Утилизация и захоронение подземных рассолов на руднике «Мир» Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

и сбору выделяющегося из техногенного массива газа;

• рекультивацию объекта необходимо сопровождать формированием техногенного рельефа с учетом остаточных осадок (£ост), обеспечивающих создание заданного противо-

1. Гальперин АМ., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана окружающей среды. - М.:

Издательство Московского государственного горного университета - 1997, 534с.

2. Кириченко Ю.В. Применение горных техно-

логий захоронения илового осадка. - М.: Горный журнал, № 11-12, 2000, с.94-96.

3. Котькова О.В. Организация совместного

складирования твердых отходов и илового осадка стан-

эрозионного рельефа и сети поверхностного стока. Комплексный контроль за интенсивностью и характером осадок техногенного массива осуществляется с применением датчиков-пьезодинамометров, причем управляющие сети выводятся через водосборные колодцы.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ций аэрации. // Горный информационно-аналитический бюллетень.- М.: МГГУ, 2002, №10, с.160-162.

4. Котькова О.В. Захоронение отходов комму-

нального хозяйства. Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр: Мат. Первой международной конференции. Москва, 1618 сентября 2002 г. - М.: Изд-во РУДН. 2002, с. 334-335.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------

Гудкова Ольга Васильевна — аспирант кафедры геологии, Московский государственный горный университет.

------------------------------------------------------ © В.М. Размахнина ,

2004

УДК 622.014.3:502.76 В.М. Размахнина

УТИЛИЗАЦИЯ И ЗАХОРОНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ РАССОЛОВ НА РУДНИКЕ «МИР»

Семинар № 1

А лмазное месторождение «Мир» рас-./л. положено в пределах Малоботуобин-ского алмазоносного района, который в свою очередь находится на территории Мирнинско-го улуса республики Саха (Якутия) - одного из субъектов Российской Федерации[1].

Промышленное освоение алмазных месторождений Западной Якутии началось в середине 50-х гг. ХХ в., когда в 1955 году была от-

крыта кимберлитовая алмазоносная трубка «Мир». Фактическая разработка данного месторождения началась в 1958 году. Трубка «Мир» осваивалась как первое коренное месторождение алмазов в нашей стране. Здесь почти все делалось впервые, ибо никакого опыта в проведении геологоразведочных и горно-добыч-ных работ на алмазных месторождениях тогда не было.

Трубка «Мир» разрабатывалась открытым способом с 1958 по 2001 год. Когда глубина карьера достигла 525 м - подошвы метегеро-ичерского водоносного горизонта - он был законсервирован, и началась реализация проекта по строительству рудника, что позволит продолжить разработку подкарьерных запасов месторождения.

Так как месторождение характеризуется весьма сложными гидрогеологическими условиями, переход на подземную разработку обуславливает необходимость нахождения новых решений по нейтрализации главного осложняющего фактора разработки месторождения -водопритока из метегеро-ичерского водоносного горизонта, который составит 1200 м3/час. В течение многих лет при эксплуатации карьера эти воды сбрасывались в поверхностные водотоки района, что, безусловно, чрезвычайно негативно сказывалось на состоянии окружающей среды.

Состав шахтных природных вод

Компоненты Ед. измерения Содержание

общая минерализация г/л 30-130

рН 7.0-7.5

сульфаты мг/л 5000-6000

магний мг/л 600-820

сероводород мг/л 15-137

газоотдача (газовый фактор мг/м3 0.2

взвешенные вещества мг/л 200

нефтепродукты мг/л 0.6

Водоносный комплекс имеет региональное распространение.

Подземные воды метегеро-ичерского комплекса имеют хлоридно-натриевый состав, минерализацию от 95 до 130 г/л, содержат растворенные газы (газовый фактор не превышает 0.2 мг/м3). Состав газа преимущественно углеводородно-азотный (азот - 70-90 %, метан - 5 %, сероводород - 2-3 %, этан - 14 %, отмечено наличие водорода, аргона, тяжелых углеводородов и др газов). Рассолы являются слабощелочными (рН=7.0-7.5) и агрессивны к бетону и металлам, по содержанию сульфатов. Воды содержат микроэлементы: бром (до 60мг/л), йод, бор(до 25 мг/л), литий (до 34мг/л), калий (170 мг/л), стронций (40 мг/л)[1,2].

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о чрезвычайной актуальности проблемы утилизации этих рассолов с целью снижения негативного влияния на поверхностные водотоки и окружающую среду в целом.

Геолого-структурные особенности территории месторождения, произведенные геомеха-нические расчеты определяют схему отведения, накопления и захоронения природных шахтных вод на период эксплуатации рудника. Природные рас-

._!* т / - 31 У / \ ■21 X \ / ч

. '’/'/// //''/// /////. з&- ;/ ■ ■//лА* ^

солы (1200 м3/час) и технологические воды (40 м3/час - вода для закладочных работ и пылепо-давления) подаются из рудника на поверхность по системе главного водоотливного комплекса [1, 2].

Далее природные шахтные воды по водоводам шахтных вод отводятся в накопитель минерализованных вод, откуда наиболее концентрированные рассолы со дна накопителя по дренажной системе, проложенной по тальвегу балки, подаются на полигон обратной закачки, где через нагнетательные скважины закачиваются в толщу пород метегерской и ичерской свит. Подача воды из накопителя на полигон обратной закачки производится насосной станцией расположенной на гребне плотины накопителя. Верхний опресненный слой (103

Рис. 2. Результаты геомеханических расчетов устойчивости внешнего и внутренного откосов плотины накопителя

м3/час), образующийся за счет разбавления минерализованных вод технологическими, поверхностным стоком и осадками и отстаивания, из накопителя откачивается плавучей насосной станцией и подается по водоводу опресненных вод на площадку поверхностного закладочного комплекса, где она используется в технологических процессах[2].

Проектируемый накопитель, овражно-балочного типа, пред-

полагается построить на территории ранее отведенной предприятию и расположенной в 6 км от рудника (рис. 1), частично нарушенной и подготовленной, что обеспечит минимальное воздействие объекта на окружающую среду. Технология строительства накопителя выбрана в соответствии с «Рекомендациями по строительству сооружений хвостохра-нилищ в суровых климатических условиях». Предусмотрено создание противофильтрационного экрана (ПФЭ) для предупреждения проникновения рассолов в почвы. ПФЭ предусмотрен однослойный глинистый, выполненный из местных материалов. Плотина накопителя представляет собой глухую земляную плотину. Выполнена она также из местных материалов: суглинков и пригрузки - отвальных грунтов. На основании результатов расчетов, произведенных при помощи компьютерной программы «Расчет устойчивости», разработанной на кафедре геологии МГГУ, выбраны оптимальные параметры плотины: высота - 28 м, ширина берм - 7.5 м, угол откоса внешний -23°, угол откоса внутренний - 33°, ширина по гребню плотины -10 м, ширина по основанию -102.5 м, длина вдоль оси -700 м (рис. 2) [2, 3].

Полигон для обратной закачки рассолов выбран исходя из результатов исследований Ботуобинской Геологоразведочной Экспедиции, одобренных институтом Экологии Севера (г. Якутск) и принимающих данный способ за-

Рис. 3. Технология разработки подземной емкости (хранилища): а) гидромониторный размыв и эрлифт-ный подъем пород; б) откачка воды из хранилища: 1 -высоконапорный насос; 2 - напорный водовод; 3 -гидромонитор; 4 - компрессор; 5 - всасывающий патрубок; 6 - ресивер; 7 - трубопровод сжатого воздуха; 8 - верхняя граница многолетнемерзлых пород; 9 - этапы строительства; 10 - погружной износостойкий насос; 11 - хранилище

хоронения рассолов наиболее экологичным и приемлемым для алмазных месторождений Западной Якутии.

Необходимо отметить что на месторождении «Мир» в силу природных особенностей сложилась самая непростая ситуация по притоку высокоминерализованных природных шахтных вод в сочетании с наличием идеальных условий для обратной закачки. На других месторождениях Западной Якутии с аналогичными природными условиями объем рассолов значи-

тельно меньше, что позволяет в качестве альтернативного варианта утилизации наиболее минерализованной и химически активной части этих вод предложить технологию их захоронения в созданных в толще многолетнемерзлых пород емкостях (хранилищах). Для осуществления подобной технологии на полигоне бурятся скважины , через которые при помощи гидромониторов размывают подземные емкости с выносом пульпы на поверхность. В образовавшуюся емкость закачивают рассолы (рис.

3).

Подобная технология позволяет с высокой степенью безопасности захоранивать чрезвычайно агрессивные рассолы на тех месторождениях где приток их невелик и где не существует подходящих условий для применения технологии обратной закачки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рудник «Мир». Вскрытие и отработка под-карьерных запасов до отм. - 615 м. Проект/институт «Якутгипроалмаз».

2. Рекомендации по проектированию сооружений хвостохранилищ в суровых климатических условиях. Москва: Стройиздат- 1977.

3. Размахнина В.М., Пиляева Л.А. Разработка мероприятий по охране поверхностных вод на руднике «Мир». /мат. второй межд.конф. «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр». Москва - 2003.

— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------------

Размахнина Виктория Михайловна - бакалавр, кафедра «Инженерная защита окружающей среды», Московский государственный горный университет.