![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ФИЦ ПХФ и МХ РАН |
||
Целью работы является определение временного фактора от начальной фазы проникновения рассолов МИВК в галитовый массив ниже отм.-145 м, с последующим образованием пустот и фронта распространения, возникших в результате растворения каменной соли, а также динамики растворения галита рассолами МИВК, оценка риска прорыва (поступления) рассолов МИВК на нижележащие горизонты и горные выработки рудника, разработка технических предложений по ликвидации риска подтопления глубоких горизонтов рудника «Интернациональный».
Before the beginning of industrial exploitation of mine workings, a set of mining-geological and mining-technical conditions of the drainage horizon led to the manifestation of mining pressure mining and technical conditions of the drainage horizon led to the manifestation of mining pressure in the form of The set of mining-geological and mining-technical conditions of the drainage horizon led to manifestation of mining pressure in the form of destruction of the concrete support of the workings' soil before the beginning of their operation. Such conditions in the course of industrial exploitation of mines of drainage horizon -145 m create a such conditions during industrial exploitation of mine workings of drainage horizon -145 m create a risk of brine penetration to halite soil of the workings with its subsequent erosion and formation of karst cavities formation of karst cavities during exploitation of mine workings of drainage horizon. The host rocks below elevation -145 m belong to the Charskaya Formation. This formation is characterized by high salinity, as rock salts account for 75% of its total thickness. Taking into account the above-stated for accounting and forecasting of dissolution of rock salts below -145 m both in plan and in section it is required to conduct modeling, by means of mathematical description of running physical and chemical processes, with issuing of technical solutions.
В ходе проведенных исследований, которые включают сбор и анализ материалов по руднику, а также обновление базы термодинамических и кинематических данных для пород Чарской свиты, экспериментальные лабораторные работы, выезд на рудник "Интернациональный", основным результатом будет разработка численной модели миграции рассолов МИВК с учетом фильтрационной неоднородности и изменения проницаемости Чарской свиты в пришахтной зоне во времени.
Разработать гидродинамическую модель метегеро-ичерского водоносного комплекса в пределах шахтного поля рудника «Интернациональный», с учётом гидрогеологической характеристики подстилающих пород чарской, олекминской, толбачанской, эльгянской, нелбинской и юрегинской свит; Разработать модель миграции рассолов метегеро-ичерского водоносного комплекса, в случае аварийного попадания в системы подземных горных выработок, пройденных по размываемым породам (каменная соль) и не имеющих гидроизоляционных или иных защитных покрытий
Хоздоговор, «Оценка и интеграция данных для решения задачи моделирования прорыва рассолов метегеро-ичерского водоносного комплекса рудника «Интернациональный» при отработке запасов блока № 3/4 и разработка технических решений ликвидации риска подтопления глубоких горизонтов рудника» |
# | Сроки | Название |
1 | 17 октября 2022 г.-10 августа 2023 г. | «Оценка и интеграция данных для решения задачи моделирования прорыва рассолов метегеро-ичерского водоносного комплекса рудника «Интернациональный» при отработке запасов блока № 3/4 и разработка технических решений ликвидации риска подтопления глубоких горизонтов рудника» |
Результаты этапа: Исследуемая площадь – месторождение алмазов кимберлитовой трубки «Интернациональная». В административном отношении территория входит в состав Мирнинского района Республики Саха (Якутия). Цель работы состоит в оценке времени от начала проникновения рассолов МИВК в массив растворимых пород чарской свиты ниже отм. -145 м, до образования пустот и выявления закономерностей растворения каменной соли на основе моделей динамики растворения галита мигрирующими рассолами МИВК с оценкой риска прорыва (поступления) рассолов МИВК на нижележащие горизонты и горные выработки рудника, а также разработкой технических предложений по ликвидации риска подтопления глубоких горизонтов рудника «Интернациональный». Задачи работы : - сбор и анализ материалов по горно-геологическим и гидрогеологическим условиям месторождения, параметрам используемой схемы вскрытия и геометрических характеристик выработок в чарской свите для обоснования концептуальных моделей аварийных ситуаций; - схематизация возможных физико-химических условий взаимодействия рассолов с породами чарской свиты, с максимальной детализацией в рамках шахтного поля; - экспериментальное изучение кинетики и динамики процессов растворения пород чарской свиты природными низкотемпературными рассолами МИВК; - разработка расчетных моделей месторождения и шахтного поля для прогноза распределения пустот и распространения рассолов МИВК в различных аварийных ситуациях; - прогноз величины потенциальных негативных геотехнических процессов; - разработка технических решений ликвидации риска подтопления глубоких горизонтов рудника. В результате выполнения работы получено: Разработанная концептуальная геофильтрационная модель шахтного поля трубки «Интернациональная» позволила оценить текущую степень воздействия добычных работ на геологическую среду. Результаты калибровки подтвердили принципиальную корректность выбранной геофильтрационной схемы. Модель была уточнена в части: - усложнения пространственной конфигурации модели для учета переменных мощностей выделенных расчетных слоев; - расчета прогнозных водопритоков в дренажные скважины горизонта -145 м абс. для выбора и обоснования аварийных сценариев; - учёта фактически полученных параметров после изучения рассолов МИВК и галита чарской свиты; Для определения параметров растворения каменных солей при движении рассолов МИВК по системе горных выработок были выполнены теоретические расчёты с применением принципов физико-математического моделирования. В результате расчётов были получены характеристические параметры для горизонтального и вертикального перемещения рассолов, с сопутствующим растворением галита; Из принятых для приближенных оценок, а также определённых термодинамических и кинетических параметров, установлено, что процесс растворения солей будет происходить катастрофически быстро и заметно продвигается уже с первого дня аварийной ситуации на сотни метров вниз по падению выработки. Однако, полученные результаты следует рассматривать, как верхнюю оценку скорости динамики растворения подошвы выработки. Это связано со следующими обстоятельствами: - быстрая скорость растворения в значительной степени определяется коэффициентом растворения, который получен по литературным данным, а не определен экспериментально для пород чарской свиты; - при оценке динамики растворения использовалась предпосылка не только о постоянстве расхода аварийной утечки во времени, но и постоянства средней скорости потока. Однако эта средняя скорость, согласно зависимости, во многом определяется уклоном дна выработки. При выполаживании этого уклона средняя скорость будет падать, а глубина потока возрастать; Исходя из полученных в процессе экспериментов параметров растворимости галита и подтверждения ключевого фактора – дебита природных рассолов МИВК, поступающих в систему подземных горных выработок, в зависимости от причин и типа отклонения работы системы опережающего водопонижения от проектных параметров, для определения временного параметра формирования промоин совместно со специалистами Мирнинско-Нюрбинского ГОКа и Управления АК «АЛРОСА» была разработана «Базовая классификация видов (типов) притоков…». Указанные типы водопритоков были выбраны как базовые для последующих расчётов. Приведенные расходы были подтверждены на этапе гидрогеологического моделирования, выполненного в рамках 2-го этапа исследований. Последующее выполнение исследований в рамках 3-го этапа были использованы результаты проведенного моделирования и аналитических расчетов, что с учётом горно-геологических условий месторождения: наличия в чарской свите прослоев нерастворимых и труднорастворимых пород, позволило рассчитать прогнозные притоки дренажных вод, формируемые в результате: - аварийных ситуаций на скважинах различного назначения – поступление нерегулируемого притока из скважин как непосредственно расположенным в системе подземных горных выработок, так и вскрываемых в процессе отработки месторождения, в независимости от степени вскрытия коллекторов МИВК (на полную или неполную мощность); - аварийных ситуаций на внутришахтных водоводах; - нарушения гидроизоляции водосборников, приводящих к фильтрационным потерям дренажных вод; - нарушения работы, прекращение, частичный выход из строя системы опережающего водопонижения; Определено семь основных сценариев, требующих моделирования и последующего прогнозирования. После проведённого анализа и полученных на этапе экспериментов параметра растворимости, было принято решение о реализации двух концептуальных модельных схемах. В рамках гдродинамической модельной схемы рассматривалось течение жидкости – недонасыщенного рассола МИВК по наклонной плоскости: в случае спирального съезда – под углом 9°, а в случае рудоспуска, вентиляционного восстающего, людского ходка и другой вертикальной выработки – под углом 90°. В рамках геофильтрационной модельной схемы рассматривалось движение вод, в едином моделируемом механизме миграции – это фильтрация воды по трещинам различного генезиса: - техногенным трещинам, формируемым в гидроизоляционных материалах (например, в водосборнике); - техногенным трещинам, присутствующим в интервале частично дезинтегрированных под воздействием БВР карбонатных пород; - природно-техногенным трещинам, существующим на контакте закладочный массив/вмещающие породы и возникающим по причине недостаточной адгезии; - природно-техногенным трещинам, существующим в затюбинговом пространстве стволов; - природным трещинам, существующим на контакте кимберлит/вмещающие породы; - природным трещинам, относящимся к трещинам напластования и структурно-тектоническим; Проведенные исследования позволили определить временные параметры частичного разрушения или полной потери горных выработок. Объёмы растворяемых пород, приводящие к потере устойчивости выработки или её полному разрушению принимались согласно расчётов смоделированной конфигурации потока, растворяющего каменные соли и приводящего к критическому (при разрушении) и катастрофическому (при полной потере) объёму промоин. В зависимости от геометрических параметров горной выработки объёмные параметры промоин существенно отличались. Наибольшие объёмы принимались при моделировании процесса растворения в зонах контакта (кимберлит/вмещающие породы; закладочный массив/вмещающие породы). Растворение 8000 м3 приведёт к существенному росту проницаемости пород контакта, с сопутствующим формированием водопроводящих открытых трещин, и последующему увеличению дебита возможного проскока. Растворение 500 000 м3 и более приведёт к формированию площадных сквозных зон и систем полостей, способных обеспечить расход проскока > 300 м3/час, что критически скажется на существующей инфраструктуре рудника. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".