Охрана природных ресурсов

В горных выработках обычно присутствует вода, поступающая из массива и с поверхности Земли. Эти воды обычно сильно загрязнены и, если они без соответствующей очистки попадают в естественные водоемы или водоносные горизонты, тосами становятся загрязнителями. Некоторые полезные ископаемые и твердые отходы горного производства (включая вскрышные породы) при открытом хранении под действием атмосфер

ных осадков могут растворяться и загрязнять природные открытые водоемы и подземные воды. Существенное изменение состава природных вод может происходить в результате неорганизованного сброса карьерных или дренажных вод.

В большинстве случаев подземные воды в природных условиях обычно пригодны для питьевого и бытового водопользования. Однако в некоторых случаях даже незначительное снижение уровня пресных подземных вод, водоносный горизонт которых имеет связь с минерализованными или химически загрязненными водами, может нарушить сложившееся гидрохимическое равновесие. Степень влияния зависит от фильтрационных свойств пород, гидрогеологических структурных условий района месторождения, условий питания водоносных горизонтов, режима работы дренажных устройств и т.п.

Атмосферные осадки, выпадая на промплощадки, отвалы, откосы и площадки уступов, образуют дождевые или талые сточные воды.

Сточные воды карьеров формируются в основном из карьерных, дренажных и атмосферных сточных вод. При использовании гидравлических способов разработки и переработки полезных ископаемых значительных объемов достигают технологические сточные воды. В больших объемах используется вода для обогащения полезных ископаемых. Водопритоки в горные выработки могут достигать больших величин. Например, на карьерах Соколовско-Сарбайского ГОКа притоки подземных вод достигают 1600-3000 м3/ч, по Кривбассу - 2600-3300 м3/ч.

Притоки воды в открытое карьерное пространство зависят от развития горных работ и характера ресурсов подземных вод. С увеличением площади отработанного пространства при значительных динамических ресурсах подземных вод водопритоки растут, при ограниченных динамических ресурсах - остаются постоянными, при статических запасах - уменьшаются со временем. С увеличением водопритоков происходит изменение состава карьерных вод.

Обводненность карьеров характеризуется величиной среднегодовых водопритоков и коэффициентом водообильности, представляющим отношение водопритоков к производственной мощности горного предприятия. Эти величины изменяются в достаточно широких пределах. Например, среди угольных бассейнов наибольшей обводненностью отличается Прибалтийский бассейн горючих сланцев, а наименьшей - Экибастузский бассейн (табл.5.5).

Таблица 5.5

Характеристика обводненности основных угольных и сланцевых бассейнов и месторождений

Прогноз притоков подземных вод в горные выработки в динамике развития горных работ может выполняться методами гидрогеологических аналогий, позволяющих определить общий приток воды в карьер на основе сравнений, например, глубины и площади отработки:

, (5.13)

где Q, Q1 - соответственно прогнозируемый и фактический притоки;

F, F1 - площадь карьера на уровне дневной поверхности соответственно на расчетный и фактический период времени;

Н, H1 - соответственно ожидаемая и фактическая глубина разработки.

В процессе осушения месторождения и откачки воды из карьера происходит кроме количественного истощения запасов подземных вод загрязнение и засорение водных объектов веществами, содержащимися в сточных водах, откачиваемых из карьера.

Состав и свойства карьерных вод зависят в основном от условий их образования и источников загрязнения. Одним из главных факторов, определяющих условия их образования, является геогидродинамическая зональность подземных вод, в соответствии с которой они разделяются по глубине на верхнюю, среднюю и нижнюю зоны. В верхней зоне с активным водообменом расположены грунтовые и артезианские воды при наличии активной циркуляции воды между водоносными горизонтами. В верхней части этой зоны преобладают маломинерализованные пресные гидрокарбонатные воды, а с увеличением глубины они переходят обычно в гидрокарбонатно-сульфатные. В средней зоне расположены воды с высокой минерализацией, образующиеся путем смешения инфильтрационных вод с водами засоленных слоев морских осадков. В средней зоне встречаются сульфатные, натриево-кальциевые и гидрокарбонатные натриевые воды, переходящие в хлоридно-гидрокарбонатные и натриевые. В нижней зоне с застойным водообменом обычно расположены хлоридные воды с концентрацией рассолов.

Кроме того, химический состав карьерных вод определяется активностью выщелачивания и окисления минералов горных пород, вызванных изменениями в процессе строительства и эксплуатации карьера.

Состав и свойства карьерных вод изменяются в очень широком диапазоне в пределах как одного и того же месторождения, так и в границах одного и того же карьерного поля. Одним из основных показателей состава карьерных вод является их минерализация, представленная ионами хлоридов, сульфатов, гидрокарбонатов кальция, магния, натрия и других элементов. По данным ВНИИ О Сугля 5% угольных шахт и разрезов имеют минерализацию до 1 г/л, 22% - 1-2 г/л, 69% - 2-7 г/л, 3% - 7-20 г/л и менее 1 % - свыше 20 г/л. Пресные воды распространены в основном в Кузнецком, Печорском и Прибалтийском бассейнах, солоноватые и сильносолоноватые - в Карагандинском и Донецком бассейнах.

 Скачать реферат