Дипломная работа: Очистка шахтных вод шахты "Житомирская" ш/у "Комсомольское" ГХК "Октябрьуголь"
Давление воды при нагнетании ее в пласт составляет 40-80 атм или 0,54-1,01 МПа, при этом происходит максимальное насыщение угольного массива водой, оно составляет 30 л на одну тонну.
Для общешахтного пылеподавления используется пожарооросительный трубопровод и пожарные краны, которые расположены: в количестве 14 штук через каждые 50 м по бремсбергу; у погрузочного пункта лавы, в количестве 1 шт; в горизонтальных выработках в количестве 10 шт через каждые 200 м. Расчет пожарооросительного трубопровода представлен в приложении В.
Кроме мероприятий по пылеподавлению в шахте должны применятся мероприятия по противопожарной защите. Мероприятия по противопожарной защите представлены в таблице 3.4
Таблица 3.4 - Средства пожаротушения
| Места расположения | Ручные огнетушители, шт. |
Количество песка или породной пыли, м3 |
Число лопат, щт. | |
| Порошковые с V корпуса 10л | Пен-ные | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Надшахтные здания и копры на каждом этаже (площадке) | 5 | 2 | - | - |
| Околоствольный двор - у сопряжения ствола с выработками горизонта | 5 | 2 | - | - |
| Верхние и нижние площадки наклонных стволов, шурфов, уклонов и бремсбергов, а также их сопряжения с ярусными и этажными откаточными штреками | 1 | 1 | - | - |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Центральные электроподстанции и зарядные камеры | 4 | - | 0,2 | 1 |
| Электровозные гаражи | 5 | 2 | 0,2 | 1 |
| Камеры подземных ремонтных мастерских | 2 | 2 | 0,2 | 1 |
| Подземные инструментальные камеры и здравпункты | 1 | 1 | - | - |
| Участковые трансформаторные камеры, камеры водоотлива | 4 | - | 0,2 | 1 |
| Склады ВМ | 2 | 2 | - | - |
| Лебедочные камеры | 5 | 2 | 0,2 | 1 |
| Электромеханизмы, находящиеся вне камер | 2 | - | - | - |
| Оборудование с гидромуфтами, работающими на масле | 2 | 1 | 0,3 | - |
| Сопряжения вентиляционных штреков с лавами | 1 | 1 | - | - |
| Погрузочные пункты лав - на расстоянии 3-5 м со стороны поступления свежей струи воздуха | 1 | 1 | - | - |
| Забои подготовительных выработок - не далее 20 м от места работы | 1 | 1 | - | - |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Выработки с горючей крепью через 300 м | 1 | 1 | - | - |
| Тупиковые выработки через 50 м | 2 | - | - | - |
| Передвижные электроподстанции | 2 | - | 0,2 | 1 |
| Проходческие комбайны, породопогрузочные машины | 2 | - | - | - |
Для противопожарной защиты поверхностного комплекса и горных выработок на промышленных площадках имеются резервуары для хранения противопожарного запаса воды. В 35 м от главного ствола и вспомогательного ствола пласта m3 шахты "Житомирская" - резервуар емкостью 300 м3. В 10 м от устья вентиляционного ствола пласта m3 шахты "Житомирская" - резервуар емкостью 300 м3. Заполнение этих резервуаров производится питьевой водой. Подача воды в шахту осуществляется самотеком по противопожарному оросительному трубопроводу диаметром 150 мм.
4. Специальная часть
На нынешнем этапе развития техносферы, когда все в большей степени возрастает воздействие человека на биосферу, а природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, очевидно, необходимы новые подходы во взаимодействии человека и природы. Одной из наиболее важных проблем является загрязнение и истощение поверхностных и подземных вод.
Серьезная экологическая проблема - восстановление водности и чистоты малых рек, наиболее восприимчивых к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов вызвало их истощение, обмеление и загрязнение [12].
В питьевом водоснабжении населения в настоящее время все большее значение начинают приобретать подземные источники. Практически вся вода, поступающая в магистрали питьевого водоснабжения, нуждается в специальной водоподготовке, так как во многих случаях трудности возникают не столько из-за недостаточного объема воды, сколько из-за ее низкого потребительского качества. Проблема качества воды связана в основном со значительным техногенным загрязнением поверхностных и подземных природных вод.
4.1 Состояние вопроса
4.1.1 Водопользование и водопотребление
Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнений сточными водами давно стала проблемой государственной важности. Особую важность проблема охраны водных ресурсов от загрязнения неочищенными стоками приобретает в угольной промышленности, предприятия которой характеризуются большим объемом сбрасываемых шахтных вод. Помимо загрязнений механическими и органическими примесями, шахтные воды характеризуются повышенным солесодержанием, что ограничивает их комплексное использование в народном хозяйстве без надлежащей очистки, а также представляет реальную опасность загрязнения поверхностных и подземных вод.
В связи с нарастающим дефицитом свежей воды и увеличения количества сбрасываемых промышленных сточных вод большое значение приобретает вопрос очистки и использования последних для технического водоснабжения. Это позволит, с одной стороны, снизить использование питьевой воды для нужд, не связанных с питьевым и бытовым водоснабжением, и, с другой - улучшить санитарное состояние поверхностных и подземных вод.
Несмотря на возросшие научные и технические возможности, проблема охраны поверхностных вод и, в частности, санитарной охраны водоемов от загрязнения шахтными водами остается актуальной. Степень влияния шахтных вод на водоемы зависит от их количества, значимости водоема и т.п. Во многих случаях качество воды водоемов ухудшается, что обусловливает ограничение их использования для питьевых, производственно-технических и рыбо-хозяйственных нужд, а также сельского хозяйства. Поэтому нормирование количества различных загрязняющих веществ, которые могут быть сброшены в естественные водоемы, является одной из мер санитарной защиты водоемов.
Реализация этой меры в значительной степени зависит от изученности методов очистки шахтных вод, рациональной привязки очистных сооружений и правильной их эксплуатации [9].
Количество сбрасываемых шахтных вод может быть значительно снижено в результате их использования после очистки для нужд комплексного обеспыливания в шахтах, технического водоснабжения углеобогатительных фабрик, для котельных и охлаждения компрессорных установок.
Имеется большое количество шахт, водоприток которых не превышает объема воды, необходимой для обеспыливания, в этом случае представляется возможным исключить какой-либо сброс в природу при осуществлении оборотного водоснабжения.
В зависимости от состава шахтных вод применяются различные методы и технологические схемы их очистки. Наибольшее распространение получила схема двуступенчатой очистки (реагентная перед отстаиванием и фильтрованием). Для исключения санитарной опасности шахтных вод, особенно при использовании в технических целях, производят их обеззараживание, которое осуществляется различными способами (хлорирование, азонирование, излучение).
4.1.2 Водопотребление производства
Шахтные воды формируются в результате вскрытия водоносных горизонтов подземными горными выработками в процессе ведения очистных и подготовительных работ и проникновения поверхностных вод в выработанное пространство. Водообильность шахт определяется гидрогеологическим условиями месторождения, глубиной разработки, схемой вскрытия и отработки шахтного поля, системой разработки, способом управления кровлей и другими горно-геологическими и горно-техническими факторами.
Водоприток в шахту "Житомирская" составляет 2058,7 тыс. м3/год или 235 м3/ч.
Главная водоотливная установка шахты "Житомирская" расположена в околоствольном дворе четвертого горизонта пласта m3. Вода откачивается на поверхность по двум трубопроводам, диаметром 150 мм каждый, которые проложены по вспомогательному стволу. Водоотливная установка оборудована тремя насосами: ЦНС-300*240 в количестве 2 штук и ЦНС-180*255 с электродвигателем мощностью 200 кВт, 1500 об. /мин, 6 кВ, автоматизирована при помощи аппаратуры ВАВ. Состояние участковых и центральных водосборников - удовлетворительное, емкость водосборника четвертого горизонта пласта m3 - 300 м3. Чистка водосборников производится шламовыми насосами типа НШ.
По данным водопотребления шахты "Житомирская" на 184,8 тыс. т/год добытого угля объем забора шахтных вод составляет 2058,7 тыс. м3/год. Питьевой воды на шахте потребляется 291,8 тыс. м3/год, из них на технологические нужды, а именно: на пылеподавление - 70,2 тыс. м3/год, на вспомогательные нужды (котельная) - в количестве 29,2 тыс. м3/год, оставшийся объем питьевой воды в количестве 200,4 тыс. м3/год используется на хозяйственно-бытовые нужды. Шахтная вода, поднимаемая из подземных горизонтов на поверхность, частично используется на цели пылеподавления. На шахте "Житомирская" для очистки шахтных вод применяется процесс отстаивания. Водоотведение шахтных вод и хозяйственно-бытовых стоков шахты "Житомирская" осуществляется по схеме, представленной на рисунке 4.1 Шахтные воды подаются на поверхность водоотливной установкой в пруды - осветлители №1 и №2 для очистки от взвешенных веществ, откуда затем по балке Харцызской сбрасываются в групповой пруд-отстойник шахты имени Чапаева. Сброс хозяйственно-бытовых стоков (от бани, прачечной и столовой) шахты "Житомирская" осуществляется через хлораторную в ручей, длиной 30 м, далее стоки фильтруются под породным отвалом пласта m3 и попадают в пруд-отстойник шахтных вод №2.
Не используемая на технологические нужды шахтная вода с добавлением 70 м3/год хозяйственно-бытовых стоков шахты "Житомирская" сбрасывается в общем объеме 5869 тыс. м3/год по двум выпускам: в реку Кленовая (выпуск №1 в объеме 3504,0 тыс. м3/год) и балка Харцызская (выпуск №2 в объеме 2365,0 тыс. м3/год). Последующая схема сброса: р. Харцызская, р. Ольховая, р. Крынка.
4.1.3 Оценка эффективности очистки шахтных вод шахты "Житомирская"
Физико-химический состав шахтных вод весьма разнообразен, что обусловлено различием состава подземных водоносных горизонтов в пределах угольных бассейнов и месторождений, которые в большинстве случаев играют решающую роль в формировании шахтных вод. Состав шахтных вод до и после пруда-осветлителя представлен в следующей таблице.
Таблица 4.1 - Результаты анализа проб шахтной воды шахты "Житомирская"
| Наименование показателя | Ед. Измерения | До пруда | После пруда | Факт | ПДК | |
| 1 | Температура | °С | 20 | 21 | - | - |
| 2 | Прозрачность | См | 8,0 | 15,5 | - | - |
| 3 | Взвешенные вещества |
Мг/дм3 |
77,0 | 98,0 | 60,8 | 25,0 |
| 4 | РН | - | 7,36 | 7,8 | - | - |
| 5 | Гидрокарбонаты |
Мг/дм3 |
10,72 | 10,98 | - | - |
| 6 | Жесткость |
Мг-экв/дм3 |
6,624 | 6,624 | - | - |
| 7 | Кальций |
Мг/дм3 |
53,47 | 20,28 | - | - |
| 8 | Магний | - * - | 48,1 | 68,24 | - | - |
| 9 | ХПК | - | - | - | - | - |
| 10 |
БПК5 |
-*- | 76,8 | 10,1 | 2,80 | 2,80 |
| 11 | Нефтепродукты | -*- | 0,35 | 0,25 | 0,55 | 0,30 |
| 12 | Фенолы | -*- | 0,003 | 0,002 | 0,0089 | 0,001 |
| 13 | Хлориды | -*- | 97,0 | 95, 20 | 71,50 | 121,5 |
| 14 | Сульфаты | -*- | 714,33 | 716,80 | 600,60 | 500,0 |
| 15 | Сухой остаток | -*- | 1849,5 | 1768,5 | 1617,70 | 1500,0 |
| 16 | Железо общее | -*- | 1,6 | 0,86 | 0,288 | 0,29 |
| 17 | Азот аммиака | -*- | 2,8 | 0,28 | 0,40 | - |
| 18 | Нитриты | -*- | 0,04 | 0,036 | - | 3,3 |
| 19 | Нитраты | -*- | 10,9 | 7,9 | - | 45 |
| 20 | Растворенный кислород | -*- | 6,24 | 5,28 | - | 0,31 |
| 21 | Аммоний | -*- | - | - | - | 0,31 |
| 22 | Ртуть | -*- | - | - | - | 0,0005 |
| 23 | Свинец | -*- | 0,30 | |||
| 24 | Никель | 1 | ||||
| 25 | Цинк | 1 | ||||
| 26 | Кобальт | 1 | ||||
| 27 | Хром | 0,1 | ||||
| 28 | Медь | 5 | ||||
| 29 | Марганец | 1 | ||||
| 30 | Кадмий | 0,001 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
