов с сетчатым днищем и др.).

     Компоновка наклонного тонкослойного отстойника и водосборника конструктивно может быть различной: они могут быть разделены расстоянием либо компоноваться в пределах единого водоотливного комплекса. В первом случае осветленная вода должна транспортироваться из отстойника по закрытой канализационной сети (лучше трубопроводной) для предотвращения их повторного загрязнения.

     В случае сооружения единого комплекса отстойник и водосборник располагаются ниже уровня почвы выработки последовательно друг за другом и разделяются водосливом. Предложенная технология, в зависимости от конкретных общешахтных условии может видоизменяться и осуществляться в различных вариантах. Даже при завышенном объеме очистки шахтных вод (например, 60% вместо 30%, т.е. удвоенной) предложенная технология имеет капитальные вложения и эксплуатационные расходы ниже традиционной.