南非的普马兰加省拥有南部非洲最大的煤炭储量。水既是采矿作业的副产品,也是采矿作业所必需的。在炎热干燥的地区,保持适当的平衡是一个挑战,在那里,有限的降雨大多发生在三个月内。完全综合、耦合的地下水-地表水模型可以为与水储存、处理和排放有关的操作和基础设施规划提供良好的基础。最终,准确的评估可以提高矿山的盈利能力,减少意外环境影响的风险。

挑战

南非巨大的煤炭储量主要是从地表开采的。采矿计划通常会在不同地区轮流进行,首先开采利润最高的煤炭。露天矿区有逐渐扩大、不断回填再恢复的趋势。采矿区域通过回填战利品、表面雕刻以减少侵蚀和重新种植草来恢复。

挑战是要了解矿井现场水运动的综合动力学。特别令人感兴趣的是水分平衡的时空分布,与补给和蒸散有关。


水很重要
水对普马兰加的煤矿开采至关重要。项目区年降雨量约为700毫米,其中约60%发生在11月至1月的短时间强降雨。水在洗煤和抑尘作业中不断使用。为了适应不稳定的供应,雨水必须储存起来,以便在干燥的月份供应。然而,雨季的干净雨水必须安全地从受地雷影响的地区排出。矿区降雨必须进行分离处理,安全处置或重新利用。更复杂的是,煤渣是酸形成的。因此,在矸石堆和修复地区的渗透产生酸性渗滤液,必须进行处理。


解决方案

物理水平衡
物理水平衡是清晰了解降雨、入渗、蒸散、地下水流、径流和水流之间复杂关系和反馈的关键。





水平衡是由水文、地质和矿山的物理特征驱动的。忽略这些组成部分的空间和时间关系的简单、集中的概念模型面临着严重的失败风险。


使用MIKE SHE
MIKE SHE是一个完全集成的、基于物理的、耦合的地下水-地表水建模框架。MIKE SHE模拟水文循环的所有必要组成部分,包括2D动态地面流和径流,详细的通道流水力学,非饱和渗透,植被,3D地下水流,以及水质。MIKE SHE不是一个软件代码,而是一个经过验证的工程框架,为水文循环的每个组件提供多种数值方法,以及一个现代图形用户界面。







了解矿井水平衡
不同矿区的MIKE SHE模型能够捕捉到水平衡的动态和空间分布,这是以前的模型无法做到的。这些模型能够显示如何:

  • 储库空洞的再渗增加了矿区内泵送的成本
  • 恢复地区的渗透可以通过植被覆盖、压实和场地分级来控制,以减少地下水补给和增加径流
  • 通过更有效的规划和储存,可以减少对处理厂的投资
  • 通过更有效地管理存储,可以降低环境释放的风险

结果

为未来的运营计划提供有用的见解


为基础设施升级规划提供精确预测


支持规划矿井水处理和恢复


关于客户

一个综合性的全球性煤矿公司。


软件使用

迈克,她

案例故事-重点传单

矿井综合水量平衡

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