CC BY
48
ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ
УДК: 504.4.054
АНАЛ1З ВПЛИВУ ПРОЦЕС1В ВУГЛЕВИДОБУВАННЯ НА СТАН ПОВЕРХНЕВИХ I П1ДЗЕМНИХ ВОД
С.В. Бичко, доцент, к.б.н., ХНАДУ
Анотаця. Проведено еколог1чну оцтку впливу шахти на стан водних об'ект1в та тдземних вод. Охарактеризовано особливост1 водопостачання та водов1дведення шахти «Шонер» ВО «Добротллявугтля», встановлено склад шахтних вод.
Ключов1 слова: вуглевидобування, склад шахтних вод, поверхнев1 i тдземт води.
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССОВ ДОБЫЧИ УГЛЯ НА СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД
С.В. Бычко, доцент, к.б.н., ХНАДУ
Аннотация. Проведена экологическая оценка влияния шахты на состояние водных объектов и подземных вод. Приведена характеристика особенностей водоснабжения и водоотведения шахты «Пионер» ПО «Добропольеуголь», изучен состав шахтных вод.
Ключевые слова: добыча угля, состав шахтных вод, поверхностные и подземные воды.
ANALYSIS OF COAL MINING PROCESS INFLUENCE ON WATER RESERVOIRS AND UNDERGROUND WATERS STATE
S. Bychko, Associate Professor, Candidate of Biological Sciences, KhNAHU
Abstract. The ecological estimation of coal-mine influence on the state of water reservoirs and underground waters is done. The processes of water-supply and water-removal at the coal-mine «Pioneer» of industrial corporation «Dobropolieugol» are characterized, and the content of coal-mining water has been analyzed.
Key words: coal mining process, content of coal-mining water, reservoirs and underground waters
Вступ
Донецька область займае головне мюце в економiчному потенцiалi Укра1ни, на И тери-тори зосереджено п'яту частину виробничих потужностей краши. Область визнано столицею украшсько! шдустри. Потужна техносфера включае в себе понад 800 великих i середшх тдприемств прничовидобувно!, металургшно!, хiмiчноl промисловосп, енер-гетики, важкого машинобудування та будiве-
льних MaTepianiB. Ha4MipHa концентращя промислового, сшьськогосподарського виро-бництва, транспортно! шфраструктури, висо-ка щшьнють населення створили величезне навантаження на бюсферу обласп - найвище в Укра!ш та Сврош [1].
Аналiз публiкацiй
На сьогодш на територи Донецько! облaстi видобуток корисних копалин здiйснюeться
159 прничодобувними шдприемствами, з них 107 - вугшьш. Видобуток вугiлля сполу-чений з деструктивным впливом на атмосферу, земельш та водш ресурси, флору i фауну. Саме шахтний (пiдземний) спосiб видобу-вання вугiлля зумовлюе iстотний негативний вплив на навколишне природне середовище. Вш виявляеться у наступному:
- забруднення атмосфери викидами пилу, продуктами горшня та iншими забруднюю-чими речовинами;
- забруднення шахтними водами басейшв рiк;
- порушення природного пдрогеолопчного режиму на пiдроблених i прилеглих площах;
- вилучення земель шд очиснi споруди;
- створення техногенних ландшафпв за ра-хунок вщсипання породних вiдвалiв iз вилу-ченням земель тд вiдвали i кар'ери з видо-бутку iнертних матерiалiв для профiлактики самозаймання вiдвалiв;
- порушення стану рiвноваги масивiв прсь-ких порiд;
- розкриття природних трiщин та додаткове трiщиноутворення.
Добування вугшля супроводжуеться значним притоком води в шахти, сумарна величина якого досягае 25 м3/с (777,6 млн. м3/рш), що в 3-5 разiв перевищуе об'еми природних ре-суршв Донецького вугленосного району. При обробщ пластiв на 1 т вугшля, яке видобува-еться шахтами Украши, припадае близько 3 м3 води [2]. Вугледобувними шдприемствами Донецько! та Лугансько! областей в пдролопчну мережу скидаеться понад 700 млн. м3/рш шахтних вод (в середньому близько 10 м3 на тонну вугшля), яю склада-ють 20 % вщ загального об'ему стних вод, що скидаються у поверхневi водойми.
Основна маса шахтних вод вщноситься до сульфатно-хлоридного типу. Хiмiчний склад шахтних вод суттево вiдрiзняеться на рiзних шахтах. В робот [3] вiдзначаеться, що за вмютом солей шахтнi води можна умовно роздшити на 3 групи:
1-а - води iз загальною концентращею солей до 1,5-1,8 кг/м3, жорстюстю до 10-12 г-екв/м3 i лужнютю до 8-12 г-екв/м3;
2-а - води iз загальною концентрацiею солей до 3,0-3,5 кг/м3 i жорстюстю до 10-12 г-екв/м3;
3-я - води iз загальною концентрацiею солей понад 3,5 кг/м3 i жорстюстю понад 12 г-екв/м3.
В Донецькш областi за останнi 30 роюв вна-слiдок збiльшення техногенного наванта-ження на гiдросферу i закриття шахт вщбув-ся розвиток джерел забруднення шдземних вод та значне тдвищення показникiв !х м> нералiзацil - вiд 0,5-1,0 до 1,5-3,0 г/дм3. Вмют солей до 3 г/л припадае на 70 % шахт, а вщ 3 до 7 г/л - на 26 % вшх шахт. Рiвень мiнералiзацil шахтних спчних вод в 10 раз перевищуе допустим норми, через що в рши та iншi воднi об'екти потрапляе понад 3 млн. т мшеральних солей. Так, загальна концентра-цiя солей в !х складi змiнюеться, в основному, в межах 1,3-7,0 кг/м3, бшарбонат на луж-нiсть - 3,0 до 28,0 г-екв/м3, а жорстюсть -2,5 до 50 г-екв/м3. Суттево змшюеться також сшввщношення сульфат- i хлорид-iонiв. На деяких шахтах, переважно в захщному ре-гiонi Донбасу, концентрацiя солей в шахтних водах досягае 22 кг/м3, води з тдвище-ною мiнералiзацiею (1,5-3,0 г/дм3) вiдмiчено на 83 % територи району [3].
Також слщ вiдзначити, що, о^м мшераль-них солей, з шахтними водами у природш воднi об'екти потрапляе значна кшьюсть за-вислих речовин, фенолiв, нафтопродуктiв та шших забруднювачiв [4]. Водойми, забруд-неш в результатi дiяльностi прничо-видобувних шдприемств, стають непридат-ними для господарсько-питного, а досить часто - i для технiчного водопостачання, втрачають рибогосподарське значення. Проблема техногенного навантаження шахт на водне середовище е досить актуальною.
Мета i постановка задачi
Метою дано! роботи е дослщження впливу виробничих процешв з добування вугiлля на стан поверхневих i пiдземних вод. Об'ект дослщження - шахта «Пюнер» виробничого об'еднання «Добропiллявугiлля» Олександ-рiвського району Донецько! область
Вплив процес1в вуглевидобування на стан поверхневих i шдземних вод
У прничопромисловому вiдношеннi шахта «Пюнер» належить промисловому об'ед-нанню «Добропшлявугшля». Площа шахтного поля розташована на водороздш та схилах
р. Водяно!, яка е правою притокою р. Сама-ри. Поверхня д^нки являе собою рiвнинну мiсцевiсть, злегка розчленовану мережею ярiв (Водяний, 1верський, Очеретяний, Хох-лова).
На шахтному пол^ в яру Очеретяний, спору-джено два ставки-вщстшники, вода з яких використовуеться на збагачувальнш фабрицi та перюдично скидаеться у гiдрографiчну мережу району.
У процес експлуатацп шахти утворюються побутовi, виробничi та дощовi стоки. Побу-товi стоки в кшькосп 609 м3/добу потрапля-ють на очиснi споруди повного бюлопчного очищення сел. Новодонецьке.
Шахтнi води, яю збираються зi свердловин та промислових майданчикiв Д1 i Д2, вiдво-дяться спочатку у ставок-мулонакопичувач, що призначений для складування шламiв та мулiв, утворених у процес добутку й видачi вугшля та в технологiчнiй схемi збагачува-льно! фабрики, а також для осв^лення зворо-тно! води. Для знезараження шахтних вод, що надходять зi свердловин, функцiонуе хлораторне примщення. За складом мшера-льних солей шахтш води характеризуються як сульфатно-пдрокарбонатно-хлоридш або сульфатно-хлоридно-пдрокарбонатно-натр> евi з мiнералiзацiею 1,5-2,3 г/л, слаболужнi. За вмютом сульфатiв вода в основному сла-боагресивна. Хiмiчний склад шахтних вод наведено в табл. 1.
Таблиця 1 Хiмiчний склад шахтних вод
Показники Значения
рН 8,0
зависл1 речовини, мг/дм3 90,0
Na+ , мг/дм3 до 700,0
Mg2+, мг/дм3 80,0
Ca2+, мг/дм3 100,0
Cl-, мг/дм3 400,0
SO42-, мг/дм3 800,0
HCO-, мг/дм3 400,0
азот амоншний, мг/дм3 0,35
нгграти, мг/дм3 0,73
БСК повне, мг/дм3 6,4
3i ставка-мулонакопичувача води потрапля-ють у ставок-освiтлювач, розташований в яру Очеретяний. Акумульоваш у ставку шахтш води освгглюються i шсля розбавлення поверхневим стоком скидаються в р. Водяну. Ступiнь очищення шахтних вод у ставку-освiтлювачi за завислими речовинами та на-фтопродуктами задовольняе нормативним вимогам [5]. Однак на сьогодш технолопя очищення виробничих вод вiд солей (демше-ралiзацiя) у промислових умовах не вщпра-цьована, на що особливо слщ звернути увагу.
Джерелом забруднення зливових i талих вод на промислових майданчиках шахти е коте-льня, вугшьний та лiсний склади. Зливовi стоки збираються в резервуари зливових вод бiля джерел забруднення, а звщти перекачу-ються у вщстшник шахтних вод, де шдляга-ють очищенню сумiсно з шахтними водами.
В результат прояву техногенних факторiв на полi шахти (таких як шахтний водовщлив й iнфiльтрацiя зi ставкiв-накопичувачiв) вщбу-ваються змiни рiвневого режиму й хiмiчного складу тдземних вод. Одним з найбшьш впливових техногенних факторiв у вугледо-бувних районах е шахтний водовiдлив, який в бшьшосп випадкiв приводить до регюна-льного зниження рiвнiв тдземних вод. Основт горизонти, обводнюючи горш виробь тки вугiльних шахт, приурочен до трщинува-тих пiщаникiв й вапняюв карбону, яю мають тюний гiдравлiчний зв'язок iз розташовани-ми вище водоносними горизонтами [5].
Серйозний вплив на змiну гiдрогеологiчних умов територи здшснюе ставок-освiтлювач шахтних вод та ставок-шламонакопичувач збагачувально1 фабрики, оскшьки безпосере-дньо до них надходять сполуки залiза, суль-фати, хлориди, нiтрити, нiтрати, фосфати, нафтопродукти, феноли. Для виявлення техногенного впливу ставив та роботи шахтного водовщливу на режим водоносних горизонпв доцiльно створити мережу спостережних свердловин i оргашзувати систематичне спосте-реження за режимом пiдземних вод.
Висновки
Наведено характеристику водоспоживання та водовщведення шахти «Пюнер».
Проаналiзовано кшьюсний та якiсний склад стiчних вод. Встановлено, що шахтш води
вщносяться до слаболужних, а за вмютом солей - до сульфатно-гщрокарбонатно-хло-ридних або сульфатно-хлоридно-гщрокар-бонатно-натрiевих, мiнералiзацiя становить 1,5-2,3 г/л.
З метою попередження змши складу шдземних вод рекомендовано оргашзувати мережу спостережних свердловин.
Л^ература
1. Земля тривоги нашо!. За матерiалами до-
повiдi про стан навколишнього природного середовища в Донецькш областi у 2007 рощ / Щц ред. С. С. Куруленка. -Донецьк : «ЦЭПИ «Эпицентр ЛТД», 2007. - 108 с.
2. Мирзаев Г. Г. Экология горного производ-
ства: учебник для вузов / Г. Г. Мирзаев, Б. А. Иванов. - М. : Недра, 1991. - 320 с.
3. Красавин А. П. Защита окружающей среды
в угольной промышленности / А. П. Красавин. - М. : Недра, 1991. - 136 с.
4. Николин В. И. Охрана окружающей среды
в горной промышленности / В. И. Нико-лин, Е. С. Матлак. - К. : Вища школа, 1987. - 192 с.
5. Проект реконструкции шахты «Пионер»
производственного объединения «Доб-ропольеуголь». - Донецк : Охрана атмосферного воздуха, 2002. - 148 с.
Рецензент: А. В. Гриценко, професор, д. геогр. н., ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакци 2 листопада 2009 р.
