ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШАХТНЫХ ВОД 6 страница
(4.11)
Ценность оборотных систем заключается в том, что при их отсутствии предприятие вынуждено было бы использовать свежую воду в количестве, адекватном потребности ее в прямоточных системах. Таким образом, расход оборотной воды выражает объем сэкономленной свежей воды. Одновременно, не попадая в сеть гидрографии, оборотные воды не загрязняют окружающую природную среду. Поэтому современные требования водопотребления нацеливают предприятия различных отраслей промышленности на использование оборотных систем.
Для характеристики состояния оборотного водоснабжения, а тем самым технического совершенства системы водоснабжения предприятия в целом введен коэффициент водооборота, Роб
(4.12)
где Qоб, Qпрям и Qс - количество воды в обороте; на производственные нужды в прямоточных системах; что поступает в систему с сырьем.
Внедрение оборотного водоснабжения в перечисленных процессах может обеспечить следующий уровень оборотного водоснабжения (коэффициент водооборота Роб): при подземным механическим способом - 48% ; гидравлическим - 94%; при обогащении - 92%.
Кроме коэффициента водооборота эффективность использования воды на промышленном предприятии характеризуется также двумя показателями: коэффициентом использования воды в системе водоснабжения, Кисп, и коэффициентом потерь воды, Рпот.
Коэффициент использования воды характеризует рациональность проектной или действующей схемы водопотребления и водоотведения (включая канализацию) любого предприятия (в частности горного) и должен быть возможно, близким к единице:
|
|
|
, (4.13)
или 
, (4.14)
где Qзаб=Qист+Qc - количество воды, забираемой в систему.
Коэффициент потерь воды ровный
%. (4.15)
где Qпосл - количество воды, используемой в производстве повторно-последовательно.
3 Нормирование водопотребления
Рациональное и экономное потребление питьевой воды требует правильного, т. е. научно-обоснованного нормирования водопотребления. Это особенно актуально в настоящее время, когда все более ощутимым становится дефицит воды, а ее потребление постоянно растет как в быту, так и в промышленности.
Основная задача нормирования - обеспечить технически и экономически обоснованное водопотребления, а также водоотведения, добиться тем самым эффективного использования водных ресурсов. Нормирование позволяет своевременно определить нормативную потребность в воде на плановые и фактические объемы производства за квартал, полугодие, год и другую перспективу, анализировать причины отклонения фактического расхода от нормативного и, соответственно, принимать меры по экономному потреблению воды.
|
|
|
Нормируются потребность свежей воды (питьевой и технической), объемы оборотной и повторно-последовательно используемой воды, количество сточных вод, отводимых.
Различают нормативы и нормы водопотребления и водоотведения.
Норма водопотребления - это максимально допустимое плановое количество воды требуемого качества, необходимое для производства единицы продукции (или вида работ) установленного качества в определенных горно-геологических и организационно-технических условиях производства.
Норма водоотведения - это максимально допустимое плановое количество сточных вод, отводимых образуется при производстве единицы продукции (или вида работ) в определенных горно-геологических и организационно-технических условиях производства.
На шахтах основу нормы водоотведения составляет удельная величина шахтных вод и вод от осушения шахтных полей.
Шахтные воды и воды от осушения шахтных полей - это природные попутно-полученные воды (подземные или поверхностные), что изменили или не изменили свой первичный состав или свойства. Если эти воды отводятся и сбрасываются в сеть гидрографии, их классифицируют как сточные воды. Если эти воды используются на производственные нужды, их классифицируют, как свежую техническую воду.
|
|
|
Основой для расчета норм водопотребления и водоотведения являются нормативы.
Нормативу водопотребления (водоотведения) называется технически обоснованное количество необходимого и рационального потребления (или отвода; сброса) воды для конкретного технологического процесса, операции, типа оборудования.
Норматив измеряется обычно в литрах или кубических метрах, отнесенных к соответствующим единицам измерения объемных показателей (например, л. чел/смену, л/м3 сжатого воздуха; л/т выплавки стали и так далее). Норматив может быть выражен в процентах (например, размеры безвозвратного потребления и потерь на испарение, фильтрацию и тому подобное). Он может быть выражен и в виде коэффициента (коэффициента водоотведения).
Норматив планировать нельзя (это показатель технически необходимый для работы машины, выполнение техпроцесса), а норму можно путем ограничения объемов производства. В этом их различие.
Нормы водопотребления и водоотведения классифицируются по признакам:
- по степени прогрессивности (балансовые и оценочные);
- по периоду действия (текущие и перспективные);
- по уровням управления (индивидуальные нормы и укрупненные);
|
|
|
- по системам водоснабжения (нормы потребления свежей воды, нормы оборотной воды, нормы повторно-последовательно используемой воды);
- по группам качества воды (питьевая и техническая);
- по направлениям использования воды (для технологических нужд; для вспомогательного производства; для хозяйственно-бытовых нужд; работающих на производстве и непроизводственных потребителей);
- по признакам очистки сточных вод (нормы водоотведения, которые требуют очистки и те, что не требуют очистки).
На основании индивидуальных норм водопотребления (водоотведения) водозащитными органами устанавливаются для предприятия лимиты воды и сброс загрязняющих веществ. Они рассчитываются с учетом водохозяйственной и водоресурсной обстановки в районе расположения предприятия.
4 Шахтный водоотлив
Для постоянного откачивания вод из горных выработок шахт применяют систему подземного водоотлива, в состав которой входят водоотливные канавки или трубы, а также водоотливные установки с водосборниками и прудами нагнетательных трубопроводов. Водоотливные установки разделяют на: центральные (для откачки воды из нескольких близко расположенных друг от друга шахт); главные (для откачки воды со всей шахты); участковые (для перекачки воды, например, с горизонта на горизонт); вспомогательные (для откачки воды из зумпфов или раскосов); передвижные или убойные (для осушения вертикальных или наклонных выработок). Различают самотечный и напорный водоотлив.
Самотечный водоотлив осуществляется по канавкам, пройденных в почве горных выработок с необходимым геометрическим уклоном, который равен и гидравлическому уклону.
Напорный водоотлив осуществляют водоотливными установками, включающими насосы с приводами, всасывающий и нагнетательный трубопроводы с необходимой арматурой. В шахтах должно быть не менее двух нагнетательных трубопроводов - рабочего и резервного.
Главные водоотливные установки шахт должны иметь водосборники, состоящие из двух и более выработок, рассчитанные не менее чем на двухчасовой приток при малых водопритоках (до 50 м3/ч), на 4-часовой нормальный приток в обычных шахтах, не меньше чем на 8-часовой приток в шахтах, опасных по прорыву воды. Участковые установки должны иметь водосборники с одной или более выработки, рассчитанные не менее чем на двухчасовой нормативный приток, а в шахтах, опасных по прорыву воды, - не менее чем на 4-часовой.
Водосборники есть в определенной степени отстойными сооружениями, служащими для освещения шахтных вод. Выпадающий при этом осадок приводит к сокращению объемов водосборников. Заиливание водосборников не должно превышать 30% их общего объема.
Основным способом выдачи воды из шахты является насосный. Эрлифтный способ водоотлива, при котором возможно откачивать шахтные воды без очистки и исключить чистки водосборников, не получил распространения на шахтах. Грязевые насосы, допускают выдачу воды из шахты без очистки, также практически не применяются из-за низкого к.п.д. и ограниченного напора. На стационарных условиях по перекачиванию чистой шахт в основном применяются серийные секционные высоконапорные насосы типа ЦНС. Основным требованием к применению этих насосов являются: большая часть твердого в воде не должна превышать 100 мкм (0,1 мм), а их содержание в воде £ 1г/л. При наличии абразивных частиц в воде с увеличением давления и числа оборотов насосы становятся более чувствительными к гидроабразивному износу и имеют меньший ресурс времени (работы).
Строительство крупных шахт, объединение водоотливов и увеличение глубины шахт требуют увеличения нужной производительности, давления, мощностей, габаритов и масс насосных агрегатов. С увеличением притока воды, механизации работ в очистных и подготовительных выработках и концентрации горной массы при ее транспортировке увеличивается процент мелких классов угля и породы, их размокания и загрязнения шахтных вод. По этим причинам для нормальной и экономичной работы водоотлива на всех шахтах в первую очередь нужно освещение воды в шахте перед водоотливом.
Варианты транспортировки шахтных вод по выработкам разные. Они зависят от способов подготовки шахтных полей, систем разработки, вида выработок, организации водоотлива в шахте. В большинстве случаев транспортировка воды осуществляется по следующей цепочке: по штреках в наклонных выработок (уклонов или ходков); по наклонным выробкам до участковых водосборников; от участковых водосборников в главных горизонтальных выработок; в главных горизонтальных выробках до центральных (главных) водосборников шахты; по на земную поверхность.
Транспортировка воды по штреках имеет множество различных вариантов схем движения. Его особенности определяются в значительной мере влиянию двух факторов: способом подготовки шахтного поля, характером проведения штреков.
При погоризонтному способе подготовки шахтного поля вода транспортируется по штреках самотек непосредственно в участковые водосборники, которые располагаются или на штреке или на уровне дренажного выработки. Транспортировки воды из участковых водосборников на главные горизонтальные выработки производится с помощью насосов по трубопроводам. Движение воды по главным горизонтальным выробкам (штрекам, квершлагам) до центральных (главных) водосборников осуществляется, как правило, самотеком в водоотливных канавках. В центральные (главные) водосборники вода из других (отработанных) горизонтов и транспортируется, как правило, самотеком. На подходах к водосборников она смешивается в водоотливных канавках главных горизонтальных выработок с водами, которые откачиваются из горизонтов.
5 Водопользования. Водоохранное законодательство
Существуют несколько видов водопользования. Согласно водному кодексу Украины (статья 46) использование вод осуществляется в порядке общего и специального водопользования, для нужд гидроэнергетики, водного и воздушного транспорта.
Специальное водопользование - это воды из водных объектов с применением сооружений или технических устройств и сброс в них возвратных вод. Оно осуществляется для удовлетворения различных, в частности, промышленных нужд.
При пользовании водными объектами для промышленных нужд водопользователи обязаны (статья 66 Водного кодекса) соблюдать установленные условия специального водопользования, экологические требования, а также принимать меры по уменьшению расхода воды (особенно питьевой) и прекращения сброса загрязненных возвратных вод путем усовершенствования производственных технологий, схем водоснабжения и очистки сточных вод.
Отведение в водотоки и водоемы возвратных вод регламентируется Водным кодексом Украины, введенным в действие 13 июня 1995г., а также “Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения” от 4 июня 1988г. № 4630-88 (сокращенно Санпин №4630-88).
Правила регламентируют различные виды промышленно-бытовой деятельности, включая строительные работы, добыча полезных ископаемых, дноуглубительные, взрывные, сельскохозяйственные и другие виды работ, которые оказывают или могут оказать неблагоприятное воздействие на состояние поверхностных вод. Их требования обязательны для проектных и научно-исследовательских организаций, иных организаций, предприятий, учреждений и индивидуальных водопользователей, деятельность которых оказывает влияние на состояние вод или связана с их контролем, управлением.
Система мероприятий, направленных на достижение целей охраны поверхностных вод, включает:
а) нормирование качества воды в водном объекте;
б) регламентацию сброса нормированных веществ;
в) регламентацию различных видов хозяйственной деятельности, вод, влияющих на состояние, исходя из условий, указанных в п.б.;
г) планирование, разработку и осуществление водоохранных мероприятий;
д) организацию прибрежных водоохранных зон и запретных лесных полос;
е) экспертизу новой техники, технологии, материалов и веществ, а также проектов на строительство (реконструкцию) предприятий и других объектов, вод, которые могут повлиять на состояние;
ж) разработку и реализацию мероприятий по предотвращению и ликвидации загрязнения водных объектов вследствие залпового или аварийного сброса загрязняющих веществ;
с) контроль за соблюдением установленных условий сброса нормированных веществ и выполнением водоохранных требований к различным видам хозяйственной деятельности;
и) контроль состава и свойств воды водотоков и водоемов;
к) учет, обобщение и обработку информации по вопросам охраны и использования вод в целях управления качеством воды и регулирования использованных водных ресурсов;
л) привлечение к ответственности за нарушение требований и правил охраны водных объектов.
Все мероприятия по охране вод должны исходить из условий первоочередного удовлетворения хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд поселка.
При проектировании системы водопотребления требования по охране вод сводятся в основном к стимулированию предприятий предотвращению истощения гидросферы. В этом случае при выборе системы и схем доставки воды на предприятие должны учитываться:
1. Требования к количеству и качеству воды используемой предприятием.
2. Возможность сокращения объемов водопотребления путем совершенствования технологических процессов.
3. Возможность повторного использования производственных сточных вод в системах оборотного водоснабжения предприятия, а также возможность их использования для технологических нужд другого производства, где допустимо применять воду более низкого качества; для орошения сельскохозяйственных и технических культур.
4. Целесообразность применения того или иного метода очистки технологического потребляемых вод.
Выбор системы водоотведения и схемы канализации промышленного предприятия должен осуществляться согласно всех перечисленных выше требований к водопотребления, а также дополнительно необходимо учитывать:
1. Количество, состав и свойства сточных вод отдельных производственных участков, цехов и предприятия в целом, а также режимы водоотведения;
2. Целесообразность удаления и использования ценных веществ, содержащихся в сточных водах;
3. Целесообразность локальной очистки сточных вод отдельных производств и цехов;
4. Возможность оптимизации раздельного очистки технологических потоков или выбор схемы объединения стоков с целью сокращения затрат на их очистку.
5. Самоочистку водоема, условия спуска производственных сточных вод в него и необходимую степень очистки этих вод по лимитирующим показателями;
6. Целесообразность применения каждого метода очистки.
Выпуск производственных сточных вод меже осуществляется не только в водные объекты (реки, водохранилища), а и в городскую канализацию.
6 Прием шахтных вод в водоотводящие сети
Условия приема сточных вод в водоотводящие сети обусловлены многими факторами: особенностями устройства и работы сетей, применяемыми способами очистки вод, направлениям их дальнейшего использования и др.
Выпуск сточных вод в городскую канализацию осуществляется в двух случаях: при расположении промышленных предприятий в городах или вблизи них; при принятии решения о совместном очистки сточных вод группы предприятий промышленной зоны и близлежащего жилого массива.
Таким образом, если шахта расположена вблизи населенного пункта, то допускается подача шахтных вод в городскую канализацию.
В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую канализацию регламентируется комплексом требований.
Производственные сточные воды, выпускаемые в городскую канализацию, не должны:
-нарушать работу сетей и сооружений;
-содержать более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;
- содержать вещества, которые способны засорять трубы канализационных сетей или отлагаться на стенках труб;
- разрушать трубы и элементы сооружений канализации;
- содержать свайные примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях;
- содержать вредные вещества в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем (с учетом эффективности очистки);
- иметь температуру выше 40оС.
Производственные сточные воды, не удовлетворяющие указанным требованиям, должны подвергаться предварительной очистке.
Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений городской канализации при совместном очистке производственных и бытовых сточных вод необходимо соблюдать ряд условий. Смесь этих сточных вод, очищается, в любое время суток должна отвечать следующим требованиям:
-температуру ниже 6 и выше 30оС;
- активную реакцию рН ниже 6,5 и выше 8,5;
-общую концентрацию растворенных солей более 10 г/л;
- БПКповн более 500 мгО2/л при поступлении на биологические фильтры и аэротенки-вытесняющие и больше 1000 мгО2/л при поступлении до аэротенков с рассредоточенной подачей сточной воды;
- не содержать нерастворенных масел, а также смол и мазута;
- биологически жестких синтетических ПАВ (практически не окисляющихся на сооружениях биологической очистки);
- концентрацию вредных веществ, более указанной в соответствующих нормативных документах.
7 Выпуск шахтных вод в поверхностные водные объекты
Выпуск сточных вод в водоемы и водотоки осуществляется с учетом их народнохозяйственной значимости и характера водопользования. Нормы качества воды установлены для трех условий (видов) водопользования водных объектов:
К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.
К культурно-бытового водопользования относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. Требования к качеству воды, установленные для культурно-бытового водопользования, на все участки водных объектов, находящиеся в черте населенных мест.
До рыбохозяйственного водопользования относится использование водных объектов для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 525; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!