Науково-технічні методи і засоби зменшення техногенного навантаження на довкілля в районі затоплених калійних шахт (на прикладі рудника "Калуш") - Автореферат

Із метою зменшення впливу природного затоплення вперше серед країн СНД на руднику «Калуш» у 1989-91 рр. здійснили регульоване затоплення гірничих виробок високомінералізованими розсолами, що значно зменшило руйнівний вплив рудника на довкілля: призупинилося карстоутворення, сповільнилося осідання земної поверхні над виробками. Методи досліджень - представляють комплекс, що містить: аналіз сучасного стану екологічної ситуації в соленосних калійних районах (аналіз наявної інформації про масштаби і наслідки впливу розробки, експлуатації та ліквідації калійних рудників на екологічну ситуацію в регіонах); геофізичні (електророзвідка території - виявлення та встановлення місцезнаходження підземних порожнин, стану навантаження ціликів у затоплених виробках і т. п.), гідрохімічні (відбір та аналіз проб підземних, поверхневих і шахтних вод, з метою оцінки фактичних масштабів і наслідків впливу виносу солей із затоплених шахтних виробок на підземну і поверхневу гідросферу), геодинамічні (маркшейдерські спостереження по прокладених профільним лініям, з метою встановлення змін у динаміці просідання земної поверхні над ліквідованими рудниками) методи досліджень; фізичне та математичне моделювання з використанням ГІС-технологій та розроблених автором систем автоматизованого просторово-часового прогнозування (з метою прогнозування і оцінювання просторово-часових та кількісних змін масштабів і наслідків впливу виносу солей із затоплених шахтних виробок калійних рудників на підземну і поверхневу гідросферу); лабораторні (хімічні - встановлення оптимального складу, технології підготовки відходів калійного виробництва для переробки; фізичні - розробка лабораторної установки для випарювання донасичених розсолів) та натурні (розробка та впровадження пілотної установки для переробки калійних відходів) експерименти. Вперше, на основі удосконалення технології утилізації високомінералізованих розсолів шляхом їх випаровування, встановлено оптимальний склад вихідної сировини та визначена технологія підготовки відходів калійного виробництва для переробки на розробленій випарній установці, а також визначений оптимальний режим роботи промислових установок, що дає можливість реалізувати замкнуту екологічно-безпечну схему переробки відходів з одержанням товарної продукції. Для дослідження масштабів і наслідків екологічної небезпеки ліквідації шахтних виробок високомінералізованими розсолами, розроблено та реалізовано в програмному вигляді: моделювання процесу площинного забруднення підземних вод розсолами під впливом витіснення останніх із затоплених шахтних виробок через канали гідродинамічного звязку (САПР «Ореол»), що покладено в основу «Методики тривимірного прогнозування розповсюдження забруднюючих речовин у підземному водоносному горизонті», яку впроваджено на Стебницькому державному гірничохімічному підприємстві «Полімінерал»; моделювання процесу дифузійного виносу солей із затоплених шахтних виробок через канали гідродинамічного звязку (САПР «Еколог»), на основі якого розроблено «Методику розрахунку прогнозування розповсюдження забруднюючих речовин по каналах гідродинамічного звязку», яку впроваджено на ДП «Калійний завод» ВАТ «Оріана» та отримано Деклараційний патент України №67391 А. Автором особисто розроблено: замкнуту екологічно-безпечну схему руху розчинів у способі та установці для переробки соляних відходів [6, 10, 11, 20]; САПР «Ореол» та «Еколог» забруднення підземних водоносних горизонтів розсолами [7, 22]; імовірнісну математичну модель прогнозу забруднення підземних водоносних горизонтів [22]; метод розрахунку допустимих обємів відведення розсолів у маловодні ріки та на його основі створено основні положення регламенту відведення розсолів [5, 18]; проведено розрахунок промислового закачування розсолів у підземний поглинаючий горизонт [3, 19]; запропоновано технічні заходи щодо запобігання розповсюдження забруднення у підземних водах [8, 21].На Калуш-Голинському (рудники Калуш, Голинь, Ново-Голинь) та Стебницькому (рудники №1, №2) калійних родовищах, де застосовувалась камерна система розробки з відкритим очисним простором, покрівля якого підтримується міжкамерними ціликами. У другому розділі подано результати статистичного аналізу та лабораторних досліджень за зміною: мінералізації підземних, поверхневих і шахтних вод, їх рівнів та геодинамічної обстановки над затопленим рудником «Калуш», що проводяться протягом 15 років із моменту його ліквідації. Поштовхом до ліквідації стали значні зміни геологічного середовища в межах рудника: раптовий провал земної поверхні розміром 200Ч180Ч8,5 м; інтенсивний розвиток карстово-суфозійних процесів (утворилось 11 провалів діаметром до 34 м і глибиною до 22 м); наявність неконтрольованого постійно зростаючого припливу в рудник надсольових вод (200 м3/добу), все це викликало аварійну ситуацію - загрозу природного затоплення рудника. Для спостереження за наслідками та масштабами впливу затоплених виробок рудника «Калуш» на підземні і поверхневі води над Центральним та Північним каїніт

Основний зміст роботи