Ocena efektywności renowacji studni głębinowej za pomocą ditlenku węgla

• Autorzy: Polak K.

Warianty tytułu

EN

The efficiency evaluation of groundwater well rehabilitation by carbon dioxide

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Studnie głębinowe wykorzystywane są do gospodarczego pozyskiwania wód oraz dla celów odwodnieniowych. Studnie drenażowe wykorzystywane są powszechnie w górnictwie węgla brunatnego. Ich intensywna eksploatacja powoduje szybki spadek sprawności. Efektem tego jest wzrost oporów hydraulicznych oraz finalnie kosztów odwodnienia. Rozwiązaniem problemu może być bisowanie studni. Jednakże wiąże się to z znacznymi kosztami wiercenia. Alternatywą jest renowacja studni. Tradycyjne zabiegi renowacyjne nie zawsze jednak przynoszą oczekiwane skutki. W pracy niniejszej przedstawiono metodę renowacji studni za pomocą ditlenku węgla. Dokonano także oceny skuteczności metody wykorzystując do tego wyniki pięciu próbnych pompowań badawczych. Badania przeprowadzono w kolejnych etapach procesu renowacji. Parametrami oceny stanu hydraulicznego studni są: wydajność jednostkowa, wydajność potencjalna, sprawność a także energochłonność pompowania. Wyniki próbnych pompowań analizowano uwzględniając charakterystyki zastosowanych głębinowych agregatów pompowych. Przedstawione wyniki wskazują, że metoda przynosi znaczącą poprawę warunków odwodnienia oraz pozwala na istotne zmniejszenie kosztów eksploatacji studni.

EN

Groundwater wells are used for public purposes and for industrial drainage. Drainage wells are common used in lignite mining.Their intensive exploitation cause a rapid deterioration and decrease of efficiency. That results in increasing of hydraulic resistance and, in consequence, the growth of drainage costs. The solution is well-mirroring. However, it involves significant costs of drilling and well development. The alternative is a well rehabilitation. Standard well-rehabilitation methods do not always bring the expected results. The paper presents a method of wells rehabiltation by using of carbon dioxide. Moreover, it has been assessing the metod effectiveness by using the results of five step drawdown tests. The research have been carried out in the subsequent stages of well rehabilitation. The assessment of well condition are based on the fallowing hydraulic parameters: specific productivity, potential pumping rate, well efficiency and energy consumption. The step drawdown tests have been analyzed taking into account individual curves of submersible pump units. The results indicate that quoted above well rehabilitation method gives very significant improvement of drainage and allows for a fundamental costs reduction of the well operation.

Słowa kluczowe

PL

odwodnienie; studnia odwadniająca; kolmatacja; renowacja; ditlenek węgla; efektywność; energochłonność; oszczędność energii

EN

dewatering; drainage well; clogging; rehabilitation; carbon dioxide; efficiency; energy consumption; energy savings

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 57, nr 6
• Strony: 13--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Polak K.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Katedra Górnictwa Odkrywkowego, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Bibliografia

• [1] Atkinson, L.C., Camping, P.G., Wright, J.C., Liu, H., (2010): The Challenges of Dewatering at the Victor Diamond Mine in Northern Ontario, Canada. Mine Water Environ, 29(2): 99-101
• [2] Bierschenk, W.H., (1963): Determining well efficiency by multiple step-drawdown tests. International Association of Scientific Hydrology, 493-507
• [3] Blackwell, I.M., Howsam, P., Walker, M. J., (1995): Borehole performance in alluvial aquifers: particulate damage, Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 28, S151-S162
• [4] Cantudo Muńoz A., Lupiani Moreno E. (2014): Cleaning and Development of Mining Drainage Wells with Liquid CO2, VIII Międzynarodowy Kongres Górnictwa Węgla Brunatnego, Bełchatów, p. 243–251
• [5] De La Loma Gonzalez, B., (2013): Clogging of Deep Well Infiltration Recharge Systems in the Netherlands. In: Martin R (ed.) Clogging issues associated with managed aquifer recharge methods. IAH Commission on Managing Aquifer Recharge, Australia, 163-173
• [6] De Zwart, A.H.(BR), (2007): Investigation of clogging processes in unconsolidated aquifers near water supply wells, dissertation at the Hydrology and Ecology Section and the Petroleum Engineering Section in the Department of Civil Engineering and Geosciences, Delft University of Technology
• [7] De Zwart, A.H.,(BR), van Beek K., Houben G., Treskatis, C., (2006): Mechanische Partikelfiltration als Ursache der Brunnenalterung, bbr 9/2006 32-37
• [8] Hitchon, B., (2000): “Rust” contamination of formation waters producing wells. Applied Geochemistry 15(10), 1527-1533
• [9] Hodgson, J., Walters T (2002): Optimizing Pump Systems to Minimize First or Life-Cycle Cost, Proceedings of the 19th International Pump Users Symposium, 1-8
• [10] Houben, G., Treskatis, C., (2004): Regeneracja Studni, Wyd. Projprzem-EKO, Bydgoszcz, p. 270. ISBN 83-906015-6-7
• [11] Houben, G., Treskatis, C., (2007): Water Well Rehabilitation and Reconstruction, McGraw Hill, New York, p. 391
• [12] Kawecki, W., (1995): Meaningful Interpretation of Step-Drawdown Test, Groundwater, 33(1), 23–32
• [13] Macioszczyk A., Dobrzański D.: (2002) Hydrogeochemia Strefy Aktywnej Wymiany Wód Podziemnych, Wyd. Nauk.PWN, ISBN 83-01-13879-3
• [14] Motyka, J., Wilk, Z., (1986): Calculated Radius of Nonlinear Zone Around Fissured-Karstified Rocks Tapping Well, Archives of Mining Sciences, 31(2): 90-94 (in Polish)
• [15] Polak K., Kaznowska-Opala K., Pawlecka K., Różkowski K., Klich J. (2015) The assessment of susceptibility on drainage in an aquifer on the basis of pumping tests in a lignite mine, Archives of Mining Sciences, ISSN 0860-7001. — 2015, vol. 60, no. 1, p. 107–121
• [16] Rorabaugh., M.I., (1953): Graphical and theoretical analysis of step drawdown test of artesian well. ASCE Proc., Hydraulic Division, ASCE, Washington DC, 9, 1–14
• [17] Singh, S., (2002): Well Loss Estimation: Variable Pumping Replacing Step Drawdown Test, Journal of Hydraulic Engineering, 128(3), 343–348
• [18] Singh, S., (2008): Identifying Head Loss from Early Drawdowns, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 134(1), 107–110
• [19] Treskatis, C., Volgnandt P, Wessollek H, Puronpää-Schäfer P, Gerbl-Rieger S & Blank K-H (1998): Anforderungsprofile an den wirtschaftlichen Bau und Betrieb von Bohrbrunnen. Grundwasser – Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie 3/98, 117-128
• [20] Van Beek, C.G.E.M., (1989): Rehabilitation of clogged discharge wells in the Netherlands, Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, London, 22, 75-80
• [21] Wędzonka A., Losada Sanz V. (2016) Wykorzystanie ciekłego CO2 do zwiększenia skuteczności rekonstrukcji studni odwodnienia wgłębnego, IX Międzynarodowy Kongres Górnictwa Węgla Brunatnego, Bełchatów, p. 567-576
• [22] Yates, A.M., Weybourne, I., (2001): Improving the energy efficiency of pumping systems, Journal of Water Supply: Research and Technology-AQUA 50, 101-111

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).