Modeling hydrodynamic regime of the technogenic aquifer within the Noyabrsky site of the Aikhal mine

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The Noyabrsky site is used for the injection of highly mineralized drainage waters formed during the development of the Aikhal kimberlite pipe (Republic of Sakha (Yakutia), Russia). The water injected into the wells of the site since 2013 has formed a localized intrapermafrost technogenic aquifer. Taking into account the porosity parameters of the formed permafrost reservoirs, as well as the confirmed useful capacity of the site, its operation is planned to continue until 2044 at the very least. Despite relatively small injection volumes (up to 430 m3/day), forecasting dynamical changes in the hydrodynamic regime of the technogenic water horizon is a challenging task, which is of significant practical importance for the provision of environmental and industrial safety. The assessment of the anthropogenic impact, as well as the subsequent forecasting of the hydrodynamic regime dynamics within the Noyabrsky site, were carried out by modeling methods in the Modflow software. The brine lens formed today is characterized by uneven porosity parameters, which is due to the peculiarities of heat and mass transfer when using permafrost for drainage water injection. Based on the results of predictive modeling a conclusion can be derived that the use of the method of Aikhal mine drainage water injection into the permafrost strata at the Noyabrsky site allows to reduce the influence degree of mining and production operations on the geological environment of the studied area through its localization on an intentionally limited, relatively small area, where injection is carried out, as well as on the environment, by preventing drainage brines from entering surface waters until 2044.

About the authors

A. M. Yannikov

“Yakutniproalmaz” Institute, PJSC “ALROSA”

Email: yannikov90@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2169-123X

A. S. Struchkova

“Yakutniproalmaz” Institute, PJSC “ALROSA”

Email: StruchkovaAS@alrosa.ru
ORCID iD: 0000-0001-7835-6048

A. Yu. Korepanov

“Yakutniproalmaz” Institute, PJSC “ALROSA”

Email: KorepanovAYu@alrosa.ru
ORCID iD: 0000-0002-3593-2524

References

  1. Гриневский С.О. Гидрогеодинамическое моделирование взаимодействия подземных и поверхностных вод. М.: Инфра-М, 2012. 152 c.
  2. Колганов В.Ф., Акишев А.Н., Дроздов А.В. Горногеологические особенности коренных месторождений алмазов Якутии. Мирный: LAP Lambert Academic Publishing, 2015. 576 с.
  3. Климовский И.В., Готовцев С.П. Криолитозона Якутской алмазоносной провинции. Новосибирск: Наука, 1994. 167 с.
  4. Янников А.М., Янникова С.А., Овчинникова М.Ю., Корепанов А.Ю. Использование многолетнемерзлых пород для закачки дренажных вод коренных месторождений алмазов на примере участка «Ноябрьский» (рудник «Айхал») // Вестник Пермского университета. Геология. 2021. Т. 20. № 3. С. 284–299. https://doi.org/10.17072/psu.geol.20.3.284.
  5. Дроздов А.В. Захоронение дренажных рассолов в многолетнемерзлых породах (на примере криолитозоны Сибирской платформы). Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 295 с.
  6. Гидрогеология СССР. Т. XX. Якутская АССР / ред. А.И. Ефимов, И.К. Зайцев. М.: Недра, 1970. 384 с.
  7. Толстихин О.Н., Шепелев В.В., Никитина Н.М.. Мерзлотно-гидрогеологические условия Восточной Сибири / отв. ред. П.И. Мельников. Новосибирск: Наука, 1984. 191 с.
  8. Дроздов А.В., Иост Н.А., Лобанов В.В. Криогидрогеология алмазных месторождений Западной Якутии. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. 507 с.
  9. Янников А.М. Гидрогеология Алакит-Мархинского кимберлитового поля (Республика Саха (Якутия)). Мирный: Изд-во ЗЯНЦ/ЯНА, 2022. 131 с.
  10. Chen M., Izady A., Abdalla O.A. An efficient surrogate-based simulation-optimization method for calibrating a regional MODFLOW model // Journal of Hydrology. 2017. Vol. 544. P. 591–603. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.12.011.
  11. Hughes J.D., Russcher M.J., Langevin C.D., Morway E.D., McDonald R.R. The MODFLOW application programming interface for simulation control and software interoperability // Environmental Modelling & Software. 2022. Vol. 148. P. 105257. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2021.105257.
  12. Kelson V. Predicting collector well yields with MODFLOW // Ground Water. 2012. Vol. 50. Iss. 6. P. 918–926. https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.2012.00910.x.
  13. Ameli A.A., Craig J.R. Semi-analytical 3D solution for assessing radial collector well pumping impacts on groundwater-surface water interaction // Hydrology Research. 2017. Vol. 49. Iss. 1. P. 17–26. https://doi.org/10.2166/nh.2017.201.
  14. Hill M.C., Cooley R.L., Pollock D.W. A controlled experiment in ground water flow model calibration // Groundwater. 1998. Vol. 36. Iss. 3. P. 520–535. https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.1998.tb02824.x.
  15. Акулова В.В., Дроздов А.В., Дроздова Т.И., Худоногова Е.В. Техногенные новообразования как результат взаимодействия мерзлого массива пород и дренажных рассолов. Подземная гидросфера: материалы Всерос. совещ. по подземным водам востока России. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. С. 358–361.
  16. Алексеев С.В., Дроздов А.В., Дроздова Т.И., Алексеева Л.П. Первый опыт захоронения соленых дренажных вод карьера трубки Удачная в многолетнемерзлые породы // Криосфера Земли. 2002. Т. 6. № 2. С. 61–65.
  17. Алексеев С.В., Гунин В.И., Дроздов А.В.. Особенности миграции высокоминерализованных стоков карьера трубки Удачная в многолетнемерзлых породах при их подземном захоронении // Тезисы докладов III конференции геокриологов России. М.: Изд-во МГУ, 2005. С. 5–12.
  18. Янников А.М., Трифонов Н.С., Лепокурова О.Е. Влияние разрывных нарушений на обводнение и газоносность глубоких горизонтов трубки «Айхал» (Республика Саха (Якутия)) // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2021. № 1.С. 104–113. https://doi.org/10.17308/geology.2021.1/3342.
  19. Боревская В.А., Гаврилов И.Т., Грабовников В.А., Егоров Н.Н., Ефимова И.В., Зильберштейн Б.М.. Гидрогеологические исследования для обоснования подземного захоронения промышленных стоков / ред. В.А. Грабовников. М.: Недра, 1993. 335 с.
  20. Дроздов А.В. Оценка перспективности участка «Левобережный» для захоронения дренажных рассолов трубки «Удачной» // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2013. № 1. С. 146–156.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).