Охрана природных ресурсов

Рис.5.3 Схема искусственного восполнения запасов подземных вод:

1 - скважины поверхностного дренажа; 2 - дренируемый водоносный горизонт; 3 - уровень подземных вод; 4 - водопоглощающая скважина; 5 - насосная установка

Восполнение запасов подземных вод возможно также за счет накопления откачиваемой воды в от

крытых водоемах, связанных системой трещин с водоносными горизонтами.

Другим способом сохранения природных вод является оборотное водоснабжение. Этот способ в горной промышленности нашел широкое распространение. Так, например, гидравлический способ разработки в большинстве случаев осуществляется на оборотном водоснабжении. То же самое и при эксплуатации хвостохранилищ обогатительных фабрик. Большинство горных предприятий, использующих воду для технологических целей, предъявляют к ее качеству более низкие требования, чем требования существующих правил охраны водных источников к сбрасываемым стокам. Так, например, к воде для охладительных целей требования очистки в несколько раз меньше, чем при сбросе воды в водоем. На 1 т добытой и обогащенной медной руды обычно расходуется 80 м3 чистой воды, а при замкнутом цикле ее потребуется только 4 м3.

На Лебединском ГОКе 98,8 % потребности в воде осуществляется за счет повторного ее использования. Речная вода используется только на компенсацию испарения и фильтрационных потерь в хвостохрани-лище. Следовательно, использование частично очищенных стоков в техническом оборотном водоснабжении может быть решением проблемы рационального использования водных ресурсов. Оборотное водоснабжение позволяет значительно снизить расход чистой воды и предотвратить загрязнение природных вод промышленными стоками.

Одним из способов защиты природных вод от загрязнения является подземное захоронение промышленных стоков. Вблизи выброса промстоков изыскивают геоструктуры, пригодные для создания в них подземных водохранилищ. Следует отметить, что эта работа довольно сложная, трудоемкая и капиталоемкая. Другой способ - сооружение водопоглотительных устройств, через которые промышленные стоки закачивают в недра земли. Этот способ проще и дешевле при устройстве и эксплуатации подземных водохранилищ. Однако подземное захоронение в большинстве случаев не решает проблемы охраны природных вод. Это объясняется тем, что в зоне замедленного водообмена происходит движение подземных вод и загрязнение воды. Иногда через довольно продолжительное время они попадают или в зону активного подземного водообмена, или поднимаются на поверхность. В результате этого подвергаются загрязнению подземные воды или поверхностные водоемы. Поэтому подземное захоронение, по всей видимости, может найти применение при небольших объемах промышленных стоков с большой концентрацией загрязнителей.

Истощение водных ресурсов и их загрязнение могут быть существенно уменьшены за счет создания надежной водозащиты карьера от подземных и поверхностных вод. Защита карьеров от воды предусматривает выполнение следующих мероприятий: защита от поверхностных вод путем перехвата склонового стока, экранирования или переноса русел водотоков и отвода вод из водоемов; защита от подземных вод с помощью дренажных и барражных сооружений с целью заблаговременного снижения уровня подземных вод до допустимых величин; регулирование стока и откачка карьерных вод, образующихся за счет статических запасов, "проскока" динамического потока подземных вод и атмосферных осадков; очистка и отвод воды за пределы технической границы карьера или зоны влияния его на режим подземных и поверхностных вод. Схемы мероприятий по защите карьеров от воды показаны на рис.5.4.

В качестве инженерных способов снижения притоков воды в горные выработки могут быть использованы гидрозавесы, пневмозавесы, противофильтрационные завесы (барражи) и др.

Гидрозавеса - это замкнутая по контуру область питания вокруг карьера (шахты), внутри которой находится зона дренажа. К недостаткам гидрозавес следует отнести необходимость постоянной перекачки большого количества воды, а также создания и поддержания в рабочем состоянии двух систем. Однако объем перекачиваемой воды можно снизить, внеся в грунт через циркулирующую воду кольматирующие вещества, и тем самым уменьшить водопроницаемость [29].

Метод пневмозавес основан на свойстве газа растворяться в воде. При этом растворимость газа обратно пропорциональна температуре воды. Если через специальные скважины нагнетать воздух в нижнюю область водоносного горизонта, то насыщенная газом вода будет двигаться в сторону с меньшим гидростатическим напором. А при уменьшении давления растворимый в воде газ переходит в свободное состояние. Пузырьки газа, застревая в мелких порах грунта, снижают водопроницаемость грунтов. Эффект возрастает, если подавать повышенное количество воздуха, и может наступить момент, когда пнев-мозавеса полностью исключит водоприток в горные выработки. Воздух нагнетают в водоносную зону через систему перфорированных труб, которые устанавливают в скважинах вокруг защищаемых горных выработок. Наиболее эффективно применение пневмозавес в напорных водоносных горизонтах. Это объясняется тем, что пузырьки воздуха скапливаются под верхним водоупором, создавая тем самым значительное сопротивление фильтрационному потоку.

Противофильтрационные завесы (барражи) имеют следующие преимущества: создается защита горных выработок от обводнения, сооружается практически водонепроницаемый экран, сохраняются ресурсы подземных вод как источника водоснабжения, уменьшаются затраты в 2-3,5 раза по сравнению с затратами на осушение традиционными способами.

Барражи создаются следующими способами: замораживанием грунта в виде ледоподобной стенки; нагнетанием в фунт специальных составов, уменьшающих водопроницаемость пород; проведением траншей и заполнением ее водонепроницаемым материалом и укладки в нее специальной пленки; путем проходки скважин буровыми станками с последующим нагнетанием в них кольматажного материала. Барражи в последнее время находят все более широкое распространение в отечественной и зарубежной практике. Этот способ хорошо себя зарекомендовал как с технической, так и с экономической стороны.

3.3 Защита природных вод от поверхностных источников загрязнения

Опыт эксплуатации горнодобывающих предприятий показывает, что наиболее экологически опасными объектами являются накопители промышленных стоков (хвостохранилища, шламохранилища, рассолосборники, пруды-накопители), на которые приходится до 70-80% всего объема загрязнений, выделяемых из поверхностных источников загрязнения.

Современные накопители промстоков (например, хвостохранилища обогатительных фабрик) представляют собой сложный комплекс гидротехнических сооружений, включающий системы гидротранспорта и гидроукладки промышленных отходов, осветления и отвода воды, а также системы оборотного водоснабжения, противо-фильтрационных устройств и т.п.

 Скачать реферат