ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Наиболее опасной экологической угрозой для Донбасса является затопление шахт. На территории Донбасса к началу 2017 года находилось 97 шахт, из них работало всего лишь 35. Некоторые из них частично или полностью затоплены. В ходе исследования специалистов в Донецком регионе расположено 64 шахты, которые находятся в состоянии ликвидации.

Горные предприятия систематически загрязняют подземные воды и практически не очищенные воды сбрасывают в поверхностные водоемы. Шахтные воды загрязнены различными взвешенными веществами. Наличие в воде загрязнений вызывает ее помутнение, неприятный запах и привкус. В большинстве случаев шахтные воды не пригодны для питья и не обладают свойствами не пригодными для технического использования без предварительной обработки [1].

1. Актуальность темы

Эффективность очистки шахтных вод на большинстве имеющихся очистных сооружениях недостаточна и очищенная вода по своим качественным показателям не удовлетворяет нормативным требованиям на сброс. Это заставляет искать новые решения с минимальными затратами для очистки шахтных вод, с последующим их использованием, что является весьма актуальным на сегодняшний день.

2. Цель и задачи исследования

Целью исследования является выбор наилучшего метода по очистке шахтных вод и их дальнейшее использование.

Основные задачи исследования:

  1. Анализ использования шахтных вод в народном хозяйстве.
  2. Определение критериев пригодности шахтных вод для технического водоснабжения.
  3. Оценка способов очистки шахтных вод.
  4. Поиск и выявление существующих методов очистки шахтных вод.
  5. Определение экономической эффективности использования шахтных вод.

Объект исследования: шахтная вода горного предприятия.

Предметом исследования: являются методы и сооружения для обеспечения очистки шахтных вод наилучшим методом.

Методы исследования: для оценки эксперементальных результатов использованы математические методы обработки полученных данных; определение показателей качества воды проводились в соответствии с действующими нормативными документами.

    3. Экологическое состояние горнодобывающего района

    Чрезвычайно важным фактором, существенно влияющим на территориальную организацию всей социально – экономической жизни и эффективность производства, является экологическая обстановка.

    Донбасс – это крупный промышленный регион, в котором насчитывается несколько тысяч крупных промышленных предприятий топливно – энергетического комплекса, горнодобывающей, металлургической, химической промышленности [2].

    На Донбассе преобладают вертикальные и наклонные шахты. Многие шахты уже выработаны – то есть запас угля там исчерпан. Оставляют в шахтах только «цельники» – цельные пласты угля, которые не дают просесть выработкам. После отработки шахты консервируют, что зачастую ведет к ее затоплению, когда перестает работать водоотлив. Как правило, на закрытых шахтах, работающих в режиме водоотлива, оставляют нижнюю по уровню шахту. Именно в ее выработки стекаются все шахтные и грунтовые воды. Откачивают воду в шахтах по – разному. В основном, происходит это в несколько этапов. В глубоких вертикальных шахтах воду откачивают вначале с самого глубокого участка. Средняя глубина донбасских шахт – 700 – 1000 метров, а глубины делятся на горизонты. С водозаборника тысячного горизонта воду откачивают на семисотый, затем выше, пока вода не поднимется на нулевой горизонт – поверхность. Там вода поступает в шахтные отстойники, где проходит очистку. Затем ее сбрасывают в водоемы и реки. В некоторых шахтах воду откачивают сразу на поверхность [3].

    3.1 Ситуация связанная с использованием шахтных вод

    Шахтные воды могут быть внутренним источником производственно – хозяйственной деятельности горнодобывающих предприятий, как в наземных, так и подземных условиях. Они связаны с потреблением воды технической и питьевой и реализуются с помощью прямоточных и оборотных систем. Шахтная вода поступает в отстойники, где проходит очистку. Затем ее сбрасывают в водоемы и реки. В некоторых шахтах воду откачивают сразу на поверхность, это происходит с помощью водоотлива. Водоотлив должен проводиться и в уже закрытых шахтах, но в условиях конфликта трата денег на это кажется лишней. Так как в Донецком регионе проводится минимальное военное воздействие, это может привести к непоправимой техногенной катастрофе и выводу из оборота территории является отключение электроснабжения шахт. В условиях отсутствия резервного энергоснабжения прекращается откачка шахтных вод, происходит затопление шахт.

    В результате прекращения откачки шахтных вод на территории Донбасса экологические последствия могут быть необратимыми для всего восточного региона. Если не использовать водоотлив, это может привести к тому, что шахтная вода может подтопить ближайшие территории или вымоет вовсе пустоты в грунте. Шахтные воды могут испортить воду, которую люди используют в быту, из-за химикатов, которые содержаться в воде может испортиться политый ею урожай [4]. Шахтные воды могут выйти на поверхность и взорваться. В первую очередь, речь идет о метане и радиоактивном радоне. Скопление метана (который не имеет запаха) в подвалах зданий и домов, шахтных терриконах еще более опасно в условиях боевых действий. Если не откачивать шахтную воду из действующих шахт, это может привести: к проседанию земли в Донецке и соседних городах из-за подтопления шахт, загрязнение рек азотом и тяжелыми металлами, заражение питьевой воды, и, как результат, угроза заболеваний, – это то, что может произойти через 15, 10, а возможно и 5 лет на Донбассе.

    3.2 Анализ способов очистки шахтных вод

    Основными способами очистки шахтных вод являются отстаивание, осветление, фильтрование, а также удаление взвешенных веществ под действием центробежных сил.

    Наибольшее распространение на предприятиях угольной промышленности получил способ отстаивания.

    Отстаивание применяется как без обработки воды реагентами (безреагентное отстаивание), так и с предварительной обработкой коагулянтами и флокулянтами, фильтрование – преимущественно с применением реагентов, а осветление в слое взвешенного осадка – только с обработкой воды реагентами.

    Безреагентное отстаивание в бетонированных и земляных отстойниках большей емкости, рассчитанных на 6-24 ч., обеспечивает более высокую эффективность, однако во многих случаях качество очищенной воды также не удовлетворяет предъявляемым требованиям.

    Осветление в слое взвешенного осадка является весьма эффективным способом очистки шахтных вод и может осуществляться в аппаратах различного типа. Однако на предприятиях угольной промышленности преимущественное применение получили осветлители коридорного типа с вертикальным осадкоуплотнителем (рисунок 1).

    Очистка шахтной воды

    Рисунок 1 – Очистка шахтной воды
    (анимация: 6 кадров,200 циклов повторения, 188 килобайт)

    Фильтрование, в отличие от отстаивания и осветления в слое взвешенного осадка, является методом тонкой (глубокой) очистки воды и осуществляется пропусканием воды через зернистые или пористые материалы. Осветление воды при фильтровании происходит в результате действия двух противоположных процессов: адгезии твердых или скоагулированных частиц к поверхности зерен фильтрующей загрузки и отрыва, ранее задержанных частиц и переноса их гидродинамическим потоком жидкости в следующие по ходу потока слои фильтрующего материала [5].

    Таким образом, при исследовании сложившейся ситуации в области очистки шахтных вод на угольных предприятиях, с учетом условий их образования и качественного состава, можно заключить, что на сегодняшний момент основные проблемы угольных предприятий по очистке шахтных вод остаются не решенными: кроме низкой эффективности существующих технологий, они требуют больших эксплуатационных затрат.

    Выводы

    При анализе применяемого оборудования для очистки шахтных вод, выявлены его недостатки, а следствием этого является то, что эффективность очистки шахтных вод на большинстве имеющихся очистных сооружениях недостаточна и очищенная вода по своим качественным показателям не удовлетворяет нормативным требованиям на сброс.

    Поэтому возникает необходимость разработки и внедрения новых эффективных способов очистки шахтных вод с заменой устаревшего оборудования на современное.

    Список источников

    1. Гребенкин, С. С., Матлак, Е. С., Шафоростова, М. Н. и др. Сохранение окружающей природной среды на горнодобывающих предприятиях: монография / С. С. Гребенкин, Е. С. Матлак, М. Н. Шафоростова и др. – Донецк: «ВИК», 2009 г. – 505 с.
    2. Харионовский, А. А. Комплексная очистка шахтных и карьерных вод от техногенных загрязнений. / А. А. Харионовский. – Шахты: Издательство ЮРО АГН. 2000 г. – 238 с.
    3. Матлак, Е. С., Малеев, В. В. Снижение загрязненности шахтных вод в подземных условиях. / Е. С. Матлак, В. В. Малеев. – К.: Техника, 1991 г. – 136 с.
    4. Горошков, В. А. Очистка и использование сточних вод предприятия угольной промышленносити. / В. А. Горошков. – М.: Недра, 1981 г. – 269 с.
    5. Матлак, Е. С., Романова, В. Ю. Использование шахтных вод в техническом, хозяйственно – бытовом водоснабжении – новый подход к решению проблемы дефицита водных ресурсов Донбасса. ДонНТУ..