д.ф.-м.н к.ф.-м.н

Б.Ю. ПЕТРЕНКО
Научные руководители – М.Д. НОСКОВ, д.ф.-м.н., профессор,
– А.Г. КЕСЛЕР, к.ф.-м.н., доцент
Северский технологический институт НИЯУ МИФИ
КОМПЬЮТЕРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ГРУНТОВЫХ ВОД ПРИ ДОБЫЧЕ УРАНА
МЕТОДОМ СКВАЖИННОГО ПОДЗЕМНОГО
ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
В данной работе представлены результаты компьютерных исследований распространения загрязнителей грунтовых вод при добыче урана методом скважинного подземного выщелачивания. Исследования проводились с помощью специализированного геотехнологического информационно-моделирующего комплекса
(ГТИМК) предназначенного для моделирования разработки месторождения урана
методом СПВ.
ГТИМК представляет собой проблемно-ориентированное многопоточное, многооконное, программное обеспечение, работающее под управлением операционной системы MS Windows и включает в себя геотехнологическую информационную и моделирующую системы.
Геотехнологическая информационная система (ГИС) позволяет вводить, редактировать, экстраполировать и представлять с привязкой к карте местности полный набор исходных данных, необходимых для моделирования изменения состояния продуктивного горизонта в процессе ПВ.
Моделирующая система основывается на комплексной математической
модели многокомпонентной фильтрации и состоит из двух блоков, описывающих гидродинамические и химические процессы.
Разработанный программный комплекс был применен для оценки геоэкологических последствий отработки реального блока месторождения
урана.
В качестве объекта моделирования был взят реальный блок ПВ-89 с
параметрами: Площадь: 6931м, запас U: 43,53 тонн, ср. мощность пласта:
12,6 м, средний PH грунтовых вод: 8,2.Блок функционировал с 1990 года
по 2010 год, с перерывом от 1994 по 2000 год. Моделирование процесса
СПВ длилось с 1990 года по 2020 год.
При моделировании учитывались неоднородность строения породы,
кинетика взаимодействия рабочего раствора с различными минералами,
неоднородность состава подземных вод, направление и скорость потока
подземных вод, состав растворов, закачиваемых в продуктивный горизонт.
В течении эксперимента в грунтовые воды поступали сульфаты кальция, железа, алюминия, нитрат–ион и различные соединения урана.
По результатам моделирования было установлено, что сульфат ион
обладает наибольшей миграционной способностью и распространяется
расстояния 20-300м за 20 лет работы блока и 10 лет после вывода из эксплуатации. Ореол распространения со временем увеличивается и смещается согласно региональному потоку грунтовых вод, в то время как концентрация постепенно SO42-снижается. Кислота быстро нейтрализуется
породой и не уходит на незначительное расстояние от блока(10 -20м).
Уран в жидкой фазе незначительно выносится за контур блока грунтовыми водами(10-100 м) и переотлагается.
В результате проделанной работы можно сделать вывод, что влияние
загрязнителей при сернокислом СПВ не оказывает пагубного влияния на
грунтовые воды. Концентрация основного загрязнителя сульфат-иона,
обладающего наибольшей миграционной способностью, со временем выравнивается относительно ПДК для питьевого водоснабжения.(100 г/мл)
Список литературы
1. Носков М.Д. Добыча урана методом скважинного подземного выщелачивания:
учебное пособие/М.Д. Носков.- Северск: Издательство СТИ НИЯУ МИФИ, 2010.-83с.
2. Применение геотехнологического информационно-моделирующего комплекса для
оптимизации разработки блоков месторождений урана методом СПВ/ Кеслер А.Г. [и др.] Северск: Изд-во СГТА, 2009.-97с., ил.