Водного потока

Структура промышленных сточных вод и регулирование

Изменение режимов поверхностных и подземных вод

Самые существенные изменения гидрогеологических условий в горно-промышленных районах наблюдаются при строительстве карьеров и открытой разработке месторождений.

Изменения режимов подземных вод с заметными последствиями на растительный покров земли отмечаются на расстояниях 50-60 км от карьеров. В большую проблему вырастают вопросы водоснабжения городов и поселков. Интенсивно изменяются режимы подземных вод. Сокращаются запасы питьевой воды, снижается плодородие почв, деформируется ландшафт.

Для борьбы с ним в первую очередь проводятся различные дренажные мероприятия. В период строительства предприятий расходы на дренаж нередко составляют до 20-60% от общей стоимости работ. Велики они и в эксплуатационный период.

Нередко осушение осуществляется «открытым водоотливом», при котором поступающая вода по водоотливным канавам или траншеям стекает в водосборник и откачивается за пределы карьерного поля.

При значительной водоносности пород, характеризующихся высокой водопроницаемостью используют водопонижающие скважины, оборудованные погружными насосами.

При большой водоносности и невысокой проницаемости применяется шахтный способ осушения, при котором за границей карьерного поля располагают шахтные стволы, из которых проходят комплекс подземных горизонтальных дренажных выработок.

При сложных горногеологических условиях применяют комбинированное осушение, включающее одновременно все три вышеперечисленных способа. Так, при использовании одновременно дренажных штреков и водопонижающих скважин на Соколовско-Сарбайском месторождении удалось понизить уровень воды на 40 м.

При строительстве Лебединского карьера через сеть скважин и вырабо-ток откачивалось 2100-2200 м³/ч подземных вод, а из карьера более 660 м³/ч.

В зависимости от происхождения сточные воды разделяются на производственные, хозяйственно-бытовые и атмосферные.

Промышленные сточные воды строящихся шахт, рудников, карьеров формируются преимущественно из сопутствующих вод атмосферного и подземного происхождения, загрязненных вследствие водной эрозии отвалов пустых пород и некондиционных полезных ископаемых. Структура промышленных сточных вод горных предприятий представлена на рисунке 4.1.

Характер загрязнения этих вод аналогичен загрязнению при проведении геологоразведочных работ, но отличается большими объемам стоков и более высокой степенью минерализации воды. Степень минерализации сопутствующих вод увеличивается при системах разработки с обрушением и магазинированием руд.

При эксплуатации предприятий главными составными частями сточных вод действующих предприятий являются шахтные (карьерные) воды, а также стоки причинами которых могут быть атмосферные осадки (дождь, талые воды), которые дренируются через толщу отвалов горных пород, загрязняясь агентами, которые они выщелачивают из материала отвалов, поверхностные водотоки, загрязненные вследствие эрозии отвалов пустых пород и некон-диционных полезных ископаемых.

Основной составляющей частью шахтных и карьерных вод являются сопутствующие воды, поступающие из водоносных горизонтов. К основным источникам загрязнения сопутствующих вод относятся массы разрушенных пород и полезного ископаемого в забоях, внутренние отвалы вскрышных пород и эродирующая поверхность (особенно нерабочих бортов карьеров).

Воды, стекающие с внешних породных отвалов и с отвалов некондиционных полезных ископаемых в относительно небольших количествах поступают в выработки карьера через борта или по поверхности. Эти воды становятся при открытой и подземной разработке источниками загрязнения поверхностных водоемов и подземных вод.

Нередко, особенно в угольных шахтах количество сопутствующих вод резко возрастает вследствие внезапных прорывов воды из водоносных горизонтов, из затопленных горных выработок и подрабатываемых поверхностных водоемов, а также прорыва паводковых и ливневых вод при подработке оврагов и балок.

Атмосферные осадки и паводковые воды

Подземные воды, верховодка, грунтовые воды, воды подземных горизонтов

Водозабор из поверхно-стных и подземных вод

Сопутствующие воды

Технологические воды

Воды, стекающие с породных отвалов

Шахтные карьерные воды

Рисунок 4.1 – Классификация сточных вод

Прорывы сопровождаются интенсивным размывом и разрушением пород и выносом в выработки значительного количества песка и ила, материальными потерями горношахтного оборудования, а иногда и человеческими жертвами.

При открытой разработке месторождений количество сопутствующих вод определяется обводненностью пород и атмосферными садками. Во многих случаях количество этих вод достигает больших значений, что усложняет и понижает эффективность горных работ.

Технологические воды, объем которых при традиционных способах подземной разработки относительно невелик (редко превышает 10% от общего объема шахтных вод), загрязняются мелкодисперсными минеральными частицами и химическими растворами при бурении шпуров, скважин, при пылеподавлении и пылезащите. Обогащение вод преимущественно мелкодисперсными частицами пород наблюдается также при гидрозакладочных работах.

Технологические воды при открытой разработке рудных, нерудных и угольных месторождений используются в умеренных количествах при бурении скважин, пылеподавлении и в значительных количествах для гидроотбойки, гидротранспортровки и сооружении гидроотвалов вскрышных пород

Значительное количество технологических вод используется при открытой разработке россыпей, так как гидроотбойка, гидротранспортировка разрушенных пород по полигону, промывка песков являются водоемкими процессами. На гидроразработках расход технологической воды составляет в среднем от 10 до 50 м³/м³ горной массы. Воды, заполняющие дренажные разрезы относятся к технологическим водам.

При скважинном подземном выщелачивании используется значительное количество технологических растворов, содержащих вредные вещества первого и второго классов опасности, такие как цианиды натрия или калия с концентрацией 0.02–0.3% и щелочные растворы КОН и NaOH. Основной проблемой подземного выщелачивания является обеспечение защиты от проникновения промышленных растворов в подземную гидросеть. В связи с этим требуется тщательное геологическое изучение объекта, особенно в плане тектонических нарушений. При наличии разломов или зон трещиноватости необходимо проведение работ с целью создания искусственных водонепроницаемых экранов путем закачки бетонной смеси в плоские щели, сформированные методом гидроразрыва, который разработан в институте Горного дела СО РАН.

Дата добавления: 2014-10-15