Justification of environmentally safe water levelin “Novohrodivska 2” minefor protectingadjacent areasfrom flooding

Authors

  • Д.В. Рудаков Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • І.О. Садовенко Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • О.В. Інкін Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • Н.І. Деревягіна Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/68.058

Keywords:

flooded mine, water inflow, mine water, safe level, flooding.

Abstract

Purpose. Predictive estimation of changes in hydrodynamic conditions of “Novohrodivska 2” mine during its closure and operation of geothermal systems with evaluation of a required capacity of drainage systems capable to prevent flooding in the areas adjacent to the mine. Methods. The total mine water inflow was calculated using the analytical relations of geofiltration and empirical dependencies while considering the rate of mine water level increase during the previous stages of flooding and hydrodynamic connections with mine workings of a neighboring mine named after D.S. Korotchenko and “Novohrodivska 1-3” mine as well as the volume of mined out space and existing geological and structural tectonic faults. Findings. The total water inflow to the “Novohrodivska 2” mine calculated according to different approaches varies in a range of 2000–2200 m3/day depending on the inflow from neighboring mines, infiltration withing the range of 30 to 50 mm/year and the inflow from the upper aquifer. This inflow should be completely pumped out by drainage systems and discharged into the hydrographic network beyond the mine catchment area in order to maintain the hydrodynamically and environmentally safe level of +185 m during mine closure and the operation of geothermal systems. Originality. The suggested new comprehensive approach to evaluate the total inflow during mine closure allows adequate consideration of hydrodynamic conditions in this area, geological and hydrogeological structure and the impact of various natural and technogenic factors. Practical significance. The data obtained during the calculations of water inflow to the “Novohrodivska 2” mine will be used in estimation of a required capacity of drainage systems, which allow prevention of flooding and avoiding adverse physical and geological phenomena in the areas adjacent to the mine. In addition, the calculated values of water inflow are expected to be used in determining technological and economic indicators of geothermal systems.

References

Финкельштейн,З. Л.,Кучин,И.Н., &Бойко,Н.З. (2004). О возможности использования подземных шахтных вод для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых целей. Вісник Сумського державного ун иверсите ту , 2 ,195–198

Гавриленко,Ю. Н., & Ермакова,В.Н.(2004). Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины : монография .Nord-press

LANUV, N. (2018). Landesamt für Natur, Umwelt, und Verbraucherschutz nordrhein-westfahlen: Potenzialstudie warmes Grubenwasser–Fachbericht 90. Recklinghausen, Germany

Banks, D., Athresh, A., Al-Habaibeh, A., & Burnside N. (2019). Water from abandoned mines as a heat source: practical experiences of open- and closed-loop strategies, United Kingdom. Sustainable Water Resources Management, 5 . 29–50. https://doi.org/10.1007/s40899-017-0094-7

Loredo, C., Roqueñí, N., & Ordóñez A. (2016). Modelling flow and heat transfer in flooded mines for geothermal energy use: A review. Int J of Coal Geology , 164, 115–122. https://doi.org/10.1016/j.coal.2016.04.013

Burnside,N.M., Banks,D., Boyce,A.J. (2016). Sustainability of thermal energy production at the flooded mine workings of the former Caphouse Colliery, Yorkshire, United Kingdom. Int J Coal Geol , 164 ,85–91

Rudakov, D., Inkin, O., Dereviahina, N., & Sotskov, V. (2020). Effectiveness evaluation for geothermal heat recovery in closed mines of Donbas. E3S Web of Conferences 201, 01008 Ukrainian School of Mining Engineering , 1–10. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202020101008

Sadovenko, I., Inkin, O., Dereviahina, N., & Khryplyvets, Y. (2019). Actualization of prospects of thermal usage of groundwater of mines during liquidation. E3S Web of Conferences 123 , 01046 . https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301046

Заключение о результатах работы «Прогноз изменения эколого-гидрогеологических условий после полной ликвидации шахты № 2 «Новогродовская» . (2015). Artyomovskaya GGP

Питаленко, Е. И., Артеменко, П. Г., Педченко, С. В., & Ягмур А. Б. (2007). Время затопления шахт: прогноз и факт. Наукові праці УкрНДМІ НАН України ,1 , 165–172

Дьяченко,Н. А., Шевченко,Е. Н., &Кучук,В. Ф. (2012). Гидродинамика затопления угольных шахт в условиях деформационного режима сдвиговой зоны. Наукові праці УкрНДМІ НАН України , 10 ,192–218

Усенко,В. В., &Лисянская,Л. А. (2000). Заключение о результатах работы «Разработка прогноза геофильтрации и управления подземными водами в горном массиве на поле шахты № 2 «Новогродовская» ГХК «Селидовуголь» и граничных шахт при её ликвидации». Artyomovskaya GGP

Гідрогеологічний прогноз про можливий приток шахтних вод та загрозу прориву води до ВП «Шахта 1-3 «Новогродівська» ДП «Селидвугілля» з закритої шахти № 2 «Новогродівська». (2018). DRGP«Donetskgeology»

Улицький, О. А., Єрмаков, В. М., Луньова, О. В., & Бойко, К. Є. (2019). До питання оцінки прогнозу змін гідрогеологічних умов техноекосистем Селидівської групи шахт. Екологічна безпека та природокористування, 4 (32), 32–42

Альтовский, М. Е. (1962). Справочник гидрогеолога. Gosgeoltekhizdat

Бэр,Я., Заславски,Д., &Ирмей С. (1971). Физико-математические основы фильтрации воды . Mir

Published

2020-01-01

Issue

Section

Статті