Quantitative Assessment of Mine Water Sources Based on the General Mixing Equation and Multivariate Statistics

Autor: Światosław Krzeszowski, Nada Rapantova, Arnost Grmela, Christian Wolkersdorfer
Rok vydání: 2012
Předmět:
Zdroj: Mine Water and the Environment. 31:252-265
ISSN: 1616-1068
1025-9112
DOI: 10.1007/s10230-012-0192-6
Popis: It is sometimes necessary to quantify the different sources of water entering a mine, based on the hydrochemical nature of the waters from individual aquifers that contribute to the mine water mixture. In order to solve the general mixing equation, a software tool, KYBL-7, was developed; its computational methodology is generally based on the balance of selected components of mine waters in steady state conditions, without considering chemical reactions. This approach was applied in the Sokolov Coal Basin, which is situated in the immediate vicinity of Carlsbad (Karlovy Vary), a worldwide renowned spa in the northern part of the Czech Republic. The technology and coal mining methods used in the Sokolov Coal Basin are limited due to its proximity to the Carlsbad thermal springs. Because of their social and economic significance, these springs are protected. Calculations proved that the Carlsbad waters contribute approximately 3 % to the mine water. The imbalance in the mine water mixture using known source waters was quantified by including an ‘unknown source’ in the mixture simulation. Geochemical modelling demonstrated that the water quality is a result of geochemical reactions of waters in contact with the atmosphere and the reverse dissolution of the accumulated precipitates in the open pit areas. Those results have been used to assess future technical measures that can be taken to protect the Carlsbad thermal waters. Gelegentlich ist es notwendig, das mengenmäßige Verhältnis verschiedenen Quellen von Wässern zu bestimmen, die einem Bergwerk zufließen. Dies geschieht auf der Basis der hydrochemischen Eigenschaften der Wässer der unterschiedlichen Aquifere, die zur Zusammensetzung des Grubenwassers beitragen. Um die allgemeine Mischungsgleichung zu lösen, wurde die Software KYBL-7 entwickelt. Dessen numerische Methode basiert auf dem Gleichgewicht ausgewählter Parameter des Grubenwassers unter stationären Bedingungen ohne dabei chemische Reaktionen in Betracht zu ziehen. Vorgenannte Methode wurde im Sokolov Kohlebecken angewandt, das sich in unmittelbarer Nachbarschaft zu Karlsbad (Karlovy Vary) befindet; einem weltweit bekannten Thermalkurort im Norden der Tschechischen Republik. Die Thermalquellen selbst sind aufgrund ihrer gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Bedeutung geschützt. Daher sind im Sokolov Kohlebecken aufgrund der Nähe zu diesen Thermalquellen manche Technologien und Methoden zum Kohlenabbau nur begrenzt einsetzbar. Berechnungen haben jedoch belegt, dass die Karlsbader Wässer etwa 3 % des Grubenwassers ausmachen. Dem Ungleichgewicht in der Grubenwasserzusammensetzung unter Verwendung der bekannten Wassertypen wurde dadurch Rechnung getragen, dass eine „unbekannte Quelle“in das Modell einbezogen wurde. Eine geochemische Modellierung hat gezeigt, dass die Wasserqualität ein Ergebnis geochemischen Reaktionen der Wässer mit der Atmosphäre einerseits und Rücklösung von Ausfällungsprodukten andererseits ist. Diese Ergebnisse wurden verwendet um potentielle technische Maßnahmen zu prüfen, mit denen die Karlsbader Thermalwässer künftig besser geschützt werden können. Web of Science 31 4 265 252
Databáze: OpenAIRE
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