Спосіб контролю шахтної води з закритих шахт при використанні її як джерела питного водопостачання

Реферат: Спосіб контролю шахтної води з закритих шахт при використанні її як джерела питного водопостачання включає збір шахтної води від джерел надходження до водозбірника, контроль якості та санітарний стан води, створення зони санітарної охорони (ЗСО). Шахтну воду подають до поверхневого, штучно створеного водоймища, з якого ведуть водозабір для контролю якості і санітарного стану шахтної води шляхом відбору проб води з поверхневого водоймища, та для подачі води на очисні споруди. Зону санітарної охорони створюють навколо поверхневого водоймища. UA 67964 U (12) UA 67964 U UA 67964 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до централізованого питного водопостачання, коли як джерела використовують шахтні води з закритих шахт, та може бути використана для питного водопостачання шахтарських міст, де відчувається гострий дефіцит питної води. Відомий спосіб збору і очистки шахтних вод, що включає збір шахтної води з гірничої виробки, зумпфа, що очищують, скіпового ствола, клітьового й скіпового стволів, її подачу та очищення у освітлювальних резервуарах з наступним водовідведенням, при цьому, перед збиранням шахтної води споруджують тимчасову збійку між клітьовим та скіповим стволами на горизонті очищення зумпфа скіпового ствола, в якій виконують камеру головного водовідливу й освітлювальні резервуари, а водовідведення ведуть у водозбірники головного водовідливу [Деклараційний патент України на винахід №4658, кл. Е02D 19/00, опублікований 28.12.1994, та патент на винахід РФ №2024686, кл. Е02D 19/00, опублікований 16.12.1994]. Недоліками відомого способу є те, що він може бути використаний тільки для діючих, а не закритих шахт, в діючих шахтах контроль якості та санітарного стану шахтної води можна виконувати безпосередньо у підземних водозбірниках. Відомий спосіб зниження забруднення шахтної води, що включає буріння підіймальних свердловин у водоносні горизонти на ділянках надходження води, дренаж води з водоносних горизонтів свердловинами, передачу шахтної води від джерел надходження до водозбірників [Патент на винахід РФ №2014474 кл. E21F 16/00. опублікований 15.06.1994]. До недоліків відомого способу належить також те, що він може бути використаний тільки для діючих, а не закритих шахт, в яких контроль шахтної води можна виконувати безпосередньо у підземних водозбірниках. Контроль якості та санітарного стану шахтної води у шахтних водозбірниках та водовідливних комплексах з заглибними насосами закритих шахт вести неможливо через відсутність можливості контролю за формуванням якості шахтної води та прийняття запобіжних мір у разі появи небезпечних відхилень її фізико-хімічного складу від розрахункових показників, та створення зони санітарної охорони (ЗСО) для всього техногенного підземного басейну закритої шахти. Відомий Держстандарт "Джерела централізованого господарсько-питного водопостачання", в якому у розділі 1.1 сказано, що вибір джерел водопостачання повинен виконуватися з урахуванням його санітарної надійності, а у розділі 1.2: придатність джерела для господарськопитного водопостачання встановлюється на основі санітарної оцінки умов формування й залягання води підземного джерела водопостачання. У розділі 2.6: джерела водопостачання та водозабірні споруди повинні бути захищені від забруднення шляхом організації зони санітарної охорони (ЗСО) у відповідності з порядком проектування та експлуатації ЗСО джерел водопостачання та водопроводів господарськопитного призначення. У розділі 3.3: з джерел водопостачання, які є, обирають лише ті, для яких можливі організація ЗСО та дотримання відповідного режиму у межах її поясів [Государственный стандарт Союза ССР "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения" ГОСТ 2761-84, Государственный Комитет СССР по стандартам, Москва]. Недоліком відомого Держстандарту є те, що він не враховує неможливість контролю якості та санітарного стану шахтної води шахт, що закриті. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є Стандарт Мінпаливенерго України, в якому, згідно з розділом 6.3: водні басейни шахт, що утворилися після їх затоплення, за якістю води і умовами використання для водопостачання поділяються на: а) закриті водні басейни шахт - захищені з поверхні шаром непроникних відкладень, в якому п'єзометричний рівень заповнення водою виробленого простору досягнув урівноваженого стану без впливу на денну поверхню, при цьому забруднення з поверхні неможливе; б) відкриті водні басейни шахт - не захищені з поверхні шаром непроникних відкладень, де п'єзометричний рівень заповнення водою виробленого простору не досягнув денної поверхні, але має місце перетік ґрунтових і поверхневих вод; в) напіввідкриті водні басейни - рівень заповнення виробленого простору підтримується на рівні, що включає перелив води у суміжні шахти чи підтоплення земної поверхні; г) локальний водний басейн шахти утворюють шляхом заповнення підземними водами виробленого простору локальної ділянки шахти. У розділі 6.5 Стандарту: у разі використання водних басейнів шахт як джерела водопостачання, забір води для контролю треба здійснювати із закритого водного басейну шахти. У розділі 8.1: з метою охорони джерел водопостачання, необхідно організовувати зони санітарної охорони. 1 UA 67964 U 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У розділі 6.8: шахтні води з мінералізацією вище ніж 1000 мг/дм можуть використовуватися для питного водопостачання після спеціальної водопідготовки та знезараження, й після проведення демінералізації води [Стандарт Мінпаливенерго України СОУ 10.1.00174125.0052004 "Використання шахтних вод для господарсько-питного водопостачання. Методичні вказівки, чинний від 2005-01-01]. До недоліків відомого Стандарту стосується неможливість контролю якості та санітарного стану шахтної води у шахтних водозбірниках та водовідливних комплексах с заглибними насосами закритих шахт через відсутність можливості контролю за формуванням якості шахтної води та прийняття запобіжних мір у разі появи небезпечних відхилень її фізико-хімічного складу від розрахункових показників, та неможливість створення ЗСО для всього техногенного підземного басейну закритої шахти. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу контролю шахтної води з закритої шахти при використанні її як джерела питного водопостачання, в якому подача шахтної води до поверхневого, штучно створеного водоймища, з якого ведуть водозабір для контролю якості та санітарного стану шахтної води шляхом відбору проб води з поверхневого водоймища та подачі води для контролю якості води та її санітарного стану і - на очисні споруди, створення ЗСО навколо поверхневого водоймища, забезпечують створення умов та технічних можливостей для регулярного контролю якості та санітарного стану шахтної води з закритих шахт, цим забезпечується можливість регулярного контролю якості та санітарного стану шахтної води, зміни її фізико-хімічного складу (сезонні або обумовлені іншими факторами), можливість створення ЗСО, які складаються з трьох поясів, за аналогією з діючими ЗСО при використанні поверхневих вод для питного водопостачання з ставів, водосховищ. Поставлена задача вирішується тим, що у способі контролю шахтної води з закритих шахт при використанні її як джерела питного водопостачання, який включає збір шахтної води від джерел надходження до водозбірника, контроль якості та санітарного стану води, створення ЗСО, згідно з корисною моделлю, передбачені наступні відміни: шахтну воду подають до поверхневого, штучно створеного водоймища; з поверхневого водоймища ведуть водозабір для контролю якості та санітарного стану води шляхом відбору її проб, та подачу води на очисні споруди; ЗСО створюють навколо поверхневого водоймища. Крім того, поверхневе водоймище виконують принаймні для двох закритих шахт; шахтну воду подають до поверхневого водоймища за допомогою насосів, з'єднаних з водовідвідними трубопроводами. Спосіб виконують наступним чином. Шахтна вода, що збирається із джерел надходження, таких як водоносні горизонти, свердловини, основні та підготовчі виробки та ін., тобто - з усього техногенного підземного водного басейну, надходить до водозбірника, за який використовують підземну виробку, у водозбірнику встановлюють стаціонарні насоси, що з'єднані з водовідвідними трубопроводами, якими воду подають до штучно утвореного поверхневого водоймища, в результаті чого з'являється можливість регулярно контролювати якість та санітарний стан води, можливість створення ЗСО. Зона складається з трьох поясів, як передбачено в діючих ЗСО при використанні поверхневої води для питного водопостачання (ставів, водосховищ та ін.): кордони першого поясу зони для штучного водосховища встановлюються від водозабору на відстані: а) за акваторією водоймища, за усіма напрямками - не менше ніж 100 м; б) за прилеглим до водозабору берегом водоймища - не менш ніж 100 м від урізу води при нормальному підпорному рівні. кордони другого поясу встановлюються від водозабору: а) за акваторією водоймища, за усіма напрямками, на відстані до 3 км, при кількості вітрів до 10 % убік водозабору, та 5 км - при кількості вітрів більш ніж 10 %; б) бокові кордони - від урізу води, при нормальному підпірному рівні води у штучно створеному водоймищі, на відстані 500 м при рівнинному рельєфі, а при гористому рельєфі - до вершини першого схилу, що повернений убік водоймища, але не більше ніж 750 м при пологому схилі, та 1000 м - при крутому схилі; кордони третього поясу зони поверхневого водоймища повинні бути за акваторією водоймища такими ж, як для другого поясу, а бокові кордони - за вододілом, але не більше 3-5 км від водоймища. Територія зони першого поясу повинна бути спланована, огороджена й озеленена. На території забороняються усі види будівництва, розміщення житлових та суспільних споруд, 2 UA 67964 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 купання, водопій, випас худоби, рибна ловля, застосування отрутохімікатів та добрив, повинно бути забезпечено відведення поверхневого стоку за межі першого поясу. На території зони другого поясу забороняється забруднення, розміщення складів ГЗМ, та ін. об'єктів, які можуть визвати хімічне забруднення джерела водопостачання, розміщення кладовищ, скотомогильників, полів асенізації та інших аналогічних об'єктів, застосування отрутохімікатів та добрив. Слід регулювати відведення територій для розміщення населених пунктів і промпідприємств, виконувати їх благоустрій та т. ін. На території зони третього поясу слід виконувати регулювання відведення територій для розміщення населених пунктів і промпідприємств, виконувати їх благоустрій та ін. При цьому вода із закритої шахти надходить закритими трубопроводами, що виключає забруднення води під час транспортування до водоймища, а у водоймищі додатково відбувається розбавлення води атмосферними осадами, що знижує її мінералізацію. Використання шахтної води для питного водопостачання почало більш інтенсивно розвиватися після введення у дію СОУ 10.1.00174125.005-2004 "Використання шахтних вод для господарсько-питного водопостачання" та реалізації проекту "Будівництво пілотної установки демінералізації шахтних вод для питного водопостачання" у м. Антрацит Луганської області. Доцільність заявленого способу підтверджується прикладами. Приклад 1 З 1932 року існує Ольхівське питне водосховище в Донецькій області, яке, в основному, підпитується за рахунок шахтних вод 26 діючих шахт виробничих вугільних об'єднань "Жовтеньвугілля", Шахтарськвугілля" та "Торезантрацит". 3 3 Витрати основного притоку водосховища складають 6408 м /год., у т.ч.-5840 м /год. - шахтні води. Якість води закритих шахт краща за якість води діючих шахт. Через 5-7 років після ліквідації шахти вода практично відповідає якості природної води регіону. Приклад 2 Для використання шахтної води із закритих шахт "3-біс" та "Лісна" ДП "Торезантрацит" для централізованого водопостачання м. Торез Донецької області споруджено загальне штучне поверхневе водоймище, на якому створені СЗЗ по аналогії з поверхневими джерелами. Таке рішення дозволяє при величезному дефіциті питної води у містах Торез, Шахтарськ, 3 Сніжне отримати питної води 18,8 тис. м /доб., при існуючому водопостачанні м. Торез - 26,1 3 3 3 тис. м /доб., м. Сніжне - 15,9 тис. м /доб., м. Шахтарськ - 13,8 тис. м /доб. Запропоноване технічне рішення шляхом перерозподілу води практично забезпечує водопостачання вказаних міст до нормативної потреби. Запропонований спосіб дозволить широкомасштабне використання шахтної води закритих шахт, у зв'язку з можливістю утворення захищеного джерела та проведення на ньому своєчасного надійного санітарного контролю за якістю води та санітарним станом першого поясу ЗСО. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб контролю шахтної води з закритих шахт при використанні її як джерела питного водопостачання, що включає збір шахтної води від джерел надходження до водозбірника, контроль якості та санітарний стан води, створення зони санітарної охорони (ЗСО), який відрізняється тим, що шахтну воду подають до поверхневого, штучно створеного водоймища, з якого ведуть водозабір для контролю якості і санітарного стану шахтної води шляхом відбору проб води з поверхневого водоймища, та для подачі води на очисні споруди, при цьому (ЗСО) створюють навколо поверхневого водоймища. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що шахтну воду подають до поверхневого водоймища за допомогою насосів, з'єднаних з водовідвідними трубопроводами. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що поверхневе водоймище виконують принаймні для двох шахт. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3