Виды и состав карьерных вод
Угольная отрасль Сибири вносит значительный вклад в загрязнение природных ресурсов отдельных регионов, создавая на их территории крупнотоннажные жидкие и твердые отходы при добыче и обогащении угля. К жидким отходам относятся сточные воды, образующиеся при работе угольных шахт и разрезов.
Сточные воды с территорий угольных карьеров, в том числе включающих и углеобогатительные фабрики, делятся на три составляющие [1]:
- карьерные (шахтные) воды;
- поверхностные (дождевые и талые) стоки с территорий;
- хозяйственно-бытовые сточные воды.
Объемы откачиваемых карьерных вод варьируются в очень широких пределах (от 10 до 4000 м3/ч) в зависимости от климатической зоны, геологической структуры в месте закладки шахты, размеров подземных выработок и других условий.
Большая часть карьеров имеет приток воды в горные выработки порядка 200-500 м³/ч. К группам обводненных (300-1000 м³/ч) и весьма обводненных (более 1000 м³/ч) относятся шахты и разрезы Сибирского региона.
Загрязнения
Исходные загрязнения шахтных и карьерных вод, поступающих на поверхность, определяются условиями выработки, применяемой горнопроходческой техникой, качественностью пылеподавления в забоях, правильностью эксплуатации подземных водосборников и водоотлива, характером почвенного слоя на поверхности и геологической природой пластов, расположенных над подземными выработками.
Основным, загрязняющим воду ингредиентом, являются взвешенные вещества (частицы угля, преимущественно – угольная мелкая пыль, и частицы сопутствующих пород). В шахтной воде в небольших количествах присутствуют нефтепродукты, в основном в виде минеральных масел.
Для большинства шахт и разрезов средняя концентрация загрязнений:
- взвешенные вещества не превышают 1000 мг/л,
- минерализация порядка 2000 мг/л [2].
Особенностью карьерных вод является то обстоятельство, что основная масса взвешенных веществ (до 70-80 %) представлена частицами крупностью менее 100 и даже 50 мкм, причем масса частиц размером менее 10 мкм также значительна и может достигать на некоторых шахтах 50-70 % [2].
Степень загрязнения карьерных вод органическими веществами, источником которых являются поверхностные почвенные слои, а также и некоторые сопутствующие угольным пластам слои, колеблется по угольным бассейнам, и для Сибирского региона биологическое потребление кислорода (БПКп) составляет 2-15 мг/л, а на некоторых шахтах – и более.
Схема очистки шахтных вод
Очистка шахтных вод на большинстве предприятий осуществляется традиционными методами – отстаивание, отстаивание с предварительной реагентной обработкой, отстаивание с предварительной реагентной обработкой и последующей доочисткой на волокнистых или зернистых промывных фильтрах. Но это не обеспечивает действующие ПДК (предельно допустимые концентрации) даже по основному виду загрязнений – взвешенным веществам – 4,25 мг/л. Поэтому практически на всех угольных шахтах и карьерах вынужденно действуют временные нормативы на сброс очищенной воды.
