بخشی از مقاله
ارائه مدل زهکشی آب هجومی به داخل معدن روباز چادرملو به منظور جلوگیری از هجوم آب و افزایش ضریب ایمنی معدن
چکیده
وجود آب زیر زمینی یکی از عوامل موثر در رانش دیواره های معادن روباز بشمار می رود. هدف از مطالعات حاضر تعیین وضعیت هیدروﮊئولوﮊی معدن روباز چادرملو به منظور جلوگیری از نفوذ آب به داخل پیت معدن و تعیین بهترین محـل جهـت حفـاری و تجهیز چاه آب برای زهکشی آبهای هجومی است. برای دست یابی به این هدف، بررسیهای تکتونیکی و کاوشهای ﮊئوفیزیکی بـا روشهای شلومبرﮊه و سونداﮊ الکتریکی ترکیبی انجام و وضعیت تکتونیکی معدن شناسایی و نقاطی برای حفاری انتخـاب شـد تـا بتوان جریان آبهای زیرزمینی ورودی به معدن را زهکشی کرد. پس از پایان عملیـات حفـاری و انجـام عملیـات پمپـاﮊ و تعیـین ضرایب هیدرودینامیکی، مدل هیدرودینامیکی افت آب در معدن تعیین شد که در نتیجه با انجام عملیات زهکشی در منـاطق بـا پتانسیل بالا می توان نسبت به زهکشی آبهای ورودی اقدام کرد.
مقدمه
ورود آب به درون عملیات معدنی یکی از عوامل مزاحم اصلی هنگام عملیات چالزنی و آتشباری حین اسـتخراج مـاده معـدنی و کاهش پایداری دیواره های معدن روباز می باشد و به دلیل ایجاد هزینه و زمان اضافی موجب کاهش راندمان عملیات استخراج و بهره وری می شود. همچنین در اثر تکتونیکی بودن منطقه و ارتباط آن با ارتفاعات، جریان آب ضعیفی به داخـل معـدن هـدایت می شود. ضمناﹰ در اثر آتشباری هایی که برای استخراج معدن صورت می گیرد، درز وشکاف های زیادی نیز بوجود مـی آیـد کـه سبب شده مقداری از آبهای ورودی به معدن در این درز و شکافها محصور گردد. نهایتاﹰ با توجه به افـزایش رونـد عملیـات باطلـه برداری و همچنین استخراج ماده معدنی به سمت افق های پایین تر و افزایش دبی آب، لازم است مدل آبکشی دراز مـدت ارائـه شود.
کلید واﮊه : بررسی های تکتونیکی- مدل هیدرودینامیکی- آزمایشات پمپاﮊ- قابلیت انتقال- هدایت هیدرولیکی-ضریب ذخیـره- نـرم افـزار -Rock Works مدل جریان آب- شعاع تاثیر- افت ناشی از بهره برداری- مدل زهکشی
۱‐ مطالعات زمین شناسی و تکتونیکی منطقه
¾ محدوده معدن چادرملو در خاور ایران مرکزی، در استان یزد و در عرض جغرافیایی '٣٠ و°٣٢ تا ´١٥ و°٣٣ و طـول جغرافیایی ´١٥و°٥٥ تا '٤٥ و°٥٥ جای گرفته است. معادن آهن چادرملو با ارتفاع ١٥٠٠ متر در ٤٥ کیلومتری شـرق خرانـق و ١٦٥ کیلومتری غرب یزد جای دارد. کانسار معدن چادر ملـو از نظـر دوران هـای زمـین شناسـی بـه دوران پرکـامبرین مربـوط می شود و در اثر چین خوردگیهای ایران مرکزی بوجود آمده است. قسمت اعظم این سازند آذرین می باشـد همچنـین در ایـن منطقه رسوبات کواترنری دوران چهارم با ضخامت کم که عمدتاﹰ از شن و ماسه با مقادیری رس در سطح حوزه معـدنی پوشـیده شده است . با توجه به اینکه دره چادرملو در اثر جنبش گسل های مذکور شکل گرفته است، انتقال آبهـای زیرزمینـی بـه درون معدن از طریق سیستم درز و شکاف صورت می گیرد، بنابر این در افق های کم ارتفاع معدن تراوش آب به صورت چشمه هـایی ظهور می کند (تصویر شماره ۱). در محدوده معدن با توجه به نوع سنگ شناسی ، خردشدگی زیـاد سـنگ هـا ، آلتـره شـدن و وجود رس فراوان ، گاﮊ رسی تشکیل شده و در نتیجه آب های زیرسطحی که از طریق سطوح گسل ها به این بخش هـا هـدایت می شوند به این محیط های نفوذ ناپذیر برخورد نموده و به صورت چشمه هایی تراوش می کنند]۱.[
با افزایش روند عملیات باطله برداری و همچنین استخراج ماده معدنی، به سمت افق های پایین تـر، بـر میـزان آب تراوش یافته افزوده می شود.
۲‐ تعیین نقاط پیشنهادی برای حفاری
با توجه به نتایج بدست آمده از مطالعات تکتونیکی و کاوشهای ﮊئوفیزیک و بررسـی آنهـا، نقـاط پیـشنهادی حفـاری بـه منظـور زهکشی آب هجومی به داخل پیت استخراجی معدن در محدوده پله ۰۲۴۱ به عمق ۸۳ متر و همچنین در محدوده خارجی پلـه ۵۳۴۱ در مختصات ۷۵۹۰۶۳ X= و ۰۹۳۴۷۵۳ Y= به عمق ۰۰۲ متر مورد حفاری قرار گرفته اند. مقاطع ﮊئوالکتریـک نقـاط حفاری در تصاویر ۴ و ۵ ارائه شده است.
۳‐ انجام آزمایشات پمپاﮊ و محاسبه ضرایب هیدرودینامیکی
با قبول فرضیات آزاد بودن سفره وکوچک بودن افت نسبت به ضخامت، روشهای ﮊاکوب و دوپویی١ برای محاسبات انتخاب شـده است. در روش ﮊاکوب با استفاده از عملیات نظارت زمانی و رسم نمودار ""افت - زمـان"" (تـصاویر شـماره ۶ و۷) ناشـی از پمپـاﮊ انفرادی در چاه بهره برداری (فرمول های شماره ۱ الی ۷) و در روش دوپویی با اسـتفاده از فرمـول مربوطـه (فرمـول شـماره ۸) ضرایب هیدرودینامیکی سفره محاسبه شده است]۲و۳.[ گمانه BH.III دوبار و گمانـه BH.I یکبـار مـورد آزمـایش پمپـاﮊ بـه صورت رفت و برگشت قرارگرفته اند.
با استفاده از این نتایج، مدل جریان آب در داخل معدن در اثر زهکشی چاه های آب ارائه می شود.
۴ ‐ مدل سازی شبکه های جریان آب زیر زمینی در داخل معدن
تراز آب زیر زمینی در هر نقطه عبارتست از اختلاف تراز توپوگرافی از سطح برخورد به آب نسبت به سطح زمین]۲.[ برای رسـم نقشه های هم پتانسیل ( ایزوپیزومتریک ) جریان آب زیر زمینی با استفاده از نرم افزار Rockworks و تشکیل بانک اطلاعـاتی از داده های سطح آب چال های آتشباری، نقشه های فوق به صورت ماهیانه تهیه شده است. بر طبـق تـصویر شـماره ۸، جهـت جریان آب به طور عمده از سمت شرق و همچنین از سمت شمال شرق به جنوب غرب می باشد. بـر طبـق نتـایج بدسـت آمـده محدوده مورد بررسی شامل یک منطقه تغذیه و یک منطقه تخلیه اصلی بوده و دو جریان اصلی در این محدوده وجود دارد :
۱- جریان از اطراف به سمت مرکز که در نقشه هم پتانسیل ماه های فروردین و اردیبهشت نیز مشاهده شده است.
