Охрана и рациональное использование подземных вод на горных предприятиях

Добыча полезных ископаемых оказывает существенное воздействие на подземные воды. Проходка горных выработок, строительство шахт, бурение скважин, создание карьеров меняют условия естественного режима подзем­ных и поверхностных вод. Наибольшая глубина шахт сейчас достигает 4 км, а открытых разработок - 0,8 км. На 1 т угля в среднем откачивается 2-3 м³ во­ды. Приток подземных вод в угольные шахты и карьеры в стране превышает 2,2 км³/год, а в железорудные шахты и карьеры - 0,5 км³/год. Общий объем извлекаемых при горных работах вод достигает нескольких кубических кубо­метров в целом по стране. В районах подземных разработок в результате от­качки воды значительно понижается уровень подземных вод. Как следствие этого, иссякают источники, осушаются водозаборные скважины и колодцы, а откачиваемые воды сбрасываются в поверхностные водоемы или закачиваются через скважины в другие водоносные горизонты, что меняет в них качество воды.

На крупных горнодобывающих предприятиях огромные количество дисперсных отходов накапливается в крупных емкостях (хвостохранилищах), которые служат источниками многих токсичных металлов, загрязняющих ог­ромные территории измененными, включая кислые, водами. С другой сторо­ны, в районе многих горнорудных предприятий откачивается большое коли­чество воды, что приводит к образованию обширных депрессионных воронок с понижением уровня в сотню метров (например, в районах КМА).

Таким образом, отрицательное влияние деятельности горных предпри­ятий на гидрогеологические условия проявляются по двум направлениям: в изменении гидрохимических условий и загрязнении подземных вод; в сработке уровней и истощении запасов подземных вод. Процессы загрязнения и ис­тощения подземных вод тесно связаны между собой и требуют единых меро­приятий по их предотвращению.

Инженерные мероприятия по борьбе с истощением и загрязнением под­земных вод при освоении месторождений планируют по следующим направ­лениям: сокращение извлекаемых объемов подземных вод путем упорядоче­ния дренажных мероприятий; использование дренажных вод для водоснабже­ния; искусственное восполнение запасов подземных вод; контроль за качест­вом подземных вод; очистка шахтных и карьерных вод; санитарная охрана водозаборов питьевого водоснабжения.

Проблема рационального использования дренажных вод в первую оче­редь должна быть связана с возможностью их использования для питьевого и хозяйственного водоснабжения. Если дренажные воды не соответствуют ГОСТу-2874-82 «Вода питьевая», то они должны быть подвергнуты очистке от загрязнения (химического и бактериологического). Нередко рудничные дренажные воды обладают бальнеологическими свойствами и используются в санаториях-профилакториях. В технических целях дренажные воды могут использоваться при обогащении полезных ископаемых.

В районе действующих горнодобывающих предприятий для восполне­ния запасов воды целесообразны мероприятия по созданию инфильтрацион-ных бассейнов речных, талых и дренажных вод. [3]

При разработке сульфидных месторождений рудничные воды могут ис­пользоваться для извлечения из них редких металлов. На каменноугольных месторождениях при разработке пластов на небольших глубинах после соот­ветствующей очистки воды могут использоваться для хозяйственно-технических целей (иногда питьевых). Нередко в угольных шахтах создаются благоприятные условия для окисления сульфидов и образования кислых вод. Такие воды обладают высокой коррозирующей способностью (насосы, тру­бы, крепь, механизмы и др.), для предотвращения которой необходимо осу­ществлять различные мероприятия. На соляных месторождениях подземные краевые и надсолевые воды способны растворять соли и их присутствие опас­но для рудника и требует повышенного внимания.

Вопросы охраны подземной гидросферы в районах горнодобывающих предприятий являются составной частью экологической гидрогеологии. Это новое прикладное направление в современной науке разрабатывает эколого-гидрогеологические основы защиты биосферы и человека от негативного влияния техногенеза в условиях кризисной экологической ситуации. Это раз­дел гидрогеологии, изучающий роль и значение воды в становлении литосфе­ры и биосферы всей окружающей, включая геологическую, среды их взаимо­действия и изменения под влиянием техногенной (геологической) деятельно­сти человека.

Организация системы наблюдений за изменениями гидродинамического и гидрохимического режима, анализ этих данных и управление режимом со­вместно с контролем носит название «Мониторинг подземных вод». Послед­ний служит основой для разработки мероприятий по предотвращению эко­логических последствий пагубного влияния разработки месторождений по­лезных ископаемых на окружающую среду.

Комплекс гидрогеологических исследований и наблюдений при разра­ботке твердых полезных ископаемых, выполняемых геологической службой включает: гидрогеологическую съемку; наблюдения за притоком воды в выработке; наблюдение за уровнем, темпе­ратурой, изменением химического состава воды, устойчивостью пород кровли, почвы подземных выработок, устойчивостью откосов бортов, отвалов карьера и др. при открытых горных работах. Приведенный комплекс должен отражать специфику периода шахтного или карьерного строительства и эксплуатации месторождения. [16]