Вплив гірничодобувного комплексу на параметри навколишнього середовища на прикладі Бондарівського родовища кристалічних порід Житомирської області с. Бондарівка

Рівень І відповідає гранично допустимій концентрації (ГДК). Стосовно до забруднення повітря ГДК визначається як "концентрація, що не робить прямої чи непрямої шкідливої і неприємної дії на людину, не знижує його працездатності, не впливає на його самопочуття і настрій, а також на рослинність, клімат, прозорість атмосфери і санітарно-побутові умови життя".4

2.3 Вплив гірничих розробок на водний басейн

2.3.1 Гідросфера, її склад та функції

Гідросфера, або водна оболонка Землі - це її моря та океани, крижані шапки полярних районів, річки, озера й підземні води. Запаси води на Землі величезні - 1,46109 км3. Але це переважно гірко-солона морська вода, непридатна до пиття та технологічного використання. Прісна вода становить усього 2% від її загальної кількості на планеті, причому 85% її зосереджено у льодовикових щитах Гренландії та Антарктиди, в айсбергах і гірських льодовиках. І лише 1% прісної води містять річки, озера і підземні води; саме ці джерела й використовує людство для своїх потреб.

Вода виконує дуже важливі екологічні функції:

· вода - це головна складова частина всіх живих організмів (тіло людини, наприклад, на 70% складається з води, а деякі організми, такі як медуза, на 98-99%);

· за участю води здійснюються чисельні процеси в екосистемах (наприклад, обмін речовин, тепла);

· води Світового океану - основний кліматоутворюючий фактор, головний акумулятор сонячної енергії й “кухня” погоди для всієї планети;

· вода - один з найважливіших видів мінеральної сировини, основний природний ресурс, що споживається людством.

Велику роль відіграє гідросфера у формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, розвитку екзогенних процесів (ерозія, карст тощо), а також перенесення хімічних речовин, у тому числі й забруднювачів довкілля. 8

2.3.2 Забруднення водного басейну

Забрудненими гірничопромисловими (промстоками) називають води, які в процесі використання настільки забруднюються початковою сировиною, що їх не можна не тільки вживати надалі, але і скидати без очищення із-за токсичності, агресивності або інших негативних властивостей. З урахуванням вигляду і змісту забруднень промстоків відводять і очищають одним загальним або декількома самостійними потоками залежно від основних забруднювачів. Тим самим спрощують обробку промстоків, а також запобігають утворенню вибухо- і вогненебезпечних продуктів або виділенню отруйних газів при взаємодії речовин, що містяться в різних видах промстоків.

Забруднені зливові води утворюються на сильно забруднених ділянках території підприємств: стоянках транспорту, відкритих майданчиках для зберігання сировини, відходів виробництва і тому подібне У цих водах найчастіше містяться зважені речовини (пил, грязь, нафтопродукти і ін.), які потрапляють в зону дії зливи. Об'єм забруднених зливових вод нерідко буває вельми значним.

Промислові стічні води характеризуються рядом параметрів - кількістю та фізико-хімічними властивостями розчинених, емульсованих тавзважених домішок речовин, ступенем їх токсичності, лужністю або кислотністю, органолептичними характеристиками (запах, смак, колір).

Поняття водний фонд включає: поверхневі води, водотоки, водойми та льодовики. Поняття водні ресурси включає: біологічні, енергетичні та мінеральні ресурси. Водокористування - це використання води без вилучення її з місць природної локалізації (риболовства, судноплавство, енергетика). Водоспоживання - використання води із вилученням її з місць природної локалізації із частковим або повним необоротним витрачанням і поверненням її в джерела водозабору у зміненому стані. Водний баланс - кількісне співвідношення між елементами, що визначають надходження водних мас та їх відтік із однієї зони аерації в іншу стосовна одиниці площі за одиницю часу.

?W = Н - В ± g ±Р, де

Н - надходження водних мас в зону аерації

В - відтік водних мас через умовний переріз із однієї зони аерації в іншу

g - вертикальний водообмін між поверхневими та ґрунтовими водами

Р - вертикальний водообмін між ґрунтовими і артезіанськими водами

Виробничі стічні води (СВ) отримані внаслідок їх використання в технологічних процесах поділяють на:

1. Забруднені виробничі СВ

забруднені мінеральними домішками

забруднені органічними домішками

забруднені мінеральними та органічними домішками (комбіновані)

2. нормативно чисті виробничі СВ (отримані після осушення родовищ, не використані)

Джерела забруднення гідросфери ВГР

1. забруднення кар'єрних вод зваженими частинками КК та вміщуючи порід, які утворилися при бурінні свердловин та шпурів, при подрібнені породи вибуховим способом, при роботі прохідних та очищувальних комбайнів при навантажувально-розвантажувальних і транспортних роботах

2. забруднення у зв'язку з високим рівнем механізації гірських робіт

3. в результаті гниття деревних кріплень шахти та інших конструкцій відбувається бактеріальне забруднення

Структура промислових стічних вод гірських підприємств представлена на схемі 1.

Вплив гірничого підприємства на водний басейн

1. зміна водного режиму окремої території

2. забруднення води

3. засмічення води

Зміна водного режиму

При будівництві та експлуатації кар'єрів (розрізів) підземних транспортних та комунальних тунелів суттєві ускладнення виникають із-за наявності поверхневих і підземних вод:

деформація земної поверхні

деформація гірських виробок

зниження продуктивності роботи технологічного обладнання

ускладнення проведення вибухових робіт

ускладнення проведення бурових робіт

Тому першочерговою особливістю гірничого виробництва є осушення родовищ корисних копалин.

Осушення в гірській справі -- сукупність технічних заходів, що знижують обводненість родовищ корисних копалини і регулюючий режим притоку води в гірські вироблення при будівництві гірських підприємств і експлуатації родовищ зі складними гідрогеологічними умовами. Тим самим створюються економічно ефективні і безпечні умови ведення гірських робіт, а також забезпечується охорона надр і водних ресурсів. Тому, як правило, роботи видобувні роботи супроводжуються штучним водопониженням. Скидання відкачуваних і стічних вод веде до забруднення поверхневих водних об'єктів різними солями, нафтопродуктами і важкими металами.

Основні способи осушення родовищ корисних копалин:

І. водопониження шляхом проведення гірничих виробок

ІІ. Відкачування води за допомогою насосного обладнання (або вивід води самотечією; для цього необхідно зробити потрібний нахил робочого горизонту), а потім скидання об'ємів кар'єрних вод в гідрографічну мережу за лінію водорозділу.

Осушення включає відведення поверхневих вод, зниження рівня підземних вод, відкачування і відведення води з гірських вироблень за межі родовища корисних копалини. Для відведення поверхневих вод (із заболочених ділянок, озер, річок) виконують:

* перехоплення стоку схилу за допомогою нагірних канав і гребель;

* екранування русел водоприток в межах шахтних і кар'єрних полів;

* видалення води самоплив з водоймищ і водотоків за межі родовища корисних копалини по канавах, трубам або відкачуванням насосами. 11

При осушені родовищ за допомогою насосного обладнання потрібно звернути увагу на:

1)На якій відстані знаходиться лінія водорозділу від ділянки гірничого підприємства, вибираємо най блищу

2)Потрібно уважно вивчити гідрографічну мережу території, щоб не відбулося зворотного водовиливу об'ємів кар'єрних вод

Схема 1

Структура промислових стічних вод гірничих підприємств

1 - буріння шпорів та свердловин; 2 - гідровідбивання; 3 - розчинення та вилужування корисних копалин; 4 - пилоподавлення, пилозахист; 5 - гідротранспорт; 6 - спорудження гідровідвалів; 7 - живлення дражних полів.

Для зниження рівня підземних вод на ділянках ведення гірських робіт використовують дренажні пристрої.

Дренаж -- спосіб осушення території родовищ корисних копалини і масивів гірських порід шляхом збору і відведення підземних гравітаційних вод в природні русла (ріки, озера і тому подібне) або штучні споруди (канали, гірські вироблення тощо). Дренажні пристрої розділяються на поверхневі, підземні і комбіновані. До поверхневих відносяться ті, що вертикальні водопонижують і водопоглинаючі свердловини, горизонтальні дренажні свердловини, голкофільтрові установки і випереджаючі поверхневі траншеї, до підземних -- дренажні штреки, крізні фільтри, свердловини, що повстають, водопонижуючі колодязі, а також випереджаючі вироблення (горизонтальні до похилі свердловини). Комбіновані дренажні пристрої включають комплекс поверхневих і підземних вироблень.

Водопонижуючі свердловини (діаметром 200...800 мм) бурять для зниження рівня (натиску) у водоносних горизонтах потужністю понад 10 м, що залягають на глибині 25...500 м, і що характеризуються коефіцієнтом фільтрації більше 1 м/доб., до підошви горизонту, при перетині горизонту встановлюють фільтри або перфоровані труби (у тріщинуватих породах). Після прокачування і очищення (зазвичай ерліфтом) свердловина обладнується потужним насосом.

Горизонтальні дренажні свердловини (діаметром 50...300 мм, завдовжки 50... 100 м) споруджують для самотечного осушення уступів кар'єрів в піщаних породах. Голкофільтрові установки з коефіцієнтом фільтрації 0,2...0,3 м/сут дозволяють тимчасово і локально знизити рівень підземних вод в піщаних і піщано-глинистих породах від 7...8 м (пересувні) до 24 м (ежекторні). За допомогою випереджаючих траншей знижується рівень води в малопотужних (до 10 м) і неглибоко (до 15 м) залягаючих водоносних горизонтах. Дренажні штреки призначені для дренажу корисних копалини і водоносних горизонтів, розташованих поблизу крівлі і ґрунту корисної копалини. Дренаж здійснюють через стінки вироблень, природні тріщини і тектонічні порушення, а за наявності водотривких порід (потужністю більше 2...3 м) в крівлі і ґрунті корисної копалини -- за допомогою дренажних свердловин. Дренажні штреки споруджуються на кар'єрах зі складними гідрогеологічними умовами.

Крізні фільтри -- свердловини діаметром 100...500 м, пробурені із земної поверхні до крівлі підземного вироблення (або дренажного штреку), обсаджені трубами, обладнані фільтрами в інтервалі водоносних порід; призначені для дренажу водоносних горизонтів потужністю більше 15 м, що залягають над корисним копалиною на відстані понад 30 м. Свердловини (діаметром 50... 125 мм), що повстають, бурять з підземних гірських вироблень і обладнали фільтрами в інтервалі водоносних горизонтів. Їх застосовують для дренажу водоносних горизонтів, що залягають на відстані 2...30 м від крівлі вироблення.

Водопонижуючі колодязі -- вертикальні гірські вироблення, які закладають на знижених ділянках ґрунти вироблення для пониження натиску у водоносних горизонтах, що залягають нижче за підошву вироблення. Для відкачування води вживають відцентрові насоси.

Тривалий дренаж водоносних горизонтів порушує гідравлічні і гідрохімічний режими підземних і поверхневих вод в районах експлуатації родовищ (знижує рівень підземних вод в радіусі декількох десятків кілометрів, сприяє появі депресивних воронок, виснаженню водних ресурсів, забрудненню поверхневих водотоків і водоймищ шахтними і кар'єрними водами), змінює природний ландшафт. 11

На практиці використовують три способи водопониження.

І) водопониження з поверхні (спорудження дренажних споруд таких як свердловини і осушувальні канали безпосередньо на земній поверхні)

ІІ) підземний спосіб водопониження при якому засоби водопониження розташовують безпосередньо в гірничих виробках - водопонижуючі канали

ІІІ) комбінований

Зі збільшенням глибини гірничих виробок знижується і рівень підземних вод. Природний режим підземних вод порушується з моменту розкриття технологічними гірничими або дренажними вирубками першого від поверхні землі водоносного горизонту та після відкачування з нього води. При цьому запаси підземних вод скорочуються, а стан і якість поверхневих погіршується. На всій площі родовища виникає депресійна воронка.

Розмір депресійної воронки залежить від: геологічних та гідрогеологічних умов району родовища; тривалості розробки родовища; коефіцієнту фільтрації ґрунтів; площі та потужності пластів, який ми розробляємо; кількості дренажних точок та їх взаємного розташування; типу і розташування гірничої виробки; інтенсивності і тривалості водозабору та динамічного притоку води в кар'єр. Найбільші розміри депресійної воронки характерні для тріщинуватих та за карстових порід на деяких родовищах в межах депресійної воронки формується гідравлічний зв'язок декількох напірних водносних горизонтів (артезіанські води), що призводить до переливання води із вище розташованих горизонт ва у нжжні. Депресійна воронка при цьому охоплює водоносні горизонти і ґрунтові води різного тиру, що мають гідравлічний зв'язок із поверхневими водами. Це призводить до поповнення запасів підземних вод поверхневими водами. Розміри депресійної воронки обов'язково залежать від наявності і розташування поверхневих водотоків і водойм.

Вплив осушення родовищ корисних копалин на природне середовище

1. різкі зміни природного режиму поверхневих і підземних вод

2. зменшення запасів високоякісних прісних вод, які використовують для комунально-побутового комплексу

3. при спрацюванні динамічних запасів підземних вод виникає небезпека забруднення прісної води мінералізованою, що призводить до зниження якості води і робить не придатною для водоспоживання

4. скидання у поверхневі водотоки здренованих кар'єрних вод призводить до їх хімічного забруднення

5. зменшення запасів води, яка має бальнеологічні властивості

6. негативний вплив відвалів розкривних і вміщуючих порід, а також будівництва гідротехнічних споруд (ГТС) на режим, стан і динаміку руху поверхневих, ґрунтових і артезіанських вод. Великі за об'ємом відвали мають велику площу водозбору води атмосферних опадів, які стікають з поверхні відвалів, або ті, що фільтруються через товщу порід відвалів забруднюють і засмічують поверхневі води механічними, хімічними, токсичними і радіоактивними домішками. Інфільтрація води в основі відвалу і спорудження ГТС призводять до підняття рівня ґрунтових вод, до заболочення прилеглих територій та заболочення контуру основи самого відвалу

Забруднення вод

1. На гірничо-добувних підприємствах характерно значне перевищення об'ємів СВ над об'ємами водоспоживання для потеб забезпечення технологічних процесів. Дренажні води, які стікають із поверхні відвалів не можуть бути без відповідної підготовки і очистки використані в замкненому циклі гірничого виробництва; при відсутності очисних споруд недоброякісні СВ потрапляючи у поверхневі забруднюють їх: породним мінеральним пилом; зваженими частками; часточками глини; паливно-мастильними матеріалами; підвищеною температурою.

2. Геохімічні процеси, які протікають у водоймах і ґрунтах у зв'язку із розробкою родовищ КК східні за своїми властивостями із природними геохімічними процесами, що обумовлені зміною хімічного складу води, вітровою та водною ерозією та вивітрюванням гірських порід, але природно-геохімічні процеси протікають із малою швидкістю і суттєво не порушують рівновагу між геосистемами

3. Внаслідок перенесення ЗР на значні відстані локальний вплив гірничого підприємства переходить у регіональний (в основу покладено Закон України “Про надзвичайні ситуації” - класифікація НС за територіальним поширенням).

4. Негативний вплив дренованих вод на водотік малих та середніх річок України.

Засмічення вод

При відкритій розробці КК, які розташовані у безпосередній близькості до поверхневих водойм та водотоків, відбувається механічне засмічення водного басейну і як наслідок змінюється характер і зовнішній вигляд берегової прибережної зони (смуги). Відкачування і відведення вод за межі шахтних і кар'єрних полів здійснюється за допомогою пристроїв водовідливу і водовідведення. Система водовідливу підрозділяється на дільничних і загальношахтних.

Водозахист гірських вироблень -- система заходів щодо запобігання або обмеження надходження в гірські вироблення (головним чином в забої здобичі) поверхневих, підземних і шахтних вод. Водозахист від поверхневих вод включає заходи щодо осушення родовища корисних копалини і додатково: тампонування тріщин осідання на поверхні землі (у шахтах) глинистим та ін. матеріалом або вирівнювання і утрамбовування країв мульд осідання; застосування систем розробки без залишення вироблених просторів (з їх закладкою).

Водопритоки з гірських підприємств прямують по шляхах, що забезпечують мінімальне додаткове забруднення оточуючого середовища. Для цього риють ізольовані від гірського масиву водовідливні канави, на кар'єрах регулюють внутрішньокар'єрний стік, використовуючи тимчасові відстійники. Крім того, шахтні води очищають (освітлюють від механічних домішок, нейтралізують, витягують органічні сполуки, солі і метали фізичними, хімічними і біохімічними методами), використовують в замкнутому циклі гірничодобувного виробництва.

2.3.3 Склад стічних вод гірських підприємств

Залежно від походження стічні води розділяються на виробничі, господарсько-побутові і атмосферні.

Виробничі води підрозділяються на забруднені (мінеральними, органічними і мінеральними + органіческими домішками) і нормативно чистих.

Води, попутно витягувані при здобичі корисної копалини, розділяються на шахтні, кар'єрні і дренажні, які складають близько 90% всіх стічних вод гірських підприємств. Склад шахтних і кар'єрних вод змінюється в широкому діапазоні залежно від гірничо-геологічних, гідрологічних і технологічних умов. Дренажні води в більшості випадків відносяться до нормативно-чистих.

За значенням рН (водневого показника, що є негативним десятковим логарифмом концентрації водневих іонів) шахтні, кар'єрні і дренажні води ділять на нейтральні (рН = 6,5...8,5); кислі (рН < 6,5) і лужні (рН > 8,5).

За ступенем мінералізації розрізняють прісні (зміст сухого залишку до 1 г/л), слабосолонуваті (1...3 г/л), солонуваті (3...5 г/л), сильносолонуваті (5...10 г/л), солоні (10...25 г/л), сильно солоні (25...50 г/л) води, а також рассоли -- більше 50 г/л.

Чим вище мінералізація шахтних, кар'єрних і дренажних вод, тим вище їх жорсткість, яка коливається від 5 до 30 мг * экв/л.

Вміст зважених речовин в шахтних і кар'єрних водах коливається від 10...30 до 500...600 міліграм/л і вище, але зазвичай не перевищує 1000 міліграм/л, а нафтопродуктів -- від слідів до 0,2...0,8 міліграм/л і вище.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17