Проблемы охраны водной среды в горном деле (стр. 4 из 13)

О масштабах сброса загрязняющих веществ в водные объекты можно судить по следующим данным. В течение одного года в водоемы России со сточными водами поступило

взвешенных частиц, фосфора общего и азота аммонийного, металлов, нефтепродуктов и другие соединения, из сбрасываемых вод не подвергаются в достаточной степени очистке.

При эксплуатации угольных и сланцевых месторождений в СНГ ежегодно на дневную поверхность откачивается до

шахтных и карьерных вод. Около половины их солоноватые, относятся к типу кислотных.

Очень велико влияние сброса сточных вод горных предприятий в малые и средние реки, в результате чего их сток может возрасти в

и более раз. При этом изменяются качество и тепловой режим вод в этих водоемах. Исследования показали, что при сбросе шахтных вод в реки Донбасса поступает более растворенных солей. Минерализация воды в реках возрастает более чем в 2 раза, содержание сульфатов — в 3, а взвешенных частиц — в раз и более.

Обогащение минерального сырья - также существенный источник поступления в окружающую среду загрязненных вод. Так, средний расход воды на 1 т обогащаемой горной массы для угля и горючих сланцев составляет

, для железной руды в зависимости от применяемых методов обогащения - , для апатитовой - .

Водно-шламовое хозяйство - технологический комплекс водоснабжения, обработки сточных и оборотных вод, а также шламов и мелких отходов (хвостов) обогащения. Действует на обогатительных фабриках, применяющих мокрые методы обогащения. С помощью его установок осветляются и очищаются воды, сгущаются, обезвоживаются и складируются шламы и отходы обогащения, из шламов извлекаются ценные компоненты. На фабриках, обогащающих угли для коксования, выделяют три основных типа схем водно-шламового хозяйства: одностадийную, двухстадийную, комбинированную. Одностадийная схема применяется на фабриках, расходующих не более

воды на обогащаемого угля; шламовая вода после удаления из нее частиц угля крупностью более поступает на флотацию без предварительного сгущения. При двухстадийных схемах вся шламовая вода после классификации твердой фазы поступает на сгуститель; на флотацию подается только сгущенный продукт, а слив сгустителя возвращается в технологический цикл гравитационного отделения. Недостатки схемы связаны с размещением аппаратов осветления оборотной воды на значительной площади, поскольку при этом не обеспечивается достаточной степени очистки, так как применение флокулянтов для ускорения осветления нарушает технологию последующей флотации. Наиболее перспективны комбинированные схемы, в которых перед флотацией сгущается только часть шламовой воды, позволяющая обеспечить оптимальную плотность пульпы.

На фабриках, обогащающих уголь, руды цветных или черных металлов, а также горно-химическое сырье мокрым магнитным или флотационным способом, водно-шламовое хозяйство включает также системы водооборота.

При очистке необходимо выделять промышленные и бытовые сточные воды. Количество бытовых сточных вод составляет около

на одного человека. В отличие от промышленных они поддаются почти полному биологическому разрушению, так как все содержащиеся в них примеси имеют органическую природу. Конечно, непромышленные сточные воды могут содержать и другие материалы, например остатки твердых пород, масла и др., но они легко отделяются на очистных станциях.

Предприятия горной промышленности США сбрасывают в природные бассейны ежегодно около

сточных вод, почти рек и ручьев и около водной поверхности загрязнены водами кислого и щелочного состава, поступающими из угольных разрезов.

Мероприятия по охране природных вод особенно актуальны для открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых, так как при таком способе вскрываются все водоносные горизонты, залегающие в разрабатываемой толще пород, причем депрессионные воронки охватывают обширные прилегающие территории. Так, если водозаборные системы и водоотлив подземного рудника им. Губкина создают депрессионные воронки, радиусы которых не превышают

, то депрессионные воронки Лебединского, Южно-Лебединского и Стойленского карьеров КМА при глубине распространяются на расстояние более ; при достижении проектной глубины радиус депрессионной воронки составит более , а ее площадь - порядка , что приведет к региональным нарушениям естественного режима поверхностных и подземных вод.

Депрессионная воронка подземных рудников может повлиять на территорию, в десятки раз превышающую площадь горного отвода. Количество вод, удаляемых из шахт и рудников, зависит от гидрогеологических условий месторождения и масштаба предприятия и может составлять

и более.

Помимо рудничных вод в окружающую среду поступают воды из отвалов и хвостохранилищ. Например, в настоящее время только на предприятиях Курской магнитной аномалии потери загрязненной воды при их инфильтрации из хвостохранилищ оцениваются в

, при этом максимальная высота подъема уровня подземных вод достигает .

Для обеспечения нормальных условий функционирования предприятий, поселков и городов необходимо надежное отведение от них сточных вод. Для этого используют канализационные системы, предназначенные для приема, транспортирования, очистки и выпуска сточных вод. Существуют два вида канализации: вывозная и сплавная. Вывозная канализация предусматривает аккумулирование сточных вод в специальных емкостях (приемниках) и периодическую вывозку их на очистные сооружения. При наиболее распространенной сплавной канализации сточные воды транспортируются по трубопроводам, лоткам, канавам и каналам самотеком или под напором, создаваемым насосами.

В зависимости от вида принимаемых и транспортируемых сточных вод системы канализации подразделяются на общесплавную, когда все виды сточных вод отводятся совместно; раздельную, когда различные виды сточных вод отводятся по самостоятельным сетям, и полураздельную, когда одни виды сточных вод отводятся совместно, а другие раздельно. Кроме того, канализационные сети могут быть открытыми и закрытыми.

Под нормами водоотведения понимается максимально допустимое при производстве единицы продукции или выполняемой работы количество отводимых сточных вод. В основе норм водоотведения шахт и разрезов лежат удельные значения притоков шахтных, карьерных и дренажных вод. Задачи нормирования и классификация норм водоотведения аналогичны нормам водопотребления.

Экологическая стратегия горного предприятия в рациональном водопользовании должна базироваться на учете водного фактора на всех уровнях горного цикла, начиная с геологоразведки месторождения и заканчивая использованием полученного продукта потребителем. На стадии обоснования схем вскрытия и разработки месторождения необходимо предусматривать мероприятия, максимально снижающие водопротоки и нарушения гидрологии района.

По степени экологичности применяемые системы водосбора и водоотлива можно классифицировать на три группы. К первой группе - пассивной - относятся системы, основная цель которых - откачка вод из горных выработок. Вторая группа - активная - объединяет системы, предназначенные для выдачи на поверхность вод со стабильными параметрами качества и сниженным содержанием взвешенных веществ (для чего необходимы большие размеры водосборников и резервуаров осветлителей). Наиболее прогрессивна малоотходная группа систем водосбора и водоотлива, в которых максимально используется шахтная вода без предварительной выдачи ее «на гора». При этом к мероприятиям активной системы добавляются селективная откачка и специальные очистные сооружения, размещенные в подземных горных выработках (использование пород выработанного пространства для первой стадии очистки шахтной воды — на примере использования системы Дон-1, производительностью

, снижают содержание взвешенных частиц со до . В этих системах предусматривается раздельный водосброс).