CC BY
26
----------------------------------------- © Е.А. Осипенко, И.В. Петров,
2004
УДК 553.27
Е.А. Осипенко, И.В. Петров
УЧЕТ ВОДНОГО ФАКТОРА ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДМОСКОВНОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА
Семинар №8
а разработку угольных месторожде--Я ний оказывает влияние водный фактор. Особое внимание при этом уделяется подземным водам, которые пополняются за счет атмосферных осадков, попадания воды из поверхностных водоемов и подземных водоносных горизонтов. Освоение угольных месторождений предполагает большие затраты по водному фактору. Перед непосредственной разработкой проводится осушение шахтных полей, откачка шахтных вод на поверхность. Шахтные воды образуются в результате вскрытия водоносных горизонтов подземными горными выработками в процессе ведения очистных и
подготовительных работ и проникновения поверхностных вод в выработанное пространство. Водообильность шахт определяется климатическими и гидрогеологическими условиями месторождения, глубиной разработки, схемой вскрытия и отработки шахтного поля, системой разработки, способом управления кровлей и другими горно-геологическими и горнотехническими факторами.
Согласно классификации М.В. Сыроватко шахты Подмосковного угольного бассейна относятся к группе обводненных и весьма обводненных, т.е. величина водопритоков 300-1000
Схема очистки и использования шахтных вод
Основные направления использования шахтных вод
> Хозяйственно-бытовые нужды.
> Обеспечение резервуаров для тушения пожаров.
> Орошение горных выработок.
> Тушение горящих террикоников.
> Использование на обогатительных фабриках.
> Использование в котельнях.
> Транспортировка угля.
> Коммерческая передача другим потребителям.
> Использование для сельскохозяйственных нужд.
> Водоканал.
> Реализация населением.
> Использование осадков шахтных вод.
Гидрогеологические особенности месторождений угля Подмосковного бассейна
> Угольные месторождения обычно обводняются несколькими надугольными и по-дугольными водоносными горизонтами.
> Горные породы в бассейне состоят из пород, проводящих воду;
> Смена одних пород другими в горизонтальном и вертикальном направлении влечет за собой гидравлическую связь горизонтов.
> Многие водоносные горизонты носят напорный характер.
м3/ч и более. Величина водопритоков зависит от времени года. В весенний период наблюдается его увеличение в 1,5-2 раза [2]. Обводненность угольных месторождений Подмосковного угольного бассейна различна как в отдельных районах бассейна, так и в пределах одного месторождения. Это разнообразие обусловлено следующими особенностями Подмосковного бассейна:
• угольные месторождения, как правило, обводняются несколькими водоносными горизонтами;
• горные породы в бассейне состоят в основном из пород, проводящих воду и т.д.
Пески, известняки, находящие под пластами угля содержат напорную воду, которая попадает из упинского и девонского водоносных горизонтов. Именно упинский водоносный горизонт распространен почти на всей площади угольных месторождений. К кровле относятся породы: верхнетульские и тульские пески, ок-
сиды известняков. Они также пропускают воду из надугольных водоносных горизонтов. В случае недостаточной осушенности тульских известняков и песков обрушение пород в кровле выработок или в выработанном пространстве ведет к возникновению в водоупорных слоях трещин, по которым вода прорывается в выработки, вынося значительное количество надугольных песков [2].
На состав шахтных вод влияют естественные процессы, происходящие в массиве горных пород и в подземных водоносных горизонтах, контакт вод с углем, вмещающими породами, пылью, а также добыча и транспортировка угля, проведение и крепление горных выработок и нахождение в шахте человека. По величине pH шахтные воды Подмосковного бассейна относятся к кислым, т.е. pH менее 6,5. Кислые шахтные воды образуются в результате закис-ления нейтральных подземных вод в процессе контакта с углем и вмещающими породами, содержащими значительное количество пирит-ных включений и тионовых бактерий. Степень загрязнения взвешенными веществами зависит от гидрогеологических условий шахтного поля, физико-механических свойств угля и вмещающих пород, технологии и интенсивности ведения очистных и подготовительных работ и других факторов. В шахтных водах Подмосковного бассейна в повышенных концентрациях присутствуют кадмий, никель, кобальт, бериллий [2].
Следует защищать не только горные выработки от попадания в них воды, но и сами водные ресурсы от вредного воздействия на них горных работ.
Проводятся мероприятия по защите подземных вод:
• сокращение притоков подземных и поверхностных вод в горные выработки;
• уменьшение содержания вредных веществ в шахтных водах, выдаваемых на поверхность;
• селективная выдача воды на поверхность;
• комплексное использование шахтных вод для собственного производства и нужд других отраслей народного хозяйства.
Основными потребителями шахтных вод являются:
• технологические процессы на обогатительных фабриках и установках с мокрым обогащением угля;
• профилактика самовозгорания и тушения породных отвалов;
• гидродобыча и гидротранспорт угля;
• борьба с пылью в подземных выработках, на технологических комплексах по-
верхности шахт и на обогатительных фабриках и др.
Критериями качества или степени допустимого загрязнения шахтных вод при сбросе их в водные объекты служат установленные для водных объектов величины показателей состава и свойств воды, ПДК и ориентировочные допустимые уровни вредных веществ.
При сбросе воды в водоносные горизонты и поверхностные воды она подвергается очистке. Очистка проходит в 3 этапа: механическая, химическая и биологическая. Имеющиеся на предприятиях очистные сооружения по своей
1. Хохлов ИВ., Шумаков В.И. Технология разработки обводненных шахтных полей. - М: 1994.
2. Потапенко В.А. Особенности ведения подземных горных работ на обводненных месторождениях угля. - М: 1994.
3. Под ред. Харченко В.А. Рациональное природопользование горной промышленности. - М: 1995.
— Коротко об авторак -------------------------------
Осипенко Е.А. — аспирантка,
Петров ИВ. — профессор, доктор экономических наук, Московский государственный горный университет.
производительности способны очистить весь объем сточных вод. Однако эффективность очистки на большинстве сооружений недостаточна, а очищенная вода по своим качественным показателям не удовлетворяет нормативным требованиям, т.к. применяются недостаточно эффективные методы очистки, устаревшие технологии, неэффективные химические реагенты и типы очистных сооружений [1].
На сегодняшний день проблема загрязнения окружающей среды является актуальной. Экологическая стратегия горного предприятия по рациональному водопользованию должна базироваться на учете водного фактора на всех уровнях горного цикла, начиная со стадии геологической разведки месторождения и заканчивая использованием полученного продукта потребителем.
---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Чистяков С.Б. Охрана окружающей среды. -М: 1988.
5. Воронцов А.И., Щетинский Е.А. Охрана природы. -М: 1989
6. Харионовский А.А. Комплексная очистка шахтных и карьерных вод от техногенных загрязнений. 2000.
ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИИ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
МОСКОВСКИЙ ГС УСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЬ ІЙ УНИВЕРСИТЬ Т
КУЗНЕЦОВА
Татьяна
Юрьевна
Разработка способов определения упруго-плотностных и прочностных свойств горных пород, вскрытых сверхглубокими скважинами, по образцам малых размеров (на примере Кольской СГ-3)
