Model przepływu wód podziemnych dla zwałowiska nadkładu z odkrywkowej kopalni węgla brunatnego

W artykule przedstawiono przykład numerycznego modelowania przepływu wód podziemnych podczas odwadniania odkrywki kopalni węgla brunatnego. Zapewnienie wystarczającej kubatury dla gruntów z nadkładu węgla jest konieczne dla dalszej eksploatacji KWB "Turów". Model FEMWATER zwałowiska nadkładu z kopalni opracowano dla numerycznego rozwiązania przepływu wód podziemnych dla projektu rozwoju zwałowiska wewnętrznego w tej kopalni. Podstawą rozwiązania numerycznego był problem przepływu opisany równaniami Richarda w ujęciu trójwymiarowym, z zastosowaniem metody elementów skończonych. Głównym celem przeprowadzonego modelowania była prognoza podtopień (zawodnienia) zwałowiska nadkładu i jego bezpośredniego otoczenia. Wyniki badań modelowych przepływu wód podziemnych zostaną wykorzystane do projektu rozbudowy systemu odwodnienia odkrywki i zwałowiska oraz rozbudowy monitoringu potencjalnych zagrożeń stateczności skarp zwałowiska w sąsiedztwie obiektów chronionych. Główne obiekty podlegające zabezpieczeniu w rejonie projektowanego zwałowiska to: filar Nysy Łużyckiej, droga międzynarodowa Trzcinie-Sieniawka oraz zaplecze techniczne i magazynowe kopalni. Wyniki modelowania będą również wykorzystane do zaprojektowania technicznych zabezpieczeń zwałowiska w rejonie tych obiektów.

The paper presents the example of numerical modelling of groundwater flow during dewatering of excavation in the lignite open pit mine. Sufficient cubic capacity for overburden soils is necessary to continue operation of the lignite mine in Turów site. The FEMWATER model of the overburden bank from the lignite open pit mine consists computer solution of groundwater flow for the design of the overburden heap in this site. The basis of numerical solution was the problem of groundwater flow described by Richard's equation, using 3-D finite elements method. The main, sophisticated purpose of the modelling carried out, taking into consideration this model, was the prediction of underflooding of the overburden bank and its surroundings. Modelling test results of the groundwater flow will be applied for extension of dewatering system and the design of monitoring system of potential threat of the overburden bank stability, constructed in the close vicinity of protected objects. The main objects which need special protection during overburden bank construction and dewatering are: the bank of Nysa Łużycka River, international road and industrial infrastructure around TURÓW lignite open mine. The modelling results also will be applied in designing of adequate technical safety solutions to protect these objects.