Численное моделирование водоотлива для подземной шахты
КЛИЕНТ
AngloGold Ashanti
МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ
Криксас, штат Гояс, Бразилия
ПЕРИОД
2021-2022
Проблемы
Область исследования представляет собой подземную горнодобывающую операцию с галереями, достигающими глубины до 1030 метров. По мере продвижения галерей, пересекающих водоносные системы и/или геологические структуры с циркуляцией воды, осушение становится необходимым для предотвращения накопления воды внутри подземных галерей. Шахта разделена на шесть различных секторов, каждый из которых содержит отдельные рудные тела. Осушение требуется в трех из этих секторов, в которых с 2020 года действует система мониторинга откачки. В течение периода мониторинга средний объем откачиваемой воды по трем секторам составляет около 400 м³/ч.
Задача состоит в том, чтобы смоделировать сценарии, связанные с различными этапами жизненного цикла шахты, с целью оценки объемов осушения для будущих карьеров и галерей, указанных в горном плане, а также оценки потенциальных зон влияния шахты.
Решение
Был проведен анализ исторических данных для понимания региональных геологических и гидрогеологических условий, за которым последовала разработка концептуальной модели. Была создана трехмерная региональная численная модель, охватывающая 38 км². Для описания динамики грунтовых вод использовался подход эквивалентной пористой среды с использованием программного обеспечения FEFLOW, учитывая известную систему трещин в зоне исследования и расширение подземных галерей.
Результаты
Численная модель смогла оценить будущие объемы осушения в зависимости от расширения подземных галерей и открытых карьеров, а также оценить тенденции воздействия на водоемы, находящиеся под влиянием горнодобывающих операций.
Моделирование расширений галерей и будущих карьеров позволило спрогнозировать масштаб осушительной системы в соответствии с горным планом. Было настроено два сценария осушения для карьеров: один, полагающийся исключительно на осушение через водосборники, и другой гибридный сценарий, комбинирующий водосборники и насосные скважины.
Понижение уровня водоносного горизонта, необходимое для осушения, оказывает влияние на динамику подземных вод. Таким образом, были сделаны оценки воздействия на родники путем сравнения текущего состояния с различными этапами эксплуатации шахты. Анализ показал, что в будущих сценариях воронка депрессии, по оценкам модели, может расшириться, потенциально влияя на родники и водотоки, находящиеся под воздействием горных работ.