Повышение экологической безопасности водоемких процессов добычи угля в Кузбассе

• Автор: Скрынник, Леонид Степанович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 288 с. : ил.

Содержание
Введение.

1. Экологизация процессов добычи угля при реструктуризации

и развитии угольного производства в Кузбассе

1.1. Экологические последствия разработки угольных месторождений в Кузнецком бассейне

1.2. Воздействие на природные объекты

водомких технологических процессов добычи угля.

1.2.1. Влияние на окружающую природную среду гидравлической разработки четвертичных отложений на угольных разрезах.
1.2.2. Загрязнение водной среды на шахтах, применяющих гидравлическую закладку и профилактическое проиливание выработанного пространства

1.3. Цель и задачи исследования.

Выводы.
2. Характеристика дисперсных систем водомких
технологических процессов
2.1. Методика исследований.
2.2. Образование дисперсных систем. Их концентрационная и гранулометрическая характеристика
2.3. Изменение состава дисперсных систем при их движении в породных массивах
2.4. Предельное насыщение дисперсных систем в замкнутых схемах водоснабжения.
Выводы.
3. Структурнотекстурные особенности и фильтрационные свойства техногенных породных массивов на шахтах и разрезах.
3.1. Методика исследований
3.2. Гранулометрический состав породных массивов
3.3. Особенности строения техногенных массивов
3.4. Фильтрационные свойства техногенных массивов
горных пород и их пространственновременные изменения
3.5. Формирование фильтрационных зон в массивах
Выводы.
4. Математическое моделирование техногенных породных массивов и элиминирования дисперсных частиц при фильтрации суспензий.
4.1. Существующие структурные модели горных пород.
4.2. Моделирование породных массивов со случайной упаковкой кусков.
4.3. Определение структурных характеристик
породного массива
эффективности
4.4. Прогнозированифильтрационной очистки воды от взвешенных породных частиц
Выводы.
5. Исследование физикохимического способа разделения дисперсных систем в замкнутых схемах водоснабжения технологических процессов добычи угля
5.1. Показатели флокулирующей активности синтетических флокулянтов и методика исследования.
5.2. Выбор эффективных флокулянтов.
5.3. Определение оптимальных расходов полиакриламида
и полиэтиленимина при осветлении оборотной воды
5.4. Способы повышения флокулирующей активности полиакриламида.
5.5. Исследование деструкции флокул, образованных ПАА и ПЭИ при транспортировании с заиловочной и закладочной пульпой по трубопроводу
Выводы
6. Разработка экологически безопасных схем водоснабжения технологических процессов добычи угля
6.1. Разработка схем замкнутого водоснабжения гидрозакладочных комплексов.
6.1.1. Промышленная установка для приготовления и дозирования рабочих растворов флокулянтов
6.1.2. Прогнозирование выноса дисперсных частиц отходящей отработанной водой из закладочных массивов при использовании флокулянтов
6.1.3. Результаты промышленных испытаний способа осаждения дисперсных частиц в закладочных массивах с помощью синтетических флокулянтов.
6.1.4. Рекомендуемые схемы замкнутого водоснаб
жения при гидравлической закладке выработанного пространства
6.1.5. Экологоэкономическая оценка рекомендуемых схем водоснабжения
6.2. Разработка технологии заиловочных работ с использованием синтетических флокулянтов
6.2.1. Приготовление исходной заиловочной
пульпы.
6.2.2. Приготовление и дозировка растворов флокулянтов в заиловочную пульпу.
6.2.3. Технология централизованного сгущения заиловочной пульпы и оборотного водоснабжения заиловочного комплекса
6.2.4. Технология локального сгущения заиловочной пульпы
6.2.5. Особенности ведения заиловочных работ при формировании изоляционных барьеров поясов исходной пульпой, обработанной флокулянтами
6.3. Разработка технологии водоснабжения гидровскрышных работ с очисткой оборотной воды в отвальных массивах
6.3.1. Схемн замыва наносов в отвальные массивы коренных пород вскрыши
6.3.2. Промышленные испытания совместной укладки наносов и коренных пород, разрабатываемых гидравлическим способом.
6.3.3. Экологоэкономическая оценка разработанной технологии водоснабжения гидровскрышных работ.
Выводы
Заключение
Литература


Значительное влияние разработка угольных месторождений оказывает на состояние водных ресурсов бассейна, что выражается в истощении подземных водоносных горизонтов, исчезновение малых рек и ручьев, загрязнении поверхностных водоемов и рек. Существенно развитые сети горных выработок шахт и разрезов представляют собой мощные дренажные системы, функционирование которых приводит к образованию депрессионных воронок, охватывающих значительные площади. Ежедневно из горных выработок откачивается около одного млн. Кроме снижения продуктивности сельского хозяйства понижение уровня грунтовых вод является причиной исчезновения малых рек и ручьев. Большой вред в этом отношении наносится открытыми горными работами. Значительный сброс шахтных и карьерных вод, содержащих посторонние примеси, ведет к загрязнению водных объектов приемников сточных вод. Это усугубляется интенсивным развитием открытой угледобычи и таких технологических процессов горного производства, как гидровскрыша, гидродобыча, гидравлическая закладка и профилактическое заиливание выработанного пространства, требующих значительные объемы воды. В настоящее время на шахтах и разрезах Кузбасса функционирует 7 очистных сооружений, в том числе более 0 по очистке шахтных и карьерных вод, однако объем загрязненных стоков, сбрасываемых предприятиями угольной промышленности в водоемы области, ещ велик и превышает млн. Основными источниками загрязнения атмосферы являются котельные, сушильные установки обогатительных фабрик и горящие породные отвалы. Основной причиной низкой эффективности природоохранных мероприятий является недостаточная изученность особенностей воздействия горных работ на окружающую среду и, как следствие, необъективный выбор рациональных технологий разработки месторождений, при проектировании очистных сооружений, восстановлении нарушенных земель, а также при простом механическом переносе технических решений, имеющихся в других бассейнах и отраслях промышленности, в совершенно иные условия горногеологические, горнотехнические, климатические и т. Кузнецкий угольный бассейн, в котором запасы каменных углей насчитывают ,9 млрд. России, имеет наибольшие негативные последствия по воздействию на окружающую среду. Ущерб от вредного воздействия угольных предприятий Кузбасса составляет 5 млн. Таблица 1. России на окружающую среду, млн. Продолжение табл. Восточный Донбасс 9,5 ,5 ,9 9,0 . Поэтому, основными экологическими задачами в Кузбассе являются разработка и внедрение эффективных и экологичных мероприятий по охране и восстановлению земли, воздуха, утилизации отходов и, особенно, предотвращению загрязнения и истощению водных ресурсов региона. Ежегодно в водные объекты Кемеровской области поступает ,8 млн. Со сточными водами в водные объекты поступает 6, тыс. Только разрезами Кузбасса сбрасывается в водомы 5, тыс. Таблица 1. Сброс сточных вод в г. Продолжение табл. Как следует из данных табл. При открытой разработке угольных месторождений Кузбасса наиболее водомким технологическим процессом является разработка земляных и горных пород с применением гидромеханизации. Как видно из рисунков 1. Снабжение водой при гидромеханизации вскрышных работ осуществляется, как правило, по оборотной схеме с осветлением воды на гидроотвалах. И месяц
9
Рис. Общие объемы поступления воды на разрезы Кузбасса тыс. Рис 1. Общие объемы использования воды на разрезах Кузбасса в течение года тыс. ВНИИОСуголь . Как указано в работе , опасная в отношении износа оборудования мутность оборотной воды, содержащая взвесь из пылеватых и глинистых частиц, составляет более 5 гдм3. При сбросе воды в водные объекты концентрация дисперсных частиц должна быть значительно ниже и соответствовать требованиям правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. По сравнению с другими внешними отвалами гидроотвалы отличаются наибольшей землемкостью. Если для размещения 1 млн. В настоящее время на разрезах холдинга Кузбассразрезуголь и самостоятельных разрезах имеется гидроотвалов общей площадью более 5,3 тыс. Таблица 1. Разрез гидроотвал Пло щадь, га Максимальная высота, м Объем уложенных грунтов, млн. Укладываемый годовой объем, млн. Продолжение табл.