PL202952B1 - Sposób zagospodarowania wód kopalnianych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zagospodarowania wód kopalnianych, znajdujący zastosowanie w szczególności do wód kopalń węgla kamiennego o zróżnicowanej zawartości chlorków i siarczanów.

Znane dotychczas sposoby wykorzystania wód o znacznej zawartości chlorków i siarczanów sprowadzają się ogólnie do ich zagospodarowania w podziemiach kopalń, jako wody zarobowej do mieszanin służących wypełnianiu pustek poeksploatacyjnych. Mieszaniny te mogą być sporządzane na bazie popiołów lotnych z elektrowni, gipsów i fosfogipsów, a więc takich, które wiążą wody zmineralizowane zapobiegając przez to konieczności ich utylizacji na powierzchni. W praktyce zakres wykorzystania wód wysokozmineralizowanych do tego celu jest jednak niewystarczający w stosunku do potrzeb wynikających z ilości dopływów wód do wyrobisk podziemnych kopalń.

Znany jest, na przykład z polskiego zgłoszenia wynalazku P-319618 sposób odwadniania kopalń głębinowych, w którym odrębnie ujmuje się wody o różnym stężeniu chlorków i siarczanów, po czym odprowadza się je do odrębnych zbiorników podziemnych. Po strąceniu zanieczyszczeń mechanicznych i wybranych chemicznych, na przykład związków radu, wody o stężeniu chlorków i siarczanów wyższym odprowadza się rurociągami do powierzchniowego zakładu odsalania, natomiast wody o stężeniu niższym poddaje się na powierzchni procesowi zatężania uzyskany w ten sposób koncentrat wód zasolonych wprowadza się do obiegu wód wysoko zasolonych.

W innym rozwią zaniu, na przykł ad wedł ug polskiego zgł oszenia wynalazku P-326988 wody o róż nych stężeniach chlorków i siarczanów ujmuje się selektywnie, poddaje procesom oczyszczania z zawiesiny mechanicznej oraz radu, a następnie wody o stężeniu soli niższym od 70 g/l zatęża się i koncentrat zatężony wraz z wodami wysoko zasolonymi poddaje się procesowi odsalania.

Znany jest także, na przykład z polskiego zgłoszenia wynalazku P-338277 taki sposób zagospodarowania wód kopalnianych, w którym wody o różnych stopniach zasolenia ujmuje się oddzielnie, oczyszcza z zawiesiny mechanicznej, po czym wody o stężeniu chlorków i siarczanów wyższym niż 30 g/l poddaje się zatężaniu. Zatężoną solankę wykorzystuje się do sporządzania mieszanin wiążących lokowanych w wyrobiskach podziemnych oraz do zabiegów przyrodoleczniczych.

Znane sposoby zagospodarowania wód kopalnianych o różnym stopniu stężenia chlorków i siarczanów bazują generalnie na procesach zatężania oraz odsalania, które to procesy wymagają ogromnych nakładów inwestycyjnych, podważających ekonomiczną opłacalność wydobywania węgla.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu zagospodarowania wód kopalnianych, który nie będzie wymagał odsalania lub zatężania wód, przy minimalizacji skutków dla środowiska naturalnego wynikających z wydobywania wód nawet o znacznym stopniu mineralizacji.

Sposób według wynalazku polega na tym, że po oczyszczeniu z zanieczyszczeń mechanicznych wody o mineralizacji wyższej od 200 mg/l chlorków i siarczanów kieruje się do uszczelnionych, powierzchniowych zbiorników otwartych, zlokalizowanych w obszarach obniżeń poeksploatacyjnych powierzchni, natomiast nadmiar wód o niskiej mineralizacji, skierowanych po uprzednim oczyszczeniu z zanieczyszczeń mechanicznych do obiegu technologicznego kopalni, powtórnie oczyszcza się z zawiesiny mechanicznej i kieruje się do kopalnianych zbiorników powierzchniowych i/lub cieków powierzchniowych.

Korzystnym jest przy tym, gdy powierzchniowe zbiorniki na wodę o mineralizacji wyższej od 200 mg/l zawartości chlorków i siarczanów lokalizuje się na terenach czynnych obniżeń poeksploatacyjnych powierzchni, przy czym uszczelnienie oraz obwałowania tych zbiorników wykonuje się do zadanej koty wysokościowej sukcesywnie wyprzedzająco do osiadania powierzchni gruntu, co umożliwia osiągnięcie planowanej pojemności zbiornika bez dodatkowego wybierania i przemieszczania wielkich ilości gruntu w rejonie zbiornika.

Dla dodatkowego izolowania zbiornika wód wysokozmineralizowanych od środowiska w jego otoczeniu celowym jest, gdy wokół tego zbiornika wykonuje się otaczający go ciek i/lub zbiornik wód niezmineralizowanych, bądź też o bardzo niskiej mineralizacji nie przekraczającej zawartości 200 mg/l chlorków i siarczanu.

Dla takiego wykonania cieki i/lub zbiorniki wód niezmineralizowanych bądź o mineralizacji znacznie niższej od 200 mg/l łączy się ze sobą.

Podobnie, przy większej ilości zbiorników dla wód o wysokiej mineralizacji, przekraczającej zawartość 200 mg/l chlorków i siarczanów łączy się je ze sobą przelewowymi przepustami, korzystnie rurowymi, wyznaczającymi poziom wód w tych zbiornikach.

PL 202 952 B1

Dodatkowo korzystnym jest, gdy w miarę obniżania się mineralizacji wód wysokozmineralizowanych w gromadzących je zbiornikach, wodę tę dawkuje się do cieków i/lub zbiorników wód o niskiej mineralizacji, bądź niezmineralizowanych.

Zasadniczą zaletą sposobu według wynalazku jest to, że wody o mineralizacji wyższej od 200 mg/l zawartości chlorków i siarczanów nie muszą być poddane drogim i skomplikowanym procesom chemicznego odsalania bądź zatężania, lecz lokowane są w powierzchniowych zbiornikach na obszarach niecki osiadania poeksploatacyjnego, które w innym przypadku musiałyby być rekultywowane poprzez składowanie skał i gruntów. Ponieważ zaś wody te zostają przedtem głęboko oczyszczone z zanieczyszczeń oraz zawiesiny mechanicznej, utworzone zbiorniki mają pojemność stabilną i nie wymagają częstego czyszczenia, a przez to mogą być wykorzystane do celów rekreacyjnych. Uwzględniając zaś proces samoczynnego wysładzania się wód zmineralizowanych w zbiornikach powierzchniowych, zwłaszcza wskutek opadów atmosferycznych, ewentualny szkodliwy wpływ wód o wysokiej mineralizacji na otoczenie sukcesywnie zmniejsza się . Stosowanie wokół takich zbiorników buforowych cieków i/lub zbiorników wód o niskiej mineralizacji i/lub niezmineralizowanych pozwala na prawie całkowitą eliminację wpływów wód wysokozmineralizowanych na środowisko naturalne w sąsiedztwie.

Wynalazek został bliżej objaśniony w niżej przedstawionym przykładzie wykonania.

Wody o zróżnicowanym stopniu mineralizacji dopływające do wyrobisk podziemnych w zależności od stężenia chlorków i siarczanów ujmuje się odrębnie i tak wody wysokozmineralizowane o zawartości chlorków i siarczanów wyższej od 200 mg/l ujmuje się w przypisanych im podziemnych zbiornikach, natomiast wody niskozmineralizowane, o zawartości chlorków i siarczanów niższej niż 200 mg/l ujmuje się w innych, przynależnych im podziemnych zbiornikach. Zarówno wody wysokozmineralizowane jak i wody niskozmineralizowane poddaje się w pierwszej kolejności głębokiemu oczyszczaniu z zanieczyszczeń zawiesiny mechanicznej w odpowiadających im instalacjach, skąd odrębnie rurociągami w szybach odpompowuje się je na powierzchnię. Tutaj wody niskozmineralizowane kieruje się do obiegów technologicznych kopalni, w szczególności do procesów wzbogacania prowadzonych w zakładzie przeróbczym, zaś wody wysokozmineralizowane odpompowuje się do uszczelnionego powierzchniowego zbiornika otwartego. Zbiornik otwarty lokalizuje się w obszarze wpływów eksploatacyjnych kopalni, wykształcających nieckę osiadania powierzchni. W miarę postępu osiadania powierzchni wykształcającego tę nieckę osiadania, obwałowanie sukcesywnie podnosi się, izoluje i utwardza do osi ągnię cia zamierzonej koty wysokoś ciowej wynikają cej z ostatecznie przewidywanego poziomu wód zbiornika otwartego. Przed zapełnieniem zbiornika otwartego w obszarze wpływów eksploatacji wyznacza się następny zbiornik otwarty, do którego wody wysokozmineralizowane kieruje się po zapełnieniu pierwszego zbiornika otwartego. W tym celu zbiorniki otwarte łączy się przepustami rurowymi. W warunkach wymagających specjalnego reżimu ochrony środowiska w obrębie zbiorników otacza się je ciekami powierzchniowymi, do których kieruje się nadmiar wód niskozmineralizowanych z obiegów technologicznych kopalni, po wcześniejszym wtórnym ich oczyszczeniu z zanieczyszczeń i zawiesiny mechanicznej.

Claims (6)

1. Sposób zagospodarowania wód kopalnianych, w którym w pierwszej kolejności wody dopływające do podziemnych wyrobisk selekcjonuje się i dobiera odrębnie według stopnia ich mineralizacji, po czym każdą wyselekcjonowaną grupę wód poddaje się procesowi strącania zanieczyszczeń mineralnych i odpompowuje się odrębnie na powierzchnię, przy czym wody o mineralizacji nie wyższej niż 200 mg/l po oczyszczeniu wprowadza się do obiegów technologicznych kopalni, znamienny tym, że wody o mineralizacji wyższej niż 200 mg/l kieruje się do uszczelnionych, powierzchniowych zbiorników otwartych, zlokalizowanych w obszarach obniżeń poeksploatacyjnych powierzchni, natomiast nadmiar wód o niskiej mineralizacji z procesów technologicznych powtórnie oczyszcza się z zawiesiny mechanicznej i kieruje się do uszczelnionych zbiorników powierzchniowych i/lub do cieków powierzchniowych.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiorniki na wodę o mineralizacji wyższej niż 200 mg/l lokalizuje się na terenach czynnych obniżeń poeksploatacyjnych powierzchni, przy czym ich uszczelnienie oraz obwałowania wykonuje się do zadanej koty wysokościowej, sukcesywnie i wyprzedzająco do osiadania powierzchni gruntu.

PL 202 952 B1

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wokół zbiornika wód o mineralizacji wyższej od 200 mg/l wykonuje się otaczający go ciek i/lub zbiornik wód niezmineralizowanych i/lub o mineralizacji znacznie niż szej od 200 mg/l.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że cieki i/lub zbiorniki wód niezmineralizowanych i/lub o mineralizacji znacznie niższej od 200 mg/l, ekranujące zbiorniki wód o wysokiej mineralizacji łączy się ze sobą.

5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że zbiorniki wód o wysokiej mineralizacji łączy się ze sobą przepustami przelewowymi, korzystnie rurowymi, wyznaczającymi poziom wód w sąsiednich zbiornikach.

6. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że w miarę obniżania się mineralizacji wód wysokozmineralizowanych, wodę z tych zbiorników dawkuje się do zbiorników i/lub cieków wód o niskiej mineralizacji, bądź niezmineralizowanych.