Источник: ІІ Всеукраїнська молодіжна конференція—школа «Сучасні проблеми геологічних наук» 12 — 15 квітня 2010 року
Разработка месторождений полезных ископаемых негативно влияет на режим подземных вод, на действующие водозаборы, на поверхностные водные объекты, может вызывать осадки поверхности, заболачивание, затопление значительных площадей и т.д.
Шахтные воды оказывают крайне отрицательное воздействие на природную среду – они высокоминерализованы, содержат соли тяжелых металлов, зачастую токсичные элементы, бактерии, много взвешенных веществ, они агрессивны и т.д.
Шахтные воды разнообразны по химическому составу и свойствам, не пригодны для питья, а высокие минерализация и жесткость, агрессивность, содержание большого количества взвешенных веществ, загрязненность минеральными маслами, органическими веществами не позволяют использовать их в народном хозяйстве и для многих других целей без предварительной обработки и очистки.
Неочищенные шахтные воды, поступая в поверхностные водотоки и водоемы, вызывают в них нарушение солевого режима, обуславливающее нежелательные экологические сдвиги в гидросфере, ухудшают среду обитания животных и растений.
Кислые и агрессивные шахтные воды усложняют условия разработки угольных месторождений, требуют применения более дорогих механизмов, крепи, конструкций, ускоряют их износ и вызывают необходимость использования дорогостоящего оборудования для нейтрализации и др.
Объектом исследования является ГОАО шахта "Трудовская", расположенная в западной части г. Донецка на землях Донецкого горсовета и Марьинского района. Вид экономической деятельности – добыча энергетического угля.
Актуальность: шахтная вода негативно влияет на оборудование и аппаратуру, применяемую при добыче угля, что требует прогнозирования ее показателей для увеличения эффективности работы оборудования и снижения экономических затрат на его замену.
Работа проведена с целью составления модели прогноза химического состава и агрессивных свойств шахтных вод на определенный период эксплуатации и площадь выработанного пространства.
Задача исследований: составление прогнозной модели химического состава шахтных вод шахты "Трудовская" для определенного горизонта работ, исходя из данных химических анализов шахтных вод шахт Донецко—Макеевского района и нахождения шахты—аналога.
Прогнозирование химического состава шахтных вод проводится на отдельные периоды освоения и эксплуатации месторождения.
Методы прогнозирования: метод гидрогеохимических аналогий, вероятностный, графоаналитический и метод экспертных оценок.
В настоящее время прогнозированию подлежат: величина общей минерализации, содержание катионов калия и натрия, кальция, магния, анионов гидрокарбонатов, сульфатов, хлора, концентрации тяжелых металлов и токсичных элементов, содержание фенолов, сероводорода, взвешенных веществ, а также другие компоненты и свойства шахтных вод, способные оказать отрицательное воздействие на условия работы горняков, сохранность окружающей среды, оборудования и др.
В ходе исследования выбран вероятностный метод оценки в виду неоднородности данных по химическому составу шахт Донецко—Макеевского района.
Прогнозирование химического состава шахтных вод данным методом выполняется в несколько этапов: изучаются условия формирования химического состава и агрессивных свойств шахтных вод; производится количественная и качественная сравнительная оценка перечисленных выше факторов; исключаются аномальные значения, вызванные влиянием тектонических нарушений и т.д.; вычисляются значения обобщенных параметров и другие исходные данные; производится подсчет содержаний прогнозируемых компонентов в шахтных водах; оцениваются агрессивные свойства шахтной воды.
Вероятностный метод прогнозирования химического состава и свойств шахтных вод основан на нахождении корреляции между содержаниями химических компонентов шахтных вод, с одной стороны, и глубиной разработки, площадью выработок, длительностью работы предприятия и т.д. — с другой.
Данные исследования находятся на начальном этапе, который включает в себя расчет корреляционных отношений и выведение регрессионных уравнений химического состава шахтных вод относительно площади отработки на территории Донецко—Макеевского района.
Расчет корреляционных отношений проводился с помощью статистического пакета SPSS 15.0. Отбираются те характеристики, значения коэффициентов корреляции которых не менее 0,2 (в данном случае значимые связи им