Группа гидрогеологов компании SRK UK выполнила исследование по управлению водными ресурсами в карьере Kuusilampi на руднике Terrafame, Финляндия, в период с 2017 по 2020 гг.
Специалистам SRK известно, что эффективное управление водными ресурсами на горных предприятиях имеет важное значение для обеспечения безопасной и эффективной работы, сокращения необязательных расходов на сброс и очистку вод и снижения воздействия на окружающую среду.
Основной целью данного исследования являлось прогнозирование водопритоков в карьер и порового давления в бортах карьера по мере развития горных работ, а также оценка влияния этих элементов на будущую работу рудника и устойчивость бортов и уступов карьера.
В октябре 2018 года специалисты SRK выполнили оценку фильтрации для определения участков притока подземных и поверхностных вод в карьер. После этого было проведено гидрологическое исследование, которое включало в себя детальную разведку объектов поверхностных карьерных вод и окружающих естественных водосборов.
Гидрогеологические полевые работы были проведены в период с октября по ноябрь 2019г. и включали следующее:
- Установку вибрационных струнных пьезометров (ВСП), пьезометров Smartwell и погружных пьезометров из НПВХ для контроля порового давления и уровня воды;
- Замеры расходов в скважинах для характеризации дискретных потоков подземных вод, связанных с наличием трещин и разломов;
- Пакерные испытания с использованием пакерного оборудования STX-60 для определения местоположения и оценки проницаемости трещин в массиве горных пород на всю глубину будущего карьера;
- Краткосрочные (2 часа), среднесрочные (1 день) и долговременные (13 дней) опытные откачки для определения гидравлических свойств пород (K, коэффициент фильтрации и коэффициент водоотдачи [S]) и выявления граничных эффектов.
- Кроме того, были выполнены метеорологические и гидрологические оценки с использованием полевых данных и данных из открытых источников с целью получения репрезентативной информации о климате и речном расходе, которую можно было использовать для моделирования и прогнозирования стоков как внутри карьера, так и на прилегающих водосборных площадях.
На основе полученных данных были построены две модели:
- Модель поверхностных вод с использованием процедуры моделирования Hydrologiska Byråns Vattenbalansavdelning (HBV). Основные цели построения модели включали в себя определение коэффициента стока для естественных водосборов, примыкающих к проектному участку, построение графиков глубины-продолжительности-частоты (DDF), выполнение первоначальных расчетов пиковых расходов и среднемесячных объемов осадков по водосборной площади и оценку питания водоносных слоев.
- Модель подземных вод с использованием программного пакета GMS (MODFLOW-USG). Целью построения модели являлась разработка детального графика водопритоков в карьер Kuusilampi и распределения порового давления для использования в геомеханической модели.
На основе результатов модели специалисты SRK разработали проект управления водными ресурсами с учетом потребностей в дальнейшем развитии карьера, включая конкретные рекомендации по проектированию карьерного водоотлива и дальнейшему мониторингу уровня поверхностных и подземных вод.
Совместная работа гидрогеологов и геомехаников SRK на этапах моделирования и проектирования по расчету оптимальных углов откосов бортов была важным элементом успешного проектирования контуров будущего карьера.
