Науково-практичні засади захисту довкілля від забруднення високомінералізованими розсолами (на прикладі Калуш-Голинського родовища калійних солей)

Abstract

Дисертацію присвячено екологічній проблемі - захисту від забруднення довкілля високомінералізованими розсолами при розробці родовищ калійних солей. Встановлено, що прийнята система підземного захоронення високомінералізованих розсолів Калуш-Голинського родовища калійних солей є на сьогодні однією з найефективніших і безпечних для охорони навколишнього середовища, безпечність якої обумовлена значною глибиною захоронения, наявністю потужної покришки над поглинальним горизонтом, яка представлена глинистими відкладами з прошарками кам’яної солі, а також наявністю між покришкою та поглинальним горизонтом буферного водоносного комплексу. Проведено фізико-хімічне моделювання процесів розчинення-осаджування і змішування пластових вод нижньодашавського горизонту і високомінералізованих розсолів у відповідних об’ємних співвідношеннях з метою обґрунтування сумісності високомінералізованих розсолів та пластових вод горизонту захоронення, які показали однотипність йонно-сольового складу розчинів і їх абсолютну сумісність, що обумовило ефективність і довготривалість експлуатації проектного полігону захоронення високомінералізованих розсолів. Розроблено комплексну програму, яку реалізовано в інтегрованому середовищі Delhi і адаптовано для ПК IBM PC із графічним представленням отриманих результатів з візуалізацією змодельованих фізичних процесів. Запропоновано основні заходи з охорони навколишнього середовища у процесі підземного захоронення високомінералізованих розсолів. Дано оцінку надійності контролю закачування високомінералізованого розсолу.

В диссертационной работе теоретически обобщенны задачи актуальной научной проблемы, касающиеся экологической безопасности и связанные с защитой от загрязнения окружающей среды высокоминерализированным рассолом из месторождений калийных солей. На основе выполненных комплексных теоретических и экспериментальных исследований решена важная научно-практическая задача, суть которой отображают следующие выводы. Предложенная система подземного захоронения высокоминерализированного рассола Калуш-Голинского месторождения калийных солей на сегодня является одной из эффектных систем охраны окружающей среды. Ее безопасность обусловлена значительной глубиной захоронения, отходов наличием мощной (порядка 850м) покрышки над поглощающим горизонтом, представленной глинистыми отложениями с прослойками каменной соли, а также наличием между покрышкой и поглощающим горизонтом буферного водоносного комплекса. Проведено физико-химическое моделирование процессов растворения-осаждения и смешивания пластовых вод нижнедашавского горизонта НД-8А и высокоминерализованного рассола в соответствующих объемных соотношениях для определения совместимости высокоминерализированного рассола и пластовых вод горизонта захоронения, которые показали однотипность ионно-солевого состава растворов и абсолютную совместимость, что, в свою очередь, обуславливает эффективность и продолжительность эксплуатации проектного полигона захоронения высокоминерализированного рассола. Осуществлено прогнозирование основных гидродинамических показателей на период 1,5, 10, 20, 30 лет эксплуатации в соответствии с полученными емкостнофильтрационными характеристиками пород-коллекторов проектного полигона захоронения. Установлено, что скорость продвижения рассола объеме поглощающего пласта со временем и с отдалением от забоя скважины резко тормозятся, а радиус растекания высокоминерализированного рассола по пласту зависит как от емкостных свойств пласта, так и от общего объема закачанного в скважину рассола. По известным уравнениям миграции, фильтрации и гидродинамики, создан программный продукт, который позволяет оценить масштабы загрязнения водоносного горизонта и спрогнозировать долговременную миграцию рассола в подземных водах. Предложены основные мероприятия по охране окружающей среды при подземном захоронении высокоминерализированного рассола. Определена оценка надежности контроля закачки высокоминерализированного рассола. Предложенная методика утилизации рассола экологически безопасна для окружающей среды и гарантирует надежность захоронения высокоминерализированного рассола на отдаленною перспективу. Народно-хозяйственная и социальная ценность выполненной работы заключается в доказании возможности использования метода подземного захоронения высокоминерализированного рассола Калуш-Голинского месторождения калийных солей, как эффективнейшего метода защиты окружающей среды. Полученные результаты могут использоваться при разведке, проектировании, строительстве и эксплуатации полигонов подземного захоронения промышленных отходов горной промышленности, что гарантирует повышение экологической безопасности государства.

Dissertation is devoted to the ecological problem - protecting from contamination of environment by highly mineralized brines at development of deposits of potassium salts. It is set that the system of underground burial place of highly mineralized brines of Kalush-Golinskogo deposit of potassium salts is for today one of most effective and safe for environmental protection. Unconcern, which conditioned the considerable depth of burial place, presence of powerful overlay above taking in horizon, which is presented clay deposits with the layers of rock-salt, and also presence between an overlay and taking in horizon of buffer aquiferous complex. The physical and chemical design of processes of dissolution-besieging and mixing of layer waters of lower dashava horizon and highly mineralized brines are conducted in the proper by volume correlations with the purpose of compatibility ground of highly mineralized brines and layer waters of horizon burial places which showed of the same type of ion-salt composition of solutions and them absolute compatibility, that stipulated efficiency and duration of exploitation of project ground of burial place of highly mineralized brines. The complex program which are realized in the integrated environment of Delphi and adapted for the personal COMPUTER IBM PC with graphic presentation of the final results with visualization of the modeled physical processes is developed. Are offered basic measures on the environmental protection at the underground burial place of highly mineralized brines. The estimation of reliability of injection control of highly mineralized brine is given.