مدلسازی حالت پایدار آبخوان سازند درز و شکافی معدن سنگ آهن سه‌چاهون با استفاده از روش اجزا محدود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد

2 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در معدن سنگ آهن سه چاهون واقع در استان یزد با توجه به قرار گرفتن بخش اعظم ذخیره سنگ آهن در عمق پایین‌تر از سطح ایستابی ناحیه‌ای انجام یک مطالعه جامع در رابطه با نحوه جریان آب زیرزمینی در محدوده پیت و اطراف آن ضروری می‌باشد. در این راستا با استفاده از اطلاعات زمین‌شناسی سطحی و مقاطع موجود و همچنین استفاده از اطلاعات گمانه‌های لیتولوژی حفر شده در محدوده به ساخت مدل سه بعدی زمین‌شناسی محدوده و مقایسه با داده های سطح ایستابی و ژئوالکتریک شد. بررسی داده‌های مربوط به آزمایش‌های لوژن و لوفران به منظور تعیین ضرایب هیدرودینامیکی لایه‌ها، بررسی داده‌های مربوط به بارش و تبخیر، بررسی شکستگی‌ها و گسل‌های منطقهبه عنوان مجراهای انتقال جریان در سازند سخت از مراحل آماده سازی داده‌ها جهت ورود به مدل عددی است. خروجی مدل زمین شناسی به عنوان هندسه آبخوان به مدل عددی وارد شده است. با توجه به قرار گرفتن محدوده معدن در بخشی از حوضه آبریز سه‌چاهون و عدم مشخص بودن میزان آب ورودی به محدوده معدن ابتدا به مدلسازی حوضه آبریز منطقه در حالت پایدار توسط نرم افزار Feflow 6.2 پرداخته شد. سپس میزان آب ورودی و خروجی مدل مربوط به محدوده معدن با استفاده از مدل حوضه آبریز تعیین گردید. با توجه به پیچیدگی‌های موجود در محیط ناهمگن نتایج حاصل از مدلسازی عددی حوضه اّبریز در حالت پایدار با 61 درصد همبستگی بین سطح ایستابی بدست آمده از مدل و اندازه گیری شده قابل قبول می‌باشد. ورودی آب در مدل کارگاه استخراج روباز از قسمت جنوب شرقی و خروجی آن از قسمت شمال غربی محدوده است. با توجه به اینکه روند عمومی گسل‌های منطقه شمالی-جنوبی است، میزان تغییرات سطح ایستابی در راستای شرقی-غربی بسیار شدید و در راستای شمالی-جنوبی کمتر می‌باشد. از طرفی با توجه به اینکه بیشترین مقدار جریان در راستای گسل‌ها و شکستگی‌‌های منطقه است، خطوط هم‌تراز سطح ایستابی در نقاط مختلف محدوده بسته می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Steady state modeling of fracture rock aquifer on the Sehchahoon iron ore mine by using finite element method

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Darabi 1
  • Abdolhamid Ansari 1
  • Nader Fathianpour 2
  • Ahmad Ghorbani 1
  • Hossein Mojtahedzadeh 1
چکیده [English]

On The Sechahoon iron ore mine located in Yazd Province, since most of iron ore deposit is placed at the bottom of water table, a complete study about the hydrogeology around open pit of mine is necessary. In this regards, by using surface geological data and the existing sections, and use information from boreholes drilled in the area build a three-dimensional geological model and compared with the water table and geoelectric data were examined. Survey data Lugeon and Lufran tests to determine the hydrodynamic coefficients of the layers, survey data on precipitation and evaporation, check fractures and faults in the flow channels in the formation of hard preparation of data for entry into the numerical model. Geology modeling output entered to the numerical model as aquifer geometry. Due to inside the mining area in the watershed Sechahoon and determination of the amount of water entering to the mine was initially modeled catchment area at steady state. The amount of water input and output of the mine area was determined using the catchment model. These models were made at steady state by Feflow 6.2. Due to the complexity of a heterogeneous environment, the results of numerical modeling of catchment at steady state with 61% correlation between model and Measuring water table is acceptable. Water inflow in the open pit mining is the southeast and the northwest part of it is outflow. Given the general trend north-south fault zone, the rate of change of the water table in the extreme east-west and north-south direction is lower. Also, considering the highest amount of flux is in line with faults and fractures of region, the water table isoline in many parts of model are closed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical modeling
  • heterogeneous
  • Discrete feature
  • Finite element
  • Sechahoon
[1] Mohamadkhani, M. (2004). Water drainage system design in open pit iron ore Sehchahoon mine. M.Sc thesis, Amir Kabir University, Tehran, Iran. (In Persian).

[2] Taniguchi, T., & Fillion, E. (1996). Numerical experiments for 3-dimensional flow analysis in a fractured rock with porous matrix. Advances in Water Resources, 19(2), 97-107.‏

[3] Andenmatten-Berthoud, N., & Kohl, T. (2003). Assessment and evaluation of geothermal potential in Switzerland (Atlas des ressources géothermiques suisses). Commission Suisse de Géophysique, Zurich, Switzerland.‏

[4] Kolditz, O., & Bauer, S. (2004). A process-oriented approach to computing multi-field problems in porous media. Journal of Hydroinformatics, 6, 225-244.‏

[5] Kolditz, O., Delfs, J., Burger, C., Beinhorn, M., & Park, C. (2008). Numerical analysis of coupled hydrosystems based on an object-oriented compartment approach. Journal of Hydroinformatics, 10(3), 227-244.‏

[6] Blessent, D., Therrien, R., & MacQuarrie, K. (2009). Coupling geological and numerical models to simulate groundwater flow and contaminant transport in fractured media. Computers & Geosciences, 35(9), 1897-1906.‏

[7] Therrien, R., & Sudicky, E. A. (1996). Three-dimensional analysis of variably-saturated flow and solute transport in discretely-fractured porous media. Journal of Contaminant Hydrology, 23(1), 1-44.‏

[8] Therrien, R., McLaren, R. G., & Sudicky, E. A. (2008). HydroGeoSphere: A three-dimensional model describing fully-integrated subsurface and surface flow and solute transport. University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada.‏

[9] Dong, D., Sun, W., & Xi, S. (2012). Optimization of mine drainage capacity using FEFLOW for the No. 14 Coal Seam of China’s Linnancang Coal Mine. Mine Water and the Environment, 31(4), 353-360.‏

[10] Krčmář, D., & Sracek, O. (2014). MODFLOW-USG: the new possibilities in mine hydrogeology modelling (or what is not written in the manuals). Mine Water and the Environment, 33(4), 376-383.‏

[11] Kavoshgaran Consulting Engineers. (2004). hydrological studies of Sechahoon iron ore mine. Yazd, Iran. (In Persian).

[12] Doulati Ardejani, F., & Shafaodini, Z. (2008). Modeling the environmental field. Shahrood University of Technology, Semnan, Iran, (In Persian).

[13] DHI Company, 2014, “Instructions of Feflow 6.2”.