Шахтные воды – проблема всей планеты

Очистные-сооруж-вод-затопл-

Александр Мохов у очистных сооружений закрытой шахты имени Кирова. Фото из архива А.В.Мохова.

Мы не вправе ждать милостей от природы после того, что с ней сделали. Это фраза как нельзя лучше характеризует положение дел с шахтными водами, которые стали настоящим бедствием после закрытия угледобывающих предприятий. Написано об этом много, но каково положение сегодня в шахтерских территориях Ростовской области, автор этих строк поговорила с ведущим сотрудником ЮНЦ РАН, доктором технических наук и кандидатом геолого-минералогических наук Александром Моховым.

Александр Вадимович с 1990-х занимался вопросами ликвидации угольных шахт Восточного Донбасса и других регионов России, а также мониторинга последствий этой ликвидации.

Последствия «даешь стране угля»…

А последствия-то негативны. Из горных выработок на поверхность откачиваются и выходят на поверхность сильно минерализованные шахтные воды, поступающие в реки и водоемы. Выделяется «мертвый воздух» с содержанием кислорода намного меньше 21%, Его вдох смертельно опасен.

Вокруг закрытых шахт идет подтопление территории, при этом приповерхностные слои насыщаются водой, что приводит к разрушению находящихся на них сооружений.

Поэтому принимаются меры по предотвращению полного затопления шахт путем откачки или выпуска воды из горных выработок.

Однако из-за повышенной минерализации — не менее пяти граммов растворенных веществ на литр — кислотности и агрессивности этой воды гибнут и природные объекты.

В этой воде всегда много соединений железа, потому сама она и дно водоемов приобретают красновато-бурую окраску. По сообщениям местных жителей, у домашней птицы, которая пьет такую воду, у КРС внутренние органы выглядят как покрытые ржавчиной.

Проводимая очистка шахтной воды не дает нужного результата. Беда еще в том, что происходит растекание воды в недрах на многие километры.

Сейчас водоотлив и выделение воды из шахт — четырех действующих и десятков ликвидированных — составляет 35–40 млн кубометров воды в год. В Северский Донец, Дон и Азовское море поступают сотни тысяч тонн растворенных и взвешенных минеральных и органических веществ ежегодно.

Как с этим можно бороться

Как же ослабить (полностью ликвидировать не удастся) воздействие шахтных вод на окружающую среду? Во всем мире — не только у нас — не знают, что с ними делать: отсутствуют дешевые и эффективные технологии очистки большого объема вод с такими показателями — и, прежде всего, удаления минеральных веществ. А это повышенные концентрации хлоридов, карбонатов, сульфатов. Печальный рекорд установила шахта «Комиссаровская», где количество соли на литр воды достигало 24 граммов. А если вода имеет кислую реакцию, категорически вредную для биосистем (кислотность порой бывает ровна столовому уксусу), нужна ее нейтрализация. И странно, что вокруг стока шахтных вод еще что-то растет — словно природа пытается сказать: вы уйдете, а я останусь, вот и стараюсь приспособиться.

Вопрос об удалении растворенных веществ остается открытым. Даже такая небедная страна, как США, не «потянула» этот процесс. К этому добавляется и такая проблема: что делать с продуктами очистки? А это удаленные взвешенные вещества — частицы угля, разных пород, ржавчины.

Окружающая среда в опасности

Исследования Мохова установили: процесс движения воды в горных выработках под действием откачки или выпуска ее отсюда делает воду еще более минерализованной и кислой, а потому более опасной.

Где же выход? Прежде всего, считает Александр Вадимович, нужно продолжить и расширить научные исследования, не говоря уже о мониторинге состояния среды. Какие-то данные ученые получают самостоятельно (сам Мохов выезжает на места выходов шахтных вод, опрашивает местных жителей, делает анализы, то есть, собирает крупицы информации): официальные структуры данными делиться не спешат. А дать прогнозы, как формируется химический состав воды без большого массива данных невозможно.

Для борьбы с подтоплением возможно, полагает Мохов, использовать уже сейчас такую геологическую закономерность: в выработках шахт на поверхности тяжелых минерализованных вод находится в виде линз меньшая по плотности талая и дождевая вода — не стоит ли ограничиться откачкой (выпуском) из шахт именно этой воды?!.

К решению этой проблемы нужен подход системный. Где-то для борьбы с подтоплением земной поверхности должны работать водоотливные комплексы по откачке воды из ликвидированных шахт. Надо продолжать очистку воды по принятым технологиям- пусть она будет хотя бы не кислой и с минимумом содержания железа. А его содержание в воде на той же шахте Комиссаровская достигало 2800 миллиграммов в литре. Предельная же допустимая концентрация железа в питьевой воде — всего 0,3 мг на литр.

Необходимо привлечь химиков, которые в содружестве с другими специалистами создадут технологии извлечения из воды минеральных веществ, придумают, как использовать осадок взвесей в очистных сооружениях. Нужны и усилия биологов для совершенствования способов деминерализации воды с помощью растительных организмов. Короче, для решения проблемы шахтных вод нужен междисциплинарный подход.

Наши проблемы — это и их проблемы

Недавно Александра Мохова пригласили в Шанхайский университет науки и технологии: он вместе с профессором Московского горного института (входит в состав Московского института стали и сплавов) Андрианом Батугиным выиграл грант китайского правительства на научное обеспечение ликвидации угольных шахт Китая. Сегодня эта страна добывает 3,5 млрд тонн угля в год, но пытается сократить его добычу, так как экология в стране в плохом состоянии.

Надо ли говорить, как внимательно слушали Мохова и преподаватели, и студенты, и магистранты?! Китайцы — они упорные, работать будут много, увидев последствия прекращения угледобычи в России. Так, может быть, совместными усилиями (подход к решению проблемы уже можно будет рассматривать как международный — и на государственном уровне!) что-то и удастся придумать?!