Минерагенический аспект накопления сульфат и гидрокарбонат-ионов в шахтных водах (на примере Восточного Донбасса)

Резюме

Статья посвящена выявлению причин накопления в водах угольных шахт западной части Восточного Донбасса сульфат- и гидрокарбонат-ионов. Актуальность исследований определяется необходимостью ослабления вредного влияния химического состава шахтных вод на добычу угля и экологическую обстановку. Цель исследований. Совершенствование научных основ формирования и прогнозирования химического состава шахтных вод угольных шахт. Методы исследований. Исследование данных о химическом составе шахтных вод, минералогический анализ обстановки его формирования известными общенаучными методами, корреляционный анализ материалов по западной части Восточного Донбасса. Шахтные воды региона резко отличаются от подземных вод повышенным содержанием ряда компонентов химического состава. Высокие содержания сульфат-ионов в воде традиционно связываются с окислением сульфидов горного массива. В ряде районов Восточного Донбасса обнаружены статистические взаимосвязи содержаний отдельных компонентов состава воды, связь их с сернистостью угля. Повышенные содержания кальция и натрия вызваны выщелачиванием пород серной кислотой – продуктом окисления сульфидов. Высокими значениями коэффициента парной корреляции характеризуется связь содержания сульфат-ионов и серы, кальция и сульфат-ионов, кальция и серы общей. Связь содержаний гидрокарбонат- и сульфат-ионов имеет стабильно обратный характер. Эти данные позволяют сделать вывод о наличии причинно-следственной природы указанных связей. Подтверждена связь генерации сульфат-ионов с окислением сульфидов. Взаимодействие серной кислоты с горными породами продуцирует появление углекислого газа и сульфат-ионов, что способствует появлению в воде гидрокарбонат-ионов. Поступление и накопление гидрокарбонат-ионов происходит по реакции Е. Гильгарда. Происходит как поступление в воду отдельных химических компонентов, так и уход их из воды. Различие химического состава шахтных вод в регионе объясняется суммарным действием таких минералогических факторов как повышенное присутствие сульфидов и карбонатов в горном массиве, разнообразное, от низкого до высокого, содержание в нем углекислого газа и углеводородных газов.