Гидрогеологические условия закачки рассолов в надсолевую толщу горных пород в районе Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей

Лобанов Александр Александрович
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе рассмотрены условия захоронения рассолов из затапливаемого рудника СКРУ-2 (Верхнекамское месторождения калийно-магниевых солей). Доказана экологическая безопасность закачки рассолов в скважины, оборудованные на нижнюю часть надсолевой толщи горных пород. Рассчитаны избыточные давления над устьями закачивающих скважин и конфигурация ореола засоления подземных вод.

Аннотация ………………………………………………………………………………………………….. 2
Введение ……………………………………………………………………………………………………. 4
Глава 1. Общая характеристика изучаемой территории. …………………………………. 6
1.1. Физико-географический очерк …………………………………………………………….. 6
1.2. Геологическое строение ………………………………………………………………………… 8
1.3. Стратиграфия и литология …………………………………………………………………….. 9
1.4 Структурно-тектонические особенности ………………………………………………… 12
1.5. Гидрогеологические условия ……………………………………………………………….. 15
1.6 Химическая зональность ВМКМС ………………………………………………………… 17
Глава 2. Параметры полигона закачки ………………………………………………………… 19
2.1 Постановка задачи и пути её решения …………………………………………………… 19
2.2 Конструкция скважин на полигоне закачки …………………………………………… 25
Глава 3. Интерпретация результатов опытно фильтрационных работ. ……………. 29
Глава 4. Характеристика современного химического состава подземных вод. … 38
Глава 5. Прогнозная оценка закачки рассолов на полигоне в толщу СМТ 2 …….. 42
5.1 Оценка избыточного давления над устьями закачивающих скважин ………… 42
5.2 Расчёт ореола засоления ……………………………………………………………………….. 44
Заключение. ……………………………………………………………………………………………… 48
Список литературы. …………………………………………………………………………………… 50

В современных условиях повсеместного загрязнения окружающей среды
особенно актуальным является вопрос экологической безопасности во время
разработки месторождений калийно-магниевых солей.

Одна из основных проблем связана с наличием бассейнов, которые содержат
концентрированные рассолы. Их утилизация является одним из самых серьезных
эколого-экономических задач (Шикломанов, 2002). Методы, которые традиционно
использовались во время обезвреживания этих отходов, уже не могут быть
экологически приемлемыми и на сегодня они уже не решают полностью вопросов
утилизации высокоминерализованных рассолов, что со временем может привести к
значительным экологическим катастрофам (Шикломанов, 2002).

Основной задачей является максимально возможное продление срока
эксплуатации рудника СКРУ-2. Для решения поставленной задачи предполагается
откачивать рассолы из рудника на поверхность через стволы шахты и закачивать их в
нижнюю часть надсолевой толщи, т.е. в СМТ 2. В качестве основного (первого)
полигона закачки выбран участок к западу от солеотвала СКРУ-2. Закачка рассолов
будет осуществляться именно в СМТ 2.

В 2017 году для уточнения фильтрационных параметров терригенно-
карбонатной толщи (ТКТ), а также соляно-мергельной толщи (СМТ2) проводились
кустовая и одиночные откачки. В результате обработки результатов данных откачек, с
помощью программного комплекса ANSDIMAT (Sindalovsky, 2011) по индикаторным
графикам были определены основные фильтрационные параметры водоносных
горизонтов на участке полигона закачки.

Средние значения параметра водопроводимости (T) соляно-мергельной толщи
составили 183,5 м2/сут для линейной субвертикальной зоны повышенной
проницаемости, и 67,2 м2/сут в области за пределами этой зоны. Кроме того, были
рассчитаны коэффициенты фильтрации (Кф) для этих зон: 2,2 м2/сут и 0,8 м2/сут
соответственно.

Полученные фильтрационные параметры использовались в дальнейшем при
решении прогнозной задачи, где оценивалось возможное избыточное давление над
устьем закачивающих скважин при разных режимах (расходах) закачки.

Воды ТКТ являются хлоридно-натриевыми, современном состоянии являются
некондиционными, так как представлены рассолом с минерализацией 75 г/л, по
микрокомпонентам и макрокомпонентам не соответствуют требованиям СанПиН
2.1.4.1074-01 “Питьевая вода…” (по железу, кадмию, марганцу, никелю, стронцию).

Воды СМТ2 являются сульфатными натриево-магниево-кальциевыми, на
настоящий момент также являются некондиционными, так как они сильно солоноватые
с минерализацией 3,8 г/л, по сульфатам и хлоридам не соответствуют требованиям
СанПиН 2.1.4.1074-01 “Питьевая вода…”.

В данный момент в поверхностном рассолосборнике, расположенном рядом с
полигоном закачки находится вода, которая откачивается из подземных выработок,
поступившая туда через провал. Воды рассолосборника являются хлоридно-
натриевыми, это очень крепкий рассол, с минерализацией свыше 300 г/л.
Рассмотрено три возможных варианта закачки воды из рассолосборника с
дебитами 50, 100, 150 м3/час. Время закачки 5 лет, так как на рассматриваемом
полигоне предполагается сначала организовать только опытно промышленный участок.
Был произведён расчёт избыточного давления над устьями закачных скважин.
Критическое значение избыточного давления принято равным 10 атмосфер.

Результаты расчётов прогнозного избыточного давления над устьем
закачивающей скважины для первого варианта составили 1,6 атм., для второго
варианта 5,6 атм., для третьего варианта 9,7 атм.

Так как по третьему варианту получаются значения избыточного давления,
близкие к критическим, мы рекомендуем воспользоваться вторым вариантом,
учитывая, что средний водоприток подземных вод в рудник в настоящее время
составляет 110 м3/час, то есть приблизительно в 2 раза меньше.

С использованием программы ANSDIMAT (Sindalovsky, 2011) были рассчитаны
конфигурации ореолов засоления подземных вод в течение 5 лет эксплуатации
рассматриваемого полигона закачки. Размеры ореола для второго расчётного варианта
составят от 310 до 490 метров. Поэтому можно утверждать, что ореол засоления за 5
лет не достигнет акватории Верхнекамского водохранилища.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Вызванная поляризация глины
    📅 2021год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Граптолиты ордовика бассейна р. Жданова (Восточный Таймыр)
    📅 2020год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет