ВОЗДЕЙСТВИЕ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ВОДНЫЙ БАССЕЙН
Использование водных ресурсов подразумевает: 1) водопотребление связано с изъятием воды из водоемов, водотоков, подземных водоносных пластов. При этом часть воды после использования, пройдя соответствующую очистку, возвращается в гидрографическую сеть или водоносные горизонты, а часть воды безвозвратно теряется, так как входит в состав промышленной или сельскохозяйственной продукции, испаряется, инфильтруется в грунты и не попадает в места водозаборов.
2) водопользование. При нем вода является средством производства и не изымается из источников. К системе водопользования относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, водный туризм и др.
Водное хозяйство в горной промышленности отличает то, что забор и сброс воды в процессе добычи превышает потребление воды на производственные нужды отрасли более чем в 3 раза причем для шахт в 7 раз, для разрезов – в 4, 5 раза. Водопотребление при добыче и переработке полезных ископаемых обычно связано с хозяйственно-бытовыми и коммунальными, производственными и техническими нуждами, пожаротушением.
Горнодобывающее производство оказывает 3 вида воздействия на водный бассейн: 1. 2. 3. изменение водного режима загрязнение вод засорение вод
1. Изменение водного режима - Происходит в результате осушения месторождений. Осушение в горном деле — совокупность технических мероприятий, снижающих обводненность месторождений полезных ископаемых и регулирующих режим притоков воды в горные выработки. Осушение включает в себя: отвод поверхностных вод, снижение уровня подземных вод, откачку вод из горных выработок за пределы месторождения полезных ископаемых. Поэтому, как правило, горнодобычные работы сопровождаются искусственным водопонижением. Только при добыче угля из шахт и разрезов откачивается около 14 км 3 воды в год.
Напорные трещинные воды в карьере Сорского месторождения. По системе трубопроводов производится откачка вод из карьера
В практике обычно используют три способа водопонижения: с поверхности - сооружение дренажных устройств (скважин, канав и т. д. ) непосредственно на земной поверхности ; n подземный - средства водопонижения располагают в горных выработках ; n комбинированный - сочетание способа водопонижения с поверхности и подземного. n
Естественный режим подземных вод нарушается с момента вскрытия технологическими горными или дренажными выработками первого от поверхности водоносного горизонта и после откачки из него воды. При этом запасы подземных вод сокращаются, а состояние и качество поверхностных вод существенно ухудшается.
Депрессионная воронка концентрическое понижение уровня подземных вод при отборе воды из горной выработки (колодец, скважина, карьер и т. д. ). По мере удаления от выработки величина снижения уровня уменьшается и стремится к нулю. Наибольшее понижение уровня создаётся непосредственно у выработки. Размеры ее зависят как от геологических и гидрогеологических условий района месторождения, так и от продолжительности его разработки.
Схема водозабора г. Томска и полигона захоронения жидких отходов СХК УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ: n n n 1 -изолинии снижения уровня подземных вод палеогенового водоносного комплекса, м; 2 -граница депрессионной воронки за период эксплуатации Томского водозабора (1973 -1997 гг. ); 3 - изолинии снижения хлора в подземных водах; 4 - водозаборы г. Северска (1, 2); 5 -эксплуатационные скважины водозабора;
На некоторых месторождениях в пределах воронки депрессии создается гидравлическая связь нескольких напорных водоносных горизонтов, что приводит к переливу вод из вышерасположенных горизонтов в нижние. Это способствует активизации инфильтрации, что приводит к подпитке подземных водоносных горизонтов поверхностными водами. Поэтому размеры депрессионной воронки зависят от наличия и расположения поверхностных водоемов и водотоков: чем ближе поверхностные воды к зоне разработки, тем меньше радиус депрессионной воронки. Таким образом, осушение месторождения приводит к резкому изменению естественного режима подземных и поверхностных вод.
На поверхности земли нарушение состояния подземных и поверхностных вод проявляется в: - полном осушении заболоченных участков, - уменьшении запасов вод в поверхностных водоемах и водотоках, - осушении колодцев и неглубоких водозаборных скважин, - исчезновении источников, небольших ручьев и речек. При прекращении откачек в связи с завершением горных работ со временем депрессионные воронки исчезают и режим подземных вод восстанавливается.
Наибольшее воздействие на водный режим оказывает открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых, так как вскрываются все водоносные горизонты, залегающие в разрабатываемой толще пород, и сами горные выработки обладают дренирующим эффектом. В связи с масштабами карьеров и интенсивностью водопонижения при открытых разработках размеры депрессионных воронок достигают больших значений, охватывая обширные прилегающие территории. Велико влияние сброса дренажных вод горных предприятий на сток малых и средних рек, в результате чего он может возрасти в 1, 5 -3 и более раз.
Существенное влияние на режим и состояние поверхностных, грунтовых и подземных вод оказывают отвалы и гидротехнические сооружения горных предприятий (гидроотвалы, хвосто- и шламохранилища, водохранилища и пр. ). Крупноплощадные отвалы обладают большой площадью водосбора. Воды атмосферных осадков, стекающие с поверхности отвалов или профильтровавшиеся через толщу пород, загрязняются и засоряются и, в свою очередь, загрязняют и засоряют поверхностные водоемы и водотоки.
Инфильтрация вод в основании отвалов и гидротехнических сооружений приводит, как правило, к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию прилегающей территории по контуру этих сооружений, а также к подпитке подземных водоносных горизонтов, особенно верхних.
2. Загрязнение вод Под загрязнением вод понимают их насыщение вредными веществами в таких количествах или сочетаниях, в результате чего ухудшается качество вод и водный объект признается загрязненным в соответствии с принятыми нормами. В результате осушения месторождения возникает опасность загрязнения пресных вод минерализованными водами (за счет перетоков из ниже лежащих горизонтов), что может привести к снижению их качества или сделать вообще непригодными для питьевого использования.
Сброс дренированных подземных вод, содержащих повышенное количество химических элементов и их соединений, при недостаточной очистке приводит к загрязнению поверхностных вод. Основной вклад в загрязнение природных вод вносят сточные воды предприятий. Они отличаются большим разнообразием состава и концентраций загрязняющих веществ, что определяется характером производства, а также системой водоснабжения и водоотведения.
Основные виды загрязнений промышленных сточных вод (по П. Р. Таубе, А. Г. Барановой, 1983) Предприятия Загрязнители Цветной металлургии Черной металлургии Коксохимические Нефтеперерабатывающие 5 -6 3 -4 2 хлориды - 0 -2 3 -4 3 сульфаты - 2 -4 - 2 -3 цианиды 4 0 -3 - медь 2 - - - марганец + - - - хром + - - - свинец 0 -5 - - - цинк 0 -4 - - - + - - - фенолы - 0 -1 3 -4 - нефтепродукты - - - 3 -5 минеральные взвеси Растворенные и неорганические: кадмий Растворенные и неорганические: Примечание: Знак «+» означает возможность присутствия загрязнителя в неочищенном стоке; числовые значения соответствуют содержанию загрязнителя, мг/л: 1 – единицы, 2 - десятки, 3 – сотни, 4 – тысячи, 5 - десятки
По характеру основных загрязнений сточные воды делятся на: содержащие минеральные примеси (металлургия, машиностроение, производство минеральных удобрений и т. д. ); содержащие органические примеси (мясная, рыбная, пищевая промышленность); содержащие органоминеральные примеси (нефтедобывающие, нефтеперерабатывающие, и другие предприятия). К загрязнителям, которые вносят в среду обитания человека промышленные сточные воды, добавляются вредные вещества, содержащиеся в поверхностном стоке предприятий. Он формируется за счет дождевых, талых и поливомоечных вод.
Концентрация загрязняющих веществ в поверхностном стоке колеблется в широких пределах и зависит от отраслевой принадлежности предприятий, в целом преобладают взвешенные вещества, нефтепродукты, биогенные элементы, тяжелые металлы. Характеристика поверхностного стока некоторых промышленных предприятий, мг/л (по В. И. Седлецкому, А. Д. Хованскому, 1992) Состав поверхностного стока Содержание загрязнителей в стоках, мг/л Угольной шахты Нефтеперерабатывающего завода дождевой талый р. Н 6, 5 -9, 4 - - - Взвешенные вещества 42 -2890 263 -1300 260 -3730 310 -3800 Нефтепродукты 13 -300 6 -27 10 -50 35 -1280 БПК 20 12 -70 - 30 -340 38 -260 Общее солесодержание 70 -2200 120 243 300 -640 Хлориды 26 -1129 5 -13 15 -75 19 -90 Сульфаты 17 -137 43 -136 50 -460 110375
3. Засорение вод В отличие от загрязнения под засорением вод имеют в виду поступление в водоем посторонних нерастворимых в воде предметов, не изменяющих качество воды, но влияющих на качественное состояние водоемов, что затрудняет использование водных объектов. При открытой разработке месторождений полезных ископаемых, расположенных в непосредственной близости от берегов озер, морей и океанов, может возникнуть засорение водного бассейна и, как следствие, измениться характер прибрежной зоны. Этот вид воздейсвия на водный бассейн наиболее характерен для разработки россыпных месторождений.
Например: отмечен факт значительного ускорения накопления осадков в заливе Сан. Франциско (США), после того как на берегах залива и впадающих в него рек приступили к разработке месторождения золота. За 60 лет было размыто около 2 млрд. м 3 породы. Более половины ее осело в заливе и прилегающих к нему водных артериях. Это привело к значительному изменению конфигурации береговой линии и уменьшению площади залива на 11 %.
Общий вид отработки россыпи на ручье Пыгиз
Общий вид разработки золотоносной россыпи на р. Андат
Горное производство оказывает на природные воды 1) прямое и 2) косвенное воздействие. К первой группе относятся виды воздействия непосредственно на водные объекты, приводящие к истощению запасов вод, изменению их режимов, состояния и качества: осушение месторождений, отбор вод для технологических процессов обогащения, гидровскрыши, гидродобычи, сброс дренажных и сточных вод в поверхностные водоемы и водотоки, подземные горизонты и пр. Ко второй группе относятся виды воздействия на другие элементы окружающей среды (землю, воздух, растительность), в результате которых ухудшаются состояние и качество природных вод.
Результаты как прямого, так и косвенного воздействия проявляются в состоянии вод и других элементов окружающей среды на значительных территориях, во много раз превосходящих по площади зону прямого воздействия на воды, что свидетельствует об обусловленности и взаимосвязи процессов, протекающих в биосфере, и их высокой чувствительности к антропогенному вмешательству.
Скачать презентацию ВОЗДЕЙСТВИЕ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ВОДНЫЙ БАССЕЙН Использование
воздействие на водный бассейн.ppt