PL166442B1 - Sposób wiązania słonych wód w wyrobiskach kopalnianych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wiązania słonych wód w wyrobiskach kopalnianych, znamienny tym, że słone wody miesza się z materiałem mineralnym, korzystnie z odpadami paleniskowymi w postaci popiołów lotnych z elektrowni lub elektrociepłowni, w proporcjach substancjistałej do cieczy od 3:1 do 1:2,5 i deponuje mieszaninę w wyrobiskach kopalnianych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wiązania słonych wód w wyrobiskach kopalnianych, w szczególności solanek z kopalń węgla kamiennego.

Odprowadzanie z kopalń dużych ilości słonych wód powoduje poważne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Wody te odprowadzane są do rzek, powodując ich zasolenie i niszcząc naturalne środowisko wodne.

Przeciwdziałanie zanieczyszczeniu wód rzecznych słonymi wodami jest realizowane dotychczas dwoma sposobami, a mianowicie poprzez ochronę hydrotechniczną rzek oraz poprzez odsalanie wód kopalnianych. Ochrona hydrotechniczna polega na magazynowaniu słonych wód kopalnianych w zbiornikach retencyjnych o pojemnościach wielu milionów metrów sześciennych, a następnie ich kontrolowanym odprowadzaniu do rzek podczas wysokich stanów wody lub na odprowadzaniu tych wód kolektorami i zrzucaniu w dolnym biegu rzek, gdzie przepływ wody jest większy. W obu przypadkach celem jest zapobieżenie przekroczeniu dopuszczalnej zawartości soli w wodach rzecznych. Odsalanie wód kopalnianych polega na selektywnej krystalizacji chlorku sodu i siarczanu wapnia w wyparkach wielostopniowych, a następnie odzysku soli jodu, bromu, potasu i magnezu poprzez utylizację ługów pokrystalizacyjnych. Znane jest również odsalanie wód kopalnianych metodą odwróconej osmozy i sprężania wyparów. Sposób ochrony hydrotechnicznej rzek jest bardzo kosztowny i nieskuteczny. W praktyce wody wielu rzek oraz ich dopływów— zawierają stężenie soli znacznie przekraczające stężenia dopuszczalne, wskutek czego środowisko wodne ulega degradacji, a kopalnie muszą płacić wysokie kary za zasalanie wód rzecznych. Odsalanie słonych wód kopalnianych jest wysoce energochłonne, a jego zastosowanie wymaga budowy skomplikowanych i kosztownych zakładów. W efekcie sposób ten stosowany jest w niewielkim zakresie, a jego rozszerzenie dla utylizacji wszystkich słonych wód kopalnianych wymagałoby znacznych inwestycji.

Znany jest także sposób odprowadzania ścieków przez ich wtłaczanie otworami wiertniczymi do głęboko zalegających skał porowatych nie mających kontaktu hydrulicznego z czynnymi wyrobiskami górniczymi. Sposób ten nie może być jednak stosowany do odprowadzania słonych wód z większości kopalń węgla kamiennego, ponieważ chłonność głęboko zalegających skał porowatych jest zwykle bardzo mała w porównaniu z ilością słonych wód pompowanych w sposób ciągły z kopalń.

Powyższe wady i niedogodności usuwa sposób wiązania słonych wód w wyrobiskach kopalnianych według wynalazku, polegający na mieszaniu słonych wód z materiałem mineralnym, korzystnie z odpadami paleniskowymi w postaci popiołów lotnych z elektrowni lub elektrociep166 442 łowni w proporcjach substancji stałej do cieczy od 3:1 do 1:2,5 i deponowaniu mieszaniny w wyrobiskach kopalnianych. Do mieszaniny dodaje się korzystnie siarczany wapnia, najkorzystniej materiały odpadowe, jak fosfogipsy, gipsy z utylizacji wód kopalnianych lub z odsiarczania spalin, w ilości od 1,5% do 75% suchej masy. W alternatywnej wersji sposobu według wynalazku słone wody miesza się z materiałem podsadzkowym składającym się z piasku lub piasku z domieszką kamienia i/lub żużlu, do którego dodaje się od 1% do 25% siarczanów wapnia, korzystnie fosfogipsów, gipsów z utylizacji wód kopalnianych lub gipsów z odsiarczania spalin, a następnie lokuje w wyrobiskach kopalnianych.

W zrobach następuje zestalanie mieszaniny z równoczesnym wiązaniem słonej wody. Ewentualny odciek nadmiaru wody charakteryzuje się mniejszym stężeniem soli niż woda użyta do sporządzenia mieszaniny. Zastosowanie sposobu według wynalazku pozwala więc ograniczyć ilości słonych wód odprowadzanych z kopalni. Dodatkowymi korzyściami są: lokowanie w zrobach kopalnianych znacznych ilości odpadów paleniskowych oraz zagosodarowanie siarczanów wapnia - fosfogipsów będących odpadami przemysłu chemicznego a także gipsów odpadowych z procesów odsiarczania spalin, odsalania wód kopalnianych i tym podobnych. Składowanie tych odpadów na powierzchni terenu jest kosztowne i powoduje poważne zanieczyszczenie środowiska.

Przedmiot wynalazku jest dokładniej przedstawiony w poniższych przykładach.

Przykład I. Solankę o mineralizacji 120 g/dm3 miesza się z popiołem lotnym z elektrociepłowni w proporcji wagowej popiołu do solanki 2:1 i deponuje się tę mieszaninę hydraulicznie w zrobach po eksploatacji ścianowej na zawał, aż do pełnego ich wykorzystania. Całość solanki pozostaje w zrobach zatrzymana przez substancje stałe mieszaniny.

Przykład II. Solankę o mineralizacji 100g/dm3 miesza się z popiołami lotnymi z elektrowni, z dodatkiem żużla, dodając do tej mieszaniny 30% fosfogipsów w przeliczeniu na suchą masę, a następnie deponuje się tak przygotowaną mieszaninę w przeznaczonych do likwidacji wyrobiskach korytarzowych. Z wypełnionych wyrobisk odbiera się około 10% pierwotnej objętości solanki o mineralizacji około 70 g/dm ³.

Przykład III. Solankę o mineralizacji 140g/dm³ używa się do transportu hydraulicznego materiału podsadzkowego składającego się z piasku z domieszką 20% gipsów z utylizacji wód kopalnianych. Woda odciekająca z podsadzki ma mineralizację około 110 g/dm 3.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wiązania słonych wód w wyrobiskach kopalnianych, znamienny tym, że słone wody miesza się z materiałem mineralnym, korzystnie z odpadami paleniskowymi w postaci popiołów lotnych z elektrowni lub elektrociepłowni, w proporcjach substancji stałej do cieczy od 3:1do 1:2,5 i deponuje mieszaninę w wyrobiskach kopalnianych.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do mieszaniny dodaje się siarczany wapnia, korzystnie materiały odpadowe, jak fosfogipsy, gipsy z utylizacji wód kopalnianych lub z odsiarczania spalin, w ilości od 1,5% do 75% suchej masy.
3. 3. Sposób wiązania słonych wód w wyrobiskach kopalnianych, znamienny tym, że słone wody miesza się z materiałem podsadzkowym składających się z piasku lub piasku z domieszką kamienia i/lub żużlu, do którego dodaje się od 1% do 25% siarczanów wapnia, korzystnie fosfogipsów, gipsów z utylizacji wód kopalnianych lub gipsów z odsiarczania spalin, a następnie lokuje w wyrobiskach kopalnianych.