西澳大利亚的皮尔巴拉地区不会让你想到水——除非你看到这片干旱的土地感到口渴。然而,隐藏在红色平原之下的水给当地矿业公司带来了巨大的挑战。地下水是干旱地区一种重要的自然资源,对依赖它的生态系统尤其重要。建立模型是制订可靠的水资源管理计划的基础,这些计划将确保保护依赖地下水的环境生态系统和减少与矿山开发有关的危险。

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挑战

Fortescue Marsh是西澳大利亚皮尔巴拉众多环境敏感地区之一。沼泽地下的地下水是高盐的(3-4倍海水盐度),但在附近的矿区是新鲜到微咸的。

地下水矿化度是影响矿山降水的重要因素
许多与采矿有关的活动——如矿井脱水、水处理和向不同的含水层重新注入地下水——都可能导致周围地区的地下水发生变化。为了进行适当和谨慎的水资源管理和矿井排水计划,必须调查这些影响。此外,地雷的作业方面需要使用地下水。最大限度地减少高含盐量的水进入淡水或微咸水含水层或进入矿坑,是一个主要问题,需要了解脱水泵送的影响。以往的水文地质分析和区域尺度的数值模型预测,在新采区的矿山脱水条件下,盐水/微咸水界面将向矿区移动。但是,现有的资料不能提供足够的确定性来制订可靠的矿井水管理计划。

地质和盐度浓度预测模型DHI欧宝官网开户

解决方案

地下水建模是有效矿井水管理的基础
为了优化操作,了解淡水、微咸水和咸水地下水界面的动态,DHI为矿区设计了高空间分辨率的盐度地下水模型(HSRSM)。该模型可以预测不同开采方案下各矿井的咸水/微咸水界面的移动,以及脱水地下水的数量和含盐量。此外,该模型还可用于评价脱水和回注等各种水管理计划的效果。

详细——但计算速度快
地下水盐度界面的现实预测依赖于高空间分辨率,但同时需要合理的模拟时间,以便模型作为有效的工具使用。因此,我们面临的挑战是,确保我们能够提高模型的分辨率和准确性,同时保持模拟运行时间合理,并与增加的复杂性成比例。模型模拟时间是项目交付的一个关键元素,它经常被建模者和项目经理所忽视,并且可能在项目交付周期的后期给项目经理带来巨大的挫折。正如预期的那样,HSRSM模型导致了运行时间的增加,同时提供了更高的预测精度和准确性。

高分辨率地下水盐度的现实预测
客户之前开发了一个密度驱动的地下水流动和运输模型,用于预测矿井脱水量和地下水下降/堆积。然而,这些模型的空间分辨率不足以提供与矿井抽取地下水相关的预测盐度变化的确定性。DHI对模型进行了审查和分析,了解了需要解决的挑战。DHI的详细模型可以量化可用的淡水或微咸地下水的数量,并可靠地预测地下水的盐度。所考虑的三个主要过程是密度驱动流、矿井脱水和盐水和微咸水的地下水注入。

最终,该模型可以用于:

  • 设计实用的脱水和回注解决方案,以满足特定的水管理目标
  • 优化设计以提高经济效益
  • 评价采矿活动对沼泽等环境特征的潜在影响
  • 了解并减轻盐水的侵入
  • 预测备选水文或发展方案的影响,以协助决策制定

从经济和环境角度出发,优化矿山生产
根据DHI的建模结果,可以继续规划矿山脱水和回注作业,同时确保这一宝贵地区的环境安全。这项工作有助于在经济上和生态上最大限度地减少风险和优化采矿作业。这将确保皮尔巴拉铁矿的开采不会损害该地区的环境价值。皮尔巴拉铁矿对西澳大利亚州的经济有重大贡献。

结果

为今后的业务规划提供有用的见解

对矿化度向坑内移动提供更高的精度预测

降低对环境系统不可预见的影响的风险

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