РАСЧЕТ ОБЪЕМА ИЗВЕСТНЯКА ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ СИСТЕМ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ШАХТНЫХ ВОД НА ПРИМЕРЕ ИЗЛИВОВ КИЗЕЛОВСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА
DOI:
https://doi.org/10.7242/echo.2024.2.1Ключевые слова:
шахтные воды, пассивная очистка, время удержания, кислотность, объем и масса известнякаАннотация
Известняк является наиболее широко применяемым материалом для пассивной очистки шахтных вод. Растворение кальцита кислыми водами приводит к повышению pH, нейтрализации кислотности и добавлению в воду гидрокарбонат-ионов. Однако при контакте с кислой высокожелезистой водой поверхность известняка быстро покрывается охристой пленкой, препятствующей его дальнейшему растворению. Одним из способов предотвращения данного негативного эффекта является изоляция шахтной воды от контакта с атмосферой путем создания фильтрующих дрен, заполненных щебнем известняка. Такие подземные водотоки получили название бескислородных известняковых дрен. Ввиду медленного протекания реакций в подобных системах очистки для них требуется значительное количество заполняющего материала. В настоящей работе, на примере ряда изливов Кизеловского угольного бассейна, выполнена оценка необходимого объема щебня известняка для их заполнения. В результате расчетов были определены: минимальный объем известняка, требуемый для удержания воды в системе в течение рекомендуемого времени; объем известняка «с запасом» на 15 лет работы дрены, определенный с учетом скорости его растворения; объем известняка, рассчитанный на основании показателя эффективности удаления кислотности одной тонной известняка в сутки.
Библиографические ссылки
Kleinmann B., Skousen J., Wildeman T., Hedin B., Nairn B., Gusek J. The early development of passive treatment systems for mining-influenced water: a North American perspective // Mine Water and the Environment. – 2021. – V. 40. – P. 818–830. – DOI: 10.1007/s10230-021-00817-8.
Фетисова Н.Ф. Оценка возможности применения пассивных методов для очистки шахтных вод с высоким содержанием металлов // Гидрогеология и карстоведение: межвуз. сб. науч. тр. – Пермь, 2023. – Вып. 21. – С. 52-59.
Фетисова Н.Ф., Фетисов В.В. Подходы к выбору систем очистки дренажных вод заброшенных горных выработок Кизеловского угольного бассейна // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2024. – № 1. – С. 109-124. – DOI: 10.25018/0236_1493_2024_1_0_109.
Wolkersdorfer C. Passive Treatment Methods for Mine Water // Mine Water Treatment – Active and Passive Methods. – Berlin; Heidelberg: Springer, 2022. – P. 151-187. – DOI:10.1007/978-3-662-65770-6_4.
Hedin R.S., Nairn R.W., Kleinmann R.L.P. Passive treatment of coal mine drainage / US Bureau of Mines IC 9389, US Deparment of the Interior. – Washington, DC., 1994. – 44 p.
PIRAMID Consortium. Engineering guidelines for the passive remediation of acidic and/or metalliferous mine drainage and similar wastewaters: European Commission 5th Framework RTD Project no. EVK1-CT-1999-000021 «Passive in-situ remediation of acidic mine/industrial drainage» (PIRAMID) / University of Newcastle Upon Tyne. – Newcastle Upon Tyne UK, 2003. – 166 p.
Cravotta C.A. III, Watzlaf G.R. Design and performance of limestone drains to increase pH and remove metals from acidic mine drainage // Handbook of groundwater remediation using permeable reactive barriers: applications to radionuclides, trace metals, and nutrients / Eds.: Naftz D., Morrison S.J., Fuller CC., Davis J.A. – Amsterdam, 2003. – P. 19-66. – DOI: 10.1016/B978-012513563-4/50006-2.
Skousen J., Ziemkiewicz P.F. Performance of 116 passive treatment systems for acid mine drainage: Proceedings of 22nd National Meeting of the American Society of Mining and Reclamation. – Lexington: ASMR, 2005. – P. 1100-1133.
Skousen J., Zipper C.E., Rose A., Ziemkiewicz P.F., Nairn R., McDonald L.M., Kleinmann R.L. Review of Passive Systems for Acid Mine Drainage Treatment // Mine Water and the Environment. – 2017. – V. 36., № 1. – P. 133-153. – DOI: 10.1007/s10230-016-0417-1.
