Введение к работе
Актуальность темы. Добыча угля в ссвреметпи условиях сопровождается воздействием ряда отрииательшх факторов производственной деятельности угольных предприятий на окружающую среду. Выброси шахтного гяэз в атмосферу загрязняют воздушное про-странслзо, с'рос иахтнкк вод в гидрографическую сеть приводит к засолению водоемов и плодородных земель. С каидам годом это негативное влияние становится все более ощутимо.
Постоянней рост глубины ведения горных работ, ухудшение горно-геологических условий отработки угольных пластов приводят к увеличению объемов попутно забиравши: и откачиваемых на поверхность шахтных вод, их минерализации и загрязненности различными веществами.
Наличие в тгахтной воде болыюго количества солей ограничивает ее применение для различных народнохозяйственных нужд, а также представляет реачьную опасность загрязнения поверхностных и подземных вод, что приводит к нарушении экологического равновесия в регионе.
В то яв Ереия з связи с нарастающим дефицитом питьевой води и увеличением количества сбрасыв ".еиых пахтных вод большое значение приобретает вопрос опреснения и использования их для технического водоснабжения.
Существующие способы опреснения иахтннх вод (дистилляшія, мембранный, электродиалиэ и др.) либо требуют значительных капитальных и энергетических затрат, либо имеют ограничения по величине минерализации опресняемых вод.
Несмотря ка возросшие научные и технические возможности используемых методов опреснения шахтной воды, они уже не позволяет решать этот вопрос на качественно новом уровне. С этой точки зрения наиболее прогрессивным и эффективным является га-зогидратный способ опреснения, позволяющий проводить процесс опреснения минерализованной вода при минимальных энергозатратах.
. Задача опреснения кахтной воды газогидратнш способом с использованием в качестве одного из компонентов шахтного газа поставлена впервне и требует для ее решетя проведения широкого круга комплексных исследований, на первом этапз которых необхо-
димо доказать принципиальную возможность процесса и масштабах, представляючи интерес для промышленност-!. Поэтому разработка газогидратной технологии деминерализации шахтной ,воды является актуальной научной задачей.
Цель работы - установление зависимости изменения химическое состава шахтной воды после образования гидратов шахтного газа от давления и темьгратуры гидратообразования, концентрации метана в шахтном газе и минерализации шахтной воды для разработки технологической схемы опреснительной установки, обеспечивающей повышение эффективности очистки шахтной воды.
Идея работы заключается в учете эффекта построения кристаллической решетки газовых гидратов только из молекул воды и газа, что при использовании в процессе шахтной воды позволяет оставлять соли в концентрированном рассоле, отделяемом от гидрата, последующее разложение которого приводит к получению пресной воды и газа.
Научные'положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
зависимость равновесных условий гидратообразования от величины минерализации іаахтной воды, отличающаяся использованием в качестве іНдратообразователя кахткого газа;
впервые полученные зависимости распределения анионов и катионов растворенных в шахтной воде солей между опресненной водой и рассолом;
параметры технолої ической схеми промышленной газогидратной опреснительной установки, отличительной особенность^! которой является использование системы "шахтный газ - шахтная вода";
вперзые выполненная технико-экошмическая оценка технологического процесс*, гаэогидратного опреснения шахтной водг.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
представительным объемом экспериментальных исследований, проведенных с иахтньм газом, содержание метана в котором изменялось от 13 до 40%, и шахтной водой с минерализацией от I до 10 г/л;
удовлетворительной сходимостью расчетных и фактических параметров гидратообразования (расхождение не более 15);
работоспособностью экспериментальной установки по опреснение шахтной воды газогидратным способом.
Значение работы. Научное значение работы заключается в установлении зависимостей изменения химического состава деминерализованной воды и рассола от условий проведения газогидратно-го процесса опреснения пахтной води в системе "шахтный газ -цахтная вода". Практическое значение работы закла-ается в разработке технологической схемы промышленной газогидратной опреснительной установки.
Реализация выводов и рекомендаций работн. Разработанная техиологаческая схема опреснения шахтной воды с использованием в качестве газового компонента шахтного газа реализована на вахте им.А.Ф.Засядько ГО "Докешуголь".
Рекомендации по применению газогидратного oi.jco6a деминерализации шахтной воды переданы для использования в ГО "Донеик-уголь".
Апробация работы. Основные галоже.тия работы докладывались нз техническом совещании в ГО "Укруглегеология" (г.Донецк, I988-I99I), на ьаучно-технической конференции в МГІЇ (г.Мослза, 1989), кэ УІ республиканской конференции по криокристаллам (г.Красный JiHMaH, 1991), на техническом совещании в ГО "Донецк-уголь" (г.Донецк, I990-I99I).
Публикация. По теме диссертации опубликовано 4 статьи и п -лучено два авторских свидетельства на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,' 4 разделов и заключения. Общий объем работы 132 стр., из них 26 рисунков, .19 таблиц, список литературы из 101 наименования на 10 стр. и II стр.прилокений.
