cuprins - menesad.gg.unibuc.romenesad.gg.unibuc.ro/rezultate_ro/rezultate-1.pdf · universitatea...

UNIVERSITATEA DIN BUCURESTI - METODE NOI DE EXPLOATARE A SARII IN SOLUTIE

CUPRINS

1 EVALUAREA ZACAMANTULUI OCNELE MARI ............................................................ 3

1.1. ELEMENTE DE GEOLOGIE, GEOMORFOLOGIE SI TECTONICA ................................................................. 3

1.2. FORMA ŞI DIMENSIUNILE ZĂCĂMÂNTULUI ........................................................................................... 6

1.3. STRUCTURA INTERNĂ A ZĂCĂMÂNTULUI .............................................................................................. 7

1.4. FORMAŢIUNILE DIN ACOPERIŞUL ZĂCĂMÂNTULUI ............................................................................... 9

1.5. FORMAŢIUNILE DIN CULCUŞUL ZĂCĂMÂNTULUI................................................................................. 10

1.6. GRADUL ACTUAL DE CUNOAŞTERE ...................................................................................................... 10

2. ELEMENTE SEMNIFICATIVE REZULTATE DIN ACTIVITATEA DE EXPLOATARE . 11

2.1. CÂMPURI DE SONDE ŞI TEHNOLOGII DE EXPLOATARE ........................................................................ 11

2.2. EVENIMENTE PRODUSE ÎN PERIOADA DE EXPLOATARE ...................................................................... 12

2.2.1. Afectări ale instalaţiilor şi utilajelor tehnologice de la suprafaţă ................................................. 13

2.2.2. Evenimente legate de construcţia sondelor şi de procesele care au avut loc în golurile de

dizolvare .................................................................................................................................................. 13

a). Pierderea etanşeităţii ..................................................................................................................... 13

b). Unirea sondelor .............................................................................................................................. 14

c). Dizolvări necontrolate pe verticală ................................................................................................. 16

d). Evenimente legate de fisurarea hidraulică ..................................................................................... 17

e). Aspecte legate de controlul activ al dizolvării ................................................................................ 17

3. CAUZELE PRINCIPALE ALE EVENIMENTELOR PRODUSE ÎN PERIOADA DE EXPLOATARE �I ALE ACCIDENTELOR ULTERIOARE ................................................ 19

3.1. EFECTELE FENOMENELOR DE DIAPIRISM ............................................................................................. 19

3.2. PREZENŢA INTERCALAŢIILOR STERILE .................................................................................................. 19

3.3. TEHNOLOGIA DE EXLOATARE FOLOSITĂ .............................................................................................. 20

3.4. FORMA ŞI DIMENSIUNILE GOLURILOR DE DIZOLVARE ......................................................................... 21

3.5. CARACTERIZAREA CALITATIVA A SUBSTANTEI MINERALE UTILE ......................................................... 23

3.5.1. Compozitia mineralogica ............................................................................................................... 23


3. 5.2. Compozitia chimica ....................................................................................................................... 24

3. 6. CARACTERISTICILE FIZICO-MECANICE ALE SARII GEME DE LA OCNELE MARI ..................................... 24

3.7. CONDITII TEHNICO-ECONOMICE DE EXPLOATARE PREPARARE SI VALORIFICARE .............................. 26

3.8. METODE DE EXPLOATARE .................................................................................................................... 27

4. ESTIMAREA STABILITATII ......................................................................................... 31

5. DESCRIEREA DETALIATA A ZONEI DE AMPLASARE A FORAJELOR ................. 32

6. PROIECTAREA FORAJULUI DIRIJAT ..................................................................... 52

6.1. ALEGEREA LOCAŢIEI OPTIME ............................................................................................................... 52

6.2. OPERAŢII PREGĂTITOARE ..................................................................................................................... 53

6.3. FORAREA ŞI CONSTRUCŢIA FORAJULUI EXPERIMENTAL ...................................................................... 54

7. PROIECTAREA FORAJULUI VERTICAL ................................................................. 56

7.1. AMPLASAREA ŞI ADÂNCIMEA FORAJELOR ........................................................................................... 56

7.2. AMENAJAREA PLATFORMELOR DE LUCRU ŞI A DRUMURILOR DE ACCES ............................................ 56

7.3. FORAREA ŞI CONSTRUCŢIA FORAJULUI VERTICAL ................................................................................ 57

BLIOGRAFIE ..................................................................................................................... 59


1 EVALUAREA ZACAMANTULUI OCNELE MARI

1.1. ELEMENTE DE GEOLOGIE, GEOMORFOLOGIE SI TECTONICA

Zământul de sare este cantonat în formaţiuni ce aparţin Depresiunii Getice, unitatea cea mai externă a Carpaţilor Meridionali. Ea a apărut în urma mişcărilor laramice care au dus la formarea lanţului muntos Alpino-Carpato-Himalayan şi s-a individualizat ca o depresiune premontană cu rol de avanfosă. Aceasta s-a menţinut ca atare în timpul Paleogenului şi Neogenului.

Zona în care au fost amplasate principalele lucrări de exploatare a sării se află în partea centrală a zăcământului şi ocupă o suprafaţa de circa 12 km2 (8 km lungime şi 1.5 km lăţime). Formaţiunile paleogene apar la zi pe rama nordică a Depresiunii Getice iar în zona zăcământului de sare se afundă treptat sub depozitele neogene, fiind interceptate în forajul 610 Govora, la adâncimea de 1480 m.

Zăcământul de sare ocupă flancul nordic al anticlinalului Ocnele Mari – Govora cu orientare ENE-VSV. Acesta este un anticlinal deschis, formaţiunile geologice din alcătuirea sa fiind traversate de văile care intră în componenţa reţelei hidrografice. Pe aceste văi apar depozite de roci neogene care înglobează zăcământul de sare şi mai ales cele din imediata apropiere a culcuşului sării şi cele din acoperiş.

Alcătuirea geologică a formaţiunilor neogene se prezintă astfel:

• Aquitanian – Burdigalian apare la zi în partea de nord a regiunii şi are o arie restrânsă de răspândire în zona zăcământului de sare şi este cunoscut din forajele de adâncime medie.

Trecerea de la Oligocenul superior, predominant marnos, se face treptat, în continuitate de sedimentare, spre o serie marnoasă cu două intercalaţii de tufuri în bază considerate drept reper stratigrafic al limitei Oligocenului cu Aquitanian – Burdigalian.

Seria marnoasă prezintă uniformitate de facies şi cuprinde marne negricioase cu filme de nisip fin albicios, nivele de gresii silicifiate, calcare gălbui şi nisipuri gălbui spre partea superioară.

• Helveţianul: în partea de nord a regiunii are caracter transgresiv peste conglomeratele eocene.

În succesiune normală, în zona zăcământului de sare, este alcătuit din argile roşii – gălbui, nisipuri, marne şi pietrişuri.


La partea superioară se întâlneşte un orizont vărgat format din marne şi nisipuri roşii, marne cenuşii şi pietrişuri cu intercalaţii de nisipuri şi argile roşii.

• Badenianul este larg răspândit în regiune şi apare la suprafaţă pe toată zona arealului cu sare fiind dispus transgresiv peste Helveţian.

Faciesul în care apare este similar cu cel din alte zone salifere de pe teritoriul României de vârstă badeniană. La Ocnele Mari este reprezentat prin toate cele 4 orizonturi ale sale şi anume:

� Orizontul tufurilor şi marnelor cu globigerine

� Orizontul cu depozite de sare gemă

� Orizontul şisturilor cu radiolari

� Orizontul marnelor cu Spiralis

Delimitarea acestor orizonturi s-a făcut pe criterii petrografice şi micropaleontologice.

Orizontul tufurilor şi marnelor cu globigerine are o largă răspândire în zona Ocnele Mari în special în partea de est şi sud a oraşului. Tufurile vulcanice jalonează la suprafaţă axul anticlinalului Ocnele Mari – Govora. Ele apar aproape continuu începând din punctul Troianu şi continuă spre vest.

Orizontul cu depozite de sare se prezintă în facies lagunar fiind format din sare gemă, gipsuri şi marne negricioase cu cuiburi de anhidrit, uneori nisipuri fine. Asociat cu sarea apare în multe locuri, în special pe versantul stang al Pârâului Sărat, de la Ocnele Mari până la fosta mină de sare din Ocniţa, brecii de culoare negricioasă cu miros de hidrocarburi, având elemente colţuroase de gresii, marne cenuşii, nisipoase, micafere. Astfel de zone au fost interceptate cu forajele în acoperişul sării, dar şi în cuprinsul masivului de sare.

Depozitele de gips au o apariţie restransă, cunoscându-se un afloriment pe partea dreaptă a Văii Sorătului de unde extrăgeau deţinuţii, de la fostul penitenciar Ocnele Mari, bucăţi de alabastru din care confecţionau obiecte artizanale.

Deasupra sării au fost interceptate cu forajele bancuri de gresii compacte, groase până la 2-3 m, precum şi lentile de anhidrit alb cu grosimea până la 12 m.

Orizontul şisturilor cu radiolari şi marnelor cu Spiralis apar deschise pe versanţii Pârâului Sărat şi a fost traversat cu forajele de cercetare geologică.

• Sarmaţianul este dispus transgresiv peste Badenian în nordul regiunii, iar în sud apare în continuitate de sedimentare.


Depozitele sunt consituite din pietrişuri, conglomerate cu intercalaţii de nisipuri, cu trovanţi, marne cenuşii fin nisipoase, micafere şi marne şistoase cu intercalaţii centimetrice de nisipuri. La baza depozitelor sarmaţiene apare un orizont cu intercalaţii de şisturi calcaroase alb-gălbui ce se consideră a fi un orizont « reper » între Badenian şi Sarmaţian.

În perimetrul de la Ocnele Mari, depozitele sarmaţiene ocupă zonele mai înalte ale regiunii, în special în partea dinspre nord a Pârâului Sărat.

• Pliocenul apare, în general, la sudul regiunii cu depozite salifere şi prezintă multe discontinuităţi stratigrafice de amploare variabilă. Depozitele pliocene sunt aproape orizontale şi ascund sub ele către sud, o serie de câteva anticlinale şi sinclinale apărute în avanfosa precarpatică la sfărşitul Miocenului.

• Cuaternarul este prezent în regiune începând cu Paleoliticul, continuând cu Neoliticul, până în zilele noastre. În depozitele sale de terasă şi deluviale sunt adăpostite importante situri arheologice care atestă continuitatea comunităţilor umane pe aceste meleaguri de-a lungul secolelor şi mileniilor.

Depresiunea Getică s-a individualizat ca unitate structurală în urma mişcărilor moldavice din Sarmaţianul inferior care au dus la încălecarea depozitelor depresiunii peste formaţiunile Platformei Valahe, după falia pericarpatică. Aceste mişcări au determinat apariţia în avanfosa premontană a unui număr de cute anticlinale şi sinclinale orientate E-V printre care şi anticlinalul Ocnele Mari – Govora care, faţă de celelalte, se află în partea de nord şi este deschis.

Anticlinalul Ocnele Mari – Govora, pe al cărui flanc nordic se află zăcământul de sare, a suferit influenţe tectonice variate marcate de împingerea sării din zona sinclinală şi îngrămădirea ei către axul anticlinalului cu afectarea formaţiunilor geologice din acoperiş, în special în zona din apropierea axului anticlinalului.

Acest femomen de diapirism este pus în evidenţă atât prin forma şi dimensiunile zăcământului, cât şi prin prezenţa pe arii extinse a breciei sării, cât şi existenţa microcutelor din sare.

Mişcările tectonice secundare au produs totodată falierea anticlinalului pe direcţii transversale şi diagonale. Zăcământul de sare este cuprins între falia Teiuş, în partea de vest, falia Copăcelu, în partea estică, falia Stoeneşti, în partea de nord şi falia Bisericii, în partea de sud.

Descoperirile arheologice de pe raza localităţii cum sunt cele de la Cosota, Ocniţa, Ţeica, Buda precum şi din zonele apropiate (Valea Răii, Căzăneşti) au pus în evidenţă prezenţa comunităţilor umane pe aceste melaguri din timpuri străvechi începând cu Paleoliticul


superior (40.000-10.000 î.Hr.) şi continuând de-a lungul timpurilor, fără întrerupere, până în zilele noastre.

Acestea au fost atrase de un cadru natural propice dezvoltării economico-sociale după cum urmează:

Oraşul Ocnele Mari, pe teritoriul căruia se află zăcământul de sare, este situat la 11 km de Râmnicu Vâlcea, pe drumul judeţean Copăcelu-Buneşti.

Fiind aşezat pe paralela 45° latitudine nordică beneficiază de o climă temperată influenţată favorabil de morfologia regiunii, de reţeaua hidrografică densă precum şi de prezenţa în atmosferă a aerosolilor de NaCl.

Localitatea este aşezată într-o depresiune străjuită la nord şi sud de două culmi de deal, ce se unesc în partea de vest prin culmea Voreţe-Teiuş, iar în partea de est se află doi pinteni de deal care închid depresiunea aproape în totalitate.

Regiunea este situată în zona dealurilor subcarpatice cu altitudini până la 600m.

Apele pluviale de pe versanţi sunt colectate de Pârâul Sărat care străbate zona de la vest la est şi se varsă în râul Olt. Acesta a servit secole de-a rândul pentru transportul principalelor resurse materiale către porturile dunărene şi de aici în continuare către sudul şi vestul Peninsulei Balcanice.

Afluenţii de pe ambele părţi ale Pârâului Sărat au săpat în formaţiunile geologice slab consistente ale Miocenului şi au dat naştere la văi adânci separate de creste de deal cu pante line, uneori abrupte, în funcţie de natura petrografică a formaţiunilor traversate.

În general, în zonele în care în fundament se află tuf vulcanic pereţii văilor sunt foarte abrupţi şi au servit de-a lungul timpurilor ca locuri de refugiu şi adăpostire în cazul unor situaţii deosebite.

La Ocnele mari se întâlnesc şi câteva lacuri cu apă dulce de mici dimensiuni dar şi lacuri cu apă sărată, unele din ele amenajate pentru băi şi tratamente în afecţiuni reumatismale. Efectul curativ al tratamentelor se datorează şi aerosolilor de NaCl din atmosferă care ajută la revigorarea sistemului respirator.

În zonă apar o serie de izvoare naturale cu apă sărată care nu influenţează acviferele freatice de apă dulce ce constituie principala sursă de apă potabilă din zonă.

1.2. FORMA ŞI DIMENSIUNILE ZĂCĂMÂNTULUI

Zăcământul de sare de la Ocnele Mari este de formă stratiform – lenticulară cu o lăţime de 3,5 km şi o lungime cercetată pe aproximativ 7,5 km (anexele. 5, 6 şi 7). El se află în flancul nordic al anticlinalului Ocnele Mari-Govora şi datorită proceselor geo-tectonice la care a fost supus cât şi a plasticităţii sării este afectat de fenomene de diapirism cu efecte


asupra formei şi dimensiunilor sale; în urma acestor procese s-au produs îngroşări locale ale sării, cu precădere către apexul anticlinalului, şi subţieri în apropierea sinclinalului. De asemenea au apărut, local, îngrămădiri ale sării în acoperiş cu forme regulate ori sub formă de domuri (vezi anexa 8).

Pe crăpăturile apărute în formaţiunile din acoperiş ca urmare a fenomenului de diapirism au pătruns apele pluviale care au produs dizolvări locale formând mici doline, chiuvete şi pâlnii din care se alimentează izvoarele de saramură.

În urma acestor procese s-au produs variaţii mari ale grosimii sării care se încadrează în limite variind de la câţiva metri, în zonele de efilare, la 473m în F561. Grosimea medie a sării se situează între 250-300m.

1.3. STRUCTURA INTERNĂ A ZĂCĂMÂNTULUI

Existenţa ai multor izvoare cu apă sărată de-a lungul Pârâului Sărat a atras interesul comunităţilor umane încă din secolul I, II Î.Hr., care evaporau saramura în pahare din lut şi obţineau brichete de sare folosite pentru consumul propriu, dar şi în scopuri comerciale.

De la acest sistem simplu de obţinere a sării s-a trecut treptat la tăierea bolovanilor de sare direct din masiv, condiţiile de zăcământ favorizând aceste îndeletniciri. La vest de centrul oraşului, sarea se află la o adâncime de 3-4m şi cu secole în urmă este posibil să fi aflorat în versantul stâng al Pârâului Sărat.

Masivul de sare are formă stratiform-lenticulară şi se află în flancul nordic al anticlinalului Ocnele Mari-Govora. El este cantonat între orizontul tufurilor şi marnelor cu Globigerine, în bază, şi orizontul marnelor cu Spiralis în acoperiş. Pe baza analizelor micropaleontologice s-a constatat că aparţine Badenianului inferior.

Grosimea sării variază de la câţia zeci de metri, în zonele de efilare situate în apropierea axului anticlinalului din partea de sud şi a sinclinalului din partea de nord, la 450m în F354. Grosimea medie este de 250-300m (vezi anexa 7).

Direcţia zăcământului este aproximativ E-V şi are o înclinare spre N cu valori cuprinse între 5-35° în funcţie de poziţia ocupată pe structura geologică.

În treimea inferioară a zăcămâtului se întâlnesc 3-4 intercalaţii sterile formate din marne nisipoase negricioase cu cuiburi de anhidrit, uneori nisipuri fine sau zone brecioase.

Către zonele de efilare ale zăcământului numărul intercalaţiilor sterile ajunge la 8-10. Grosimea intercalaţiilor sterile variază de la 1-2m la 25m. În zona centrală a zăcământului, grosimea cea mai mare o are intercalaţia a III-a socotind de la baza zăcământului în sus. Grosimea totală a intercalaţiilor atinge în unele foraje 30-35m.


Sarea se prezintă sub forma unor alternanţe subţiri de sare albă cu sare cenuşiu-închisă sau negricioasă. În cuprinsul zăcământului apar zone cu sare albă foarte curată, cu structură macrocristalină, din care se extrăgea odinioară aşa numitul „ochi de sare” care depăşea prin claritate cel mai pur cristal şi era folosit la vindecarea bolilor de ochi şi chiar la termometre.

Spre culcuşul zăcământului apare un banc de sare negricioasă sau neagră cu grosimea de 2 – 25 m ce are o duritate mai mare decât restul sării.

Structura sării este macroglanulară cu cristale larg dezvoltate, compacte. În zona de efilare apar frecvente cuiburi de steril.

O caracteristică a zăcământului o reprezintă existenţa cuiburilor de anhidrit alb pe toată grosimea sa, inclusiv în cuprinsul intercalaţiilor sterile şi a formaţiunilor de pe spinarea sării.

Stratificaţia ritmică a sării, caracterizată prin alternanţa de benzi de sare albă cu benzi de culoare mai închisă, permite observarea unui sistem de microcute de o deosebită frumuseţe.

De remarcat că, în general, intercalaţiile sterile din sare precum şi formaţiunile brecioase de pe spinarea sării prezintă miros de hidrocarburi. Cu toate acestea, lucrările miniere subterane nu au consemnat zone cu acumulări de gaze. Totuşi sonda 428 a luat foc în timpul forajului din cauza emanaţiilor de gaze. De asemenea, la sonda 420 există degajări de gaze care sunt combustile şi crează greutăţi în procesul de exploatare.

Apariţia gazelor în sondele de exploatare poate fi pusă fie pe seama existenţei unor pungi de gaze în interiorul zăcământului, fie pe seama unor scurgeri din profunzime pe zone de minimă rezistenţă.

Analizele microscopice au identificat în cadrul zăcământului următoarele minerale: halit (NaCl) în proporţie de 94,5 %, anhidrit (CaSO4) asociat cu gips, kieserit şi astrakanit în proporţie de 1-5 %, kieserit [Mg(SO4)H2O] asociat cu anhidrit şi astrakanit în proporţie de până la 2,5 %, schöenit = picromerit [K2Mg(SO4)2*6H2O] în proporţie de până la 7 %.

Cu totul sporadic mai apar minerale de astrakanit, glauberit, bischofit şi polihalit.

În zăcământ mai apar minerale argiloase sau cărbunoase sub formă de pulbere sau agregate fin granulare care ocupă spaţiile dintre cristalele de halit.

Pe baza probelor sistematice colectate din forajele de explorare s-a stabilit următoarea variaţie a conţinutului în săruri:

NaCl = 95,61 – 98,46 %

CaSO4 = 0,42 – 2,35 %


Insolubil = 0,44 – 2,91 %

Modul de prezentare a sării de la Ocnele Mari, structura sa internă şi raporturile cu formaţiunile înconjurătoare arată că zăcământul s-a format într-un bazin halogen alcătuit dintr-o suită de golfuri şi lagune care nu au avut o comunicaţie directă cu bazinul marin şi în condiţiile unui climat arid.

Bazinul halogen era alimentat din bazine intermediare în care se producea preconcentrarea apei marine; sarea albă corespunde unui climat arid, fără precipitaţii şi fără aport de material terigen de pe versanţi în timp ce sarea negricioasă corespunde unui aport de material terigen. Procesul a fost ciclic şi s-a desfăşurat cu o anumită ritmicitate.

Întreruperea ciclului de depunere a sării s-a repetat în mai multe rânduri şi s-a datorat unor schimbări climatice de mai lungă durată, cu ploi abundente. Torenţii formaţi în urma ploilor au transportat cantităţi mari de material terigen de pe versanţi care, prin depunere în bazinul halogen, au dus la formarea intercalaţiilor sterile.

1.4. FORMAŢIUNILE DIN ACOPERIŞUL ZĂCĂMÂNTULUI

Acestea sunt traversate, de la est la vest, începând din punctul Gânjuleşti până la Ocniţa, de văile situate pe partea stângă a Pârâului Sărat iar, de la Ocniţa spre vest sunt traversate şi de văile situate pe partea dreaptă a acestuia.

Contactul cu sarea al acestor formaţiuni este neuniform datorită numeroaselor denivelări de pe spinarea sării (vezi anexele 5 şi 8).

În funcţie de relief şi de poziţia sării pe structura geologică grosimea lor variază în limite foarte largi, mergând de la 5 – 10 m în zona Pârâului Sărat şi ajungând la 955 m în F550 situat în partea de nord, în apropierea axului sinclinalului.

Imediat deasupra sării apar formaţiuni caracteristice orizontului salifer, având grosime de 15 – 30 m, consituite din marne fin nisipoase negricioase cu cuiburi de anhidrit, având caracter brecios şi miros de hidrocarburi.

În continuare apar formaţiuni marno-nisipoase cenuşii cu intercalaţii de nisip, aparţinând Badenianului mediu şi superior, peste care se suprapun formaţiuni sarmaţiene alcătuite din alternanţe de marne nisipoase, argile şi nisipuri.

Toate formaţiunile din acoperişul sării sunt constituite din roci slab consolidate, cu portanţă mică astfel că zăcământul de sare preia practic integral greutatea proprie a acestora.

În cuprinsul formaţiunilor din acoperiş se întâlnesc frecvent zone acvifere care se descarcă prin intermediul unor izvoare pe afluenţii Pârâului Sărat. Aceste ape crează probleme deosebite în cazul lucrărilor minere de exploatare.


1.5. FORMAŢIUNILE DIN CULCUŞUL ZĂCĂMÂNTULUI

Sunt constituite din marne nisipoase cenuşii verzui, slab micafere, stratificate, în imediata apropiere a zăcământului cu rare cuiburi de anhidrit. Sub acestea apare orizontul tufurilor vulcanice cu grosime apreciabilă. Acest orizont nu a fost străbătut în totalitate de lucrările de cercetare executate pentru cunoaşterea zăcământului de sare.

Contactul dintre sare şi formaţiunile de culcuş este relativ uniform (vezi anexa 6), deşi culcuşul sării prezintă oglinzi de fricţiune.

1.6. GRADUL ACTUAL DE CUNOAŞTERE

Scurte observaţii asupra zăcământului de sare de la Ocnele Mari s-au făcut de către Liseli în 1838, inginer Matei Drăghiceanu în 1874, C. Istrate în 1889 şi inginer Sava �tefănescu în 1897.

Între 1900 – 1902 Ludovic Mrazec şi Teisseyre W. întreprind studii geologice asupra formaţiunilor salifere şi zăcămintelor de sare din România.

Cercetări geologice de detaliu, pe zone restrânse, au fost făcute în perioada 1911 – 1938 de către Casa Autonomă a Monopolurilor în perimetrul minelor de sare de la Ocniţa. Acestea au constat din 56 foraje, de interes local, numerotate de la 1 la 56. Dintre acestea numai câteva au traversat zăcământul restul fiind utilizate pentru obţinerea datelor necesare proiectării minelor de sare.

Zăcământul a fost cercetat în detaliu începând din 1952 până în 1973 sub egida Comitetului de Stat al Geologiei din România. În această perioadă s-au executat 73 foraje de explorare geologică, amplasate pe profile transversale pe zăcământ, o galerie de cercetare şi 66 sonde de exploatare.

Toate aceste lucrări au furnizat date suficiente pe baza cărora s-au calculat rezerve de categoria A, B, C1 şi C2.

Pe baza lucrărilor executate s-au stabilit limitele geologice ale zăcământului din partea de nord şi sud, rămânând neelucidate limitele din partea de est şi de vest (vezi anexele 5, 6 si 8).


2. ELEMENTE SEMNIFICATIVE REZULTATE DIN ACTIVITATEA DE EXPLOATARE

2.1. CÂMPURI DE SONDE ŞI TEHNOLOGII DE EXPLOATARE

Interesul pentru sarea de la Ocnele Mari a crescut începând cu anul 1960 când a fost pusă în funcţiune uzina de sodă nr. 2 de la Govora la un consum de 300.000 tone sare soluţie/an.

Amplasarea de noi obiective industriale pe platforma chimică de la Govora, în etape succesive, a dus la creşterea necesarului de sare în soluţie la 850.000 şi apoi la 2.450.000 tone/an.

Pentru satisfacerea acestor solicitări de sare soluţie, începând cu anul 1960, au fost puse în funcţiune la Ocnele Mari, în câteva etape, 4 câmpuri de sonde amplasate în zona centrală a zăcământului de sare (vezi anexa 9), uşor accesibile, după cum urmează:

• Câmpul I – amplasat pe Dealul Urzicaru compus din 10 sonde individuale, la care s-a aplicat metoda de exploatare „cu ridicări continui”

• Câmpul II – format din 15 sonde individuale amplasate în jurul Câmpului I şi în extindere spre est în cartierul Ţeica, la care s-a aplicat metoda de exploatare „cu ridicări în trepte mari”

• Câmpul III – alcătuit din 33 de sonde din care:

- 28 sonde individuale exploatate prin metoda „cu ridicări în trepte mari” împârţite după zona în care au fost amplasate şi locul de racordare la instalaţiile tehnologice de deservire, astfel:

o Zona Ţeica I – cuprinzând 5 sonde amplasate pe dealul Ţeica, la nord de sondele aparţinând Câmpurilor I şi II, racordate la cabina de comandă a Câmpului II

o Zona Ţeica II – cu 6 sonde amplasate pe partea dreaptă a Văii Ţeica, racordate iniţial la o staţie provizorie de amorsare şi apoi la cabina de comandă a Câmpului III situată în cartierul Lunca.

o Zona Lunca – Goruniş - cuprinzînd 17 sonde amplasate în cartierele cu acelaşi nume şi racordate la cabina de comandă a Câmpului III din Lunca

- 5 sonde experimentale din care:


o 2 sonde la care s-a aplicat metoda de exploatare „în baterie” amplasate în cartierul Lunca pe partea stângă a Pârâului Sărat într-un perimetru izolat faţă de sondele individuale

o 3 sonde cu exploatare „în canal” amplasate într-o zonă izolată de pe Dealul Goruniş, la sud-vest de sondele individuale.

• Câmpul IV – alcătuit din 8 sonde amplasate în perimetrul fostei mine de sare de la Ocniţa, parţial prăbuşit, cu scopul valorificării rezervelor de sare abandonate sub fostele mine de sare. Această rezervă de sare urma să se extragă prin metoda „în lac adânc” pentru care s-a obţinut un brevet de invenţie.

Toate sondele aparţinând celor 4 cîmpuri arătate mai sus au avut în vedere exploatarea zăcământului începând de la baza acestuia către suprafaţă, folosind apa ca agent de dizolvare.

Pentru dirijarea dizolvării pe verticală, la sondele individuale şi „în baterie”, s-a prevăzut utilizarea unui fluid izolant cu anumite caracteristici ceea ce a impus folosirea a 1 – 2 coloane mobile care să corespundă capacităţilor de producţie proiectate.

Sondele individuale au fost amplasate în reţea triunghiulară cu latura de 60m la Câmpul I şi 150 m la Câmpurile II şi III. Din cauza reliefului şi a obiectivelor economico – sociale de la suprafaţă, acest gabarit nu a putut fi respectat în totalitate.

Fiecare câmp de sonde cu exploatare individuală a fost proiectat cu pilieri de siguranţă intercamerali şi planşee de siguranţă, din sare, ale căror dimensiuni au fost stabilite în funcţie de diametrul cilindrilor teoretici de dizolvare.

La sondele experminetale din Câmpul III nu au fost proiectaţi pilieri de siguranţă intercamerali, iar dimensiunile planşeului de siguranţă au fost stabilite numai pentru sondele cu exploatare „în baterie” pentru cele cu exploatare „în canal” urmând a se stabili în funcţie de rezultatele experminetale. S-a prevăzut ca exploatarea sondelor „în canal” să se facă fără utilizarea fluidului izolant.

La sondele din Câmpul IV nu s-au prevăzut planşee de siguranţă şi pilieri intercamerali şi nici uitilizarea fluidului izolant.

2.2. EVENIMENTE PRODUSE ÎN PERIOADA DE EXPLOATARE

De-a lungul a peste 40 de ani de exploatare a sării în soluţie de la Ocnele Mari au apărut tot felul de evenimente de natură tehnică şi umană care au creat probleme deosebite în desfăşurarea procesului de producţie în regim de „foc continuu”.


O parte din acestea au vizat instalaţiile şi reţelele tehnologice de la suprafaţa solului, aferente câmpurilor de sonde dar mai ales evenimente la nivelul golurilor de dizolvare.

2.2.1. Afectări ale instalaţiilor şi utilajelor tehnologice de la suprafaţă

Fiecare din cele 4 câmpuri de sonde a fost prevăzut cu instalaţii şi utilaje proprii de deservire corespunzătoare cerinţelor tehnologice prevăzute în proiecte. Fiecare sondă din cadrul câmpului a fost racordată la aceste instalaţii prin 3 conducte de oţel. Totodată au fost montate apeducte, saleducte şi un oleduct pentru aprovizionarea cu apă şi fluid izolant precum şi pentru desfacerea producţiei de sare în soluţie. Toate aceste instalaţii şi reţele tehnologice au fost şi sunt amplasate pe terenuri în pantă şi în general au fost confecţionate din oţel de diferite calităţi sau din fontă.

Datorită efectului puternic coroziv al fluidelor vehiculate (fie în mediu oxidant, fie reducător) sau produs numeroase spărturi ce au determinat oprirea parţială sau totală a procesului de producţie până la remedierea situaţiei. În urma acestor spărturi, apărute pe terenuri în pantă, au fost poluate suprafeţe mari de teren cu saramură şi produse petroliere, precum şi reţeaua hidrografică şi apele subterane.

Pentru micşorarea efectului poluant, determinat de spărturi ale conductelor, s-a procedat la devierea apeductelor şi saleductelor în apropierea albiei Pârâului Sărat şi a canalului de gardă de la vest de platforma chimică Govora şi s-a renunţat la îngroparea lor. Unele tronsoane au fost înlocuite cu conducte din material plastic.

Instalaţiile de la suprafaţă au mai fost afectate de incendii (402 şi cabina de comandă nr. 3) scurtcircuite electrice, inundaţii, etc. care au fost rezolvate cu promtitudine şi cu mijloacele proprii din dotare.

2.2.2. Evenimente legate de construcţia sondelor şi de procesele care au avut loc în golurile de dizolvare

a). Pierderea etanşeităţii

Exploatarea sării în soluţie prin tehnologiile actuale presupune, în primul rând, existenţa în subteran a unor goluri de dizolvare perfect etanşe care să perimtă introducerea apei, a fluidului izolant şi extragerea saramurii fără pierderi. Acest lucru ar fi posibil în cazul unor zăcăminte omogene. În cazul zăcământului de la Ocnele Mari, pe ansamblu zăcământul este neomogen prezentând multe intercalaţii sterile cu înclinare destul de mare precum şi zone de minimă rezistenţă ce ţin de structura zăcământului. Aceste intercalaţii şi zone de minimă rezistenţă, în timp şi la anumite presiuni, pot favoriza curgerea fluidelor prin ele.

De aceea problema realizării unor goluri etanşe trebuie privită cu multă responsabilitate încă din faza iniţială de construcţie a sondei. În acest sens, un factor importan îl reprezintă adâncimea de încastrare în sare a coloanelor de ancoraj şi modul de cimentare al acestora.


La Câmpul I coloanele de ancoraj au fost încastrate în sare 20 m, la Câmpul II au fost încastrate 70 m iar la Câmpul III sondele individuale şi „în baterie” au fost încastrate 50 m. Cimentarea s-a făcut cu ciment amestecat cu 30 % diatomită la Câmpurile I şi II şi cu ciment amestecat cu 5 % lignotartrin la sondele individuale şi „în baterie” din Câmpul III.

La sondele „în canal” din Câmpul III şi la sondele din Câmpul IV, pentru a nu pierde presiunile în timpul operaţiilor de fisurare hidraulică, coloanele au fost tubate şi cimentate pe toată grosimea zăcământului şi servesc drept coloane de exploatare fixe.

Cu toate măsurile de precauţie ce s-au luat la sondele individuale s-au produs numeroase pierderi de etanşeitate soldate cu infiltrarea saramurii şi produselor petroliere pe limita steril/sare; şi de aici în lungul planelor de stratificaţie sau minimă rezistenţă din formaţiunile sterile, determinând poluarea terenurilor agricole, a apelor subterane şi a reţelei hidrografice. Este cazul sondelor 351, 355, 359 din Câmpul I, al sondelor 368, 363 din Câmpul II, şi al sondelor 401, 410, 413, 414, 415, 416, 417, 418, 426, 427, 428, 403 din Câmpul III.

Pierderea etanşeităţii acestor sonde s-a produs atât în faza de amorsare cât şi în perioada de producţie. În funcţie de situaţia fiecărei sonde, s-au aplicat diferite soluţii pentru refacerea etanşeităţii. Astfel, la unele sonde s-a repetat operaţia de cimentare, la altele s-a dublat coloana de ancoraj încastrându-se în sare pe o înălţime mai mare iar la altele s-a tubat coloana 8 5/8

II pănă la talpa sondei şi s-a cimentat la zi.

În Câmpul III există încă sonde la care etanşeităţile nu au fost refăcute ca de exemplu sondele 427, 410, 428, 417.

Rezolvarea acestui tip de complicaţii este posibilă atunci când dizolvările nu au ajuns la sabotul coloanelor de ancoraj şi dacă golurile de dizolvare ale sondelor nu au legături hidraulice.

O situaţie de acest gen s-a produs la 28 octombrie 1971 în Câmpul I când una din cele 9 sonde unite a pierdut etanşeitatea ceea ce a determinat oprirea exploatării. Ulterior, extragerea restului de sare rămasă în unii cilindrii de dizolvare s-a făcut prin metoda cu aer-lift.

b). Unirea sondelor

Un eveniment frecvent întâlnit la sondele individuale de exploatare a sării în soluţie constă în unirea golurilor de dizolvare a sondelor între ele. Aceste uniri se produc în special în treimea inferioară a zăcământului unde sunt cantonate câteva intercalaţii sterile, mai mult sau mai puţin permeabile, cu înclinare de 15 – 25o; dar şi zone de minimă rezistenţă ce ţin de structura zăcământului.

Renunţarea la aceste intercalaţii ar conduce din start la pierderea a circa jumătate din rezervele de sare aflate în bilanţ.


Unirile se produc în general pe direcţia zăcământului, pe aliniamente de sonde după care acestea se unesc între ele pe înclinare. Datorită structurii sării se produc abateri de la raza cilindrului de dizolvare proiectat în raport de unu la trei.

Ca şi pierderile de etanşare, unirile de sonde necontrolate, reprezintă un risc major, inevitabil, în condiţiile impuse de tehnologia de exploatare folosită.

Orice eveniment apărut la una din sondele unite se reflectă asupra întregului grup de sonde. În cazul sondelor de la Ocnele Mari sunt mai multe situaţii de acest fel şi menţionăm cazurile Câmpulor I şi II de Sonde.

Astfel, în Câmpul I s-a produs unirea unui grup de 9 sonde după care una dintre ele a pierdut etanşeitatea. În momentul acela toate sondele din grup au fost oprite în mod fortuit. Încercările făcute pentru depistarea sondei care a pierdut etanşeitatea s-au soldat cu un eşec.

În Câmpul II sondele s-au unit între ele pe aliniamente est-vest de câte trei sonde formând trei aliniamente de sonde unite, după care acestea s-au unit între ele pe înclinarea zăcământului. La un moment dat, una dintre sonde a pierdut etanşeitatea ceea ce a determinat schimbarea tehnologiei de exploatare.

Avaria din 5 martie 1991 a dus la oprirea întregului grup de sonde unite din Câmpul II, iar prăbuşirea suprafeţei din 12 septembrie 2001 s-a repercutat asupra întregului câmp de sonde.

În Câmpul III de sonde există o situaţie deosebită din acest punct de vedere deoarece în afara pierderilor de etanşare arătate mai sus au fost înregistrate şi frecvente uniri de sonde.

Astfel, sonda 401 a pierdut etanşeitatea după care a fost prinsă în raza de dizolvare a sondei 404. Din acestă cauză, împreună cu sonda 411, au fost trecute în rezervă în urma scufundării Câmpului II şi a opririi instalaţiilor comune care deserveau Câmpul II şi zona Ţeica I. Odată cu acestea au fost oprite şi sondele 402 – 405 unite între ele şi aflate într-o fază finală de exploatare.

În zona Ţeica II sondele 406, 407, 409 s-au unit între ele după care s-au unit cu sonda 412. Sonda 410 are complicaţii tehnice. Un număr de 5 sonde au ajuns cu dizolvarea la sabotul coloanelor de ancoraj şi au fost oprite. Deci în zona Ţeica I şi Ţeica II nu mai funcţionează nici o sondă.

În zona Lunca – Goruniş există o situaţie deosebită în privinţa unirii sondelor. Astfel, la 21 martie 1979, sonda 418 s-a unit cu sonda 419 după care la 19 mai 1990 s-a constat unirea sondei 413 cu sonda 419 formând iniţial un grup de 3 sonde unite: 413 – 419 – 418. La data de 18 mai 1991 acest grup s-a unit cu sonda 414 după care la 26 decembrie 1992


este consemnată unirea acestui grup de 4 sonde cu sonda 416. În continuare, în registrul sondei 416, se specifică unirea acesteia cu sonda 420.

În felul acesta s-a format un grup de 6 sonde unite şi anume: 418 – 419 – 413 – 414 – 416 – 420.

Pe de altă parte, în timpul operaţiei de fisurare hidraulică a sondelor 431 – 432 – 433, la data de 3 decembrie 1974 acest grup de sonde s-a unit cu sonda 425, iar la 30 octombrie 1975 s-a unit sonda 422 cu acest grup de 4 sonde. De asemenea la 26 martie 1987, în registrul sondei 423 este consemnată unirea acestei sonde cu sonda 422. În felul acesta s-a creat un grup de alte 6 sonde unite între ele şi anume: grupul sondelor 431 – 432 – 433 – 425 – 422 – 423.

Fenomenul de unire a golurilor de dizolvare nu se opreşte aici astfel că, la 4 februarie 1999, în registrul sondei 420 este consemnată unirea primului grup de 6 sonde cu cel de-al doilea grup de şase sonde formând un grup de 12 sonde.

În felul acesta, în zona Lunca – Goruniş, din totalul de 20 sonde din care 3 experimentale (431 – 432 – 433), 12 sonde sunt unite între ele, 3 sonde au pierdere de etanşeitate (417, 427, 428), o sondă este ţinutâ în rezervă (421), iar sonda 415 nu este amorsată. În mod practic numai trei sonde funcţionează ca sonde individuale.

c). Dizolvări necontrolate pe verticală

Din cauza intercalaţiilor sterile existente în zăcământ se produc desprinderi de roci din tavanul camerelor de dizolvare.

Acestea provoacă înfundări şi ruperi ale coloanelor mobile. Odată cu desprinderea blocurilor se produce şi migrarea fluidului izolant care deplasându-se în sus, în locul volumelor desprinse, dezveleşte porţiuni de sare ce vor fi dizolvate de către apă.

Totodată pentru desfundarea şi întregirea coloanelor avariate, sau în scopuri tehnologice, este necesar să se facă operaţiuni de intervenţie la sonde. În timpul acestor operaţiuni apa dulce pătrunde pe gaura de sondă şi dizolvă din pereţii de sare neprotejaţi ai sondei până la sabotul coloanei de ancoraj. Cu cât numărul de intervenţii este mai mare, cu atât volumul de sare dizolvată din pereţii găurii de sondă este mai mare. Acest volum trebuie să fie înlocuit cu un volum echivalent de fluid izolant. Din cauza penuriei şi a costului ridicat al produselor petroliere, începând de prin 1980, nu s-a mai asigurat fluidul izolant la nivelul cerinţelor procesului tehnologic. Din această cauză pereţii găurii de sondă s-au lărgit treptat până la nivelul coloanelor de ancoraj căpătând forma unui gât de sticlă.

La acest fenomen a condus şi lipsa unui procedeu eficient pentru controlul permanent al nivelului fluidului izolant la tavanul camerelor de dizolvare, sistemul de etanşare al spaţiilor libere dintre coloane, la gura sondei, precum şi lipsa de prevedere în proiectele de


execuţie a unei instalaţii de înlocuire a apei cu saramură înainte de începerea operaţiilor de intervenţie la sonde.

În prezent majoritatea camerelor de dizolvare de la Câmpul III au la partea superioară forma unui gât de sticlă cu excepţia celor care au coloanele de exploatare tubate şi cimentate pe toată grosimea zăcământului.

d). Evenimente legate de fisurarea hidraulică

Cunoscând deficienţele exploatării sării în soluţie cu sonde individuale printre care: gradul redus de recuperare a sării din zăcământ, cheltuieli şi durate mari de amorsare, deficienţe mari legate de construcţia sondei, greutăţi survenite în urma fluidului izolant ca agent de dirijare a dizolvării pe verticală, etc. s-a trecut la experimentarea unor metode noi de exploatare ce presupun unirea mai multor sonde prin fisurare hidraulică şi exploatare alternativă a acestora, prin inversarea circuitelor de apă şi saramură, fără utilizarea fluidului izolant.

Operaţiunea de fisurare hidraulică era cunoscută în schelele de extracţie a petrolului din ţară şi s-a aplicat pentru prima dată la sondele de sare în anul 1973 la grupul de sonde 431 – 432 – 433. Cu acest prilej s-a constatat imposibilitatea controlării direcţiilor de fisurare. Aşa se explică faptul că injectându-se apă prin sonda 433 a ieşit saramură la suprafaţa solului, la distanţă de 1,4 Km de gura sondei în cartierul Slătioarele, lângă casele locuitorilor Smaranda şi Trică ceea ce a condus la poluarea acviferului freatic cu saramură.

Până la realizarea unirii celor trei sonde s-a mai produs un fenomen şi anume: în timp ce se injecta apă prin sonda 431 în loc să se realizeze unirea cu una din sondele 432 sau 433 aceasta s-a realizat cu sonda individuală 425.

S-a constatat că în realizarea fisurării hidraulice un factor important îl are fenomenul de înnisipare al sondelor de reacţie care trebuie bine controlat.

Fisurarea hidraulică s-a aplicat şi la cele 8 sonde din Câmpul IV. �i aici ca şi la sondele 431 – 432 – 433, nu s-au putut controla direcţiile de fisurare şi în consecinţă numai două sonde (472, 466) s-au unit pe un canal ce trece pe sub lucrările miniere vechi. Restul legăturilor dintre sonde sunt oarecum adiacente acestor lucrări.

e). Aspecte legate de controlul activ al dizolvării

Prin proiectare s-a presupus că în urma exploatării sării cu ajutorul sondelor individuale vor rezulta nişte cilindrii aproape perfecţi cu dimensiuni prestabilite. Practica a arătat că din cauza neomogenităţii zăcămintelor există abateri mari de la forma cilindrică şi poziţia spaţială a golurilor de dizolvare faţă de axa sondei. Aceste abateri ar trebui cunoscute în mod permanent spre a se putea face corecturile necesare în procesul de exploatare.


Dar până în prezent, nu s-au găsit metode tehnice care să satisfacă această cerinţă. De aceea s-au adoptat procedee bazate pe principiul ultrasunetelor care permit măsurarea parametrilor golurilor de dizolvare în mod periodic şi poziţionarea lor spaţială pe principiul magnetic.

Exploatarea sării în soluţie de la Ocnele Mari a fost dotată cu astfel de aparate începând cu anul 1979 când majoritatea sodnelor individuale se aflau într-un stadiu avansat al exploatării şi deci nu se mai putea face mare lucru cu privire la dirijarea exploatării pe orizontală care să prevină unirea golurilor de dizolvare.

Din cauza unirii sondelor, posibilitatea efectuării de măsurători cavernometrice a devenit mult mai dificilă astfel că ele au servit în scop de constatare nu de dirijare a dizolvării.

La sondele care au tubate coloanele de exploatare pe toată grosimea zăcământului, măsurătorile cavernometrice oferă numai date informative asupra dimensiunii şi orientării golurilor de dizolvare din cauza coloanelor de oţel şi inelului de ciment din spatele acestora.

În plus, din cauza păpuşării coloanelor, există sonde la care aparatele cavernometrice nu pot fi introduse în golurile de dizolvare (363, 402).

De asemenea la 01.02.2005 mai existau 15 sonde la care nu s-au făcut măsurători cavernometrice.

Nu lipsit de importanţă apare efectul magnetic perturbant al coloanelor întregi scăpate în sondele cu coloane mobile sau al capetelor de burlane căzute în sonde cu ocazia tăierilor de coloane, asupra orientării pe principii magnetice a ecogramelor.


3. CAUZELE PRINCIPALE ALE EVENIMENTELOR PRODUSE ÎN PERIOADA DE EXPLOATARE ŞI ALE ACCIDENTELOR ULTERIOARE

3.1. EFECTELE FENOMENELOR DE DIAPIRISM

Zăcământul de sare de la Ocnele Mari, de formă stratiform – lenticulară este plasat în flancul nordic al anticlinalului Ocnele Mari – Govora. Lentila de sare cu lăţime de cca. 3,5Km, lungime de cca. 7,5Km şi grosime medie de 250 – 300m, este afectată de fenomene evidente de diapirism, care au determinat – vezi harta din anexa 8 şi secţiunile geologice din anexele 10....18:

• Formarea unui anticlinal local de natură diapiră. Grosimea sării creşte spre zona de apex a anticlinalului, iar formaţiunile sterile de deasupra sunt puternic dislocate şi frământate;

• Intensitatea fenomenelor de diapirism este maximă în zona de mijloc a lentilei de sare (în zona de nord a Câmpurilor de Sonde I şi II). Tendinţa de refulare a sării în această zonă a determinat formarea unui sistem de falii care fragmentează formaţiunile sterile în blocuri cu sărituri pe verticală de până la 200 m (vezi secţiunile din anexele. 15, 16 şi 17). După accidentul din 12 septembrie 2001 traseele a trei falii din acest sistem au apărut la suprafaţa morfologică a versantului în partea de vest a craterului de scufundare din Câmpul II;

• Creşterea unghiului de înclinare a limitei sare – steril de la 50 – 350, la 700 – 800 şi modificarea semnificativă a poziţiei spaţiale a acesteia (împingerea acesteia spre sud, adică spre golurile de dizolvare);

Prezenţa blocurilor separate de falii subverticale a favorizat formarea hornului de prăbuşire spre caverna SOCON (din 12 septembrie 2001) şi apariţia albiei de scufundare din partea de nord a Câmpurilor I şi II. De asemenea, extinderea craterului de scufundare spre est şi vest, după 12 septembrie 2001, a fost determinată direct de prezenţa acestui sistem de falii.

3.2. PREZENŢA INTERCALAŢIILOR STERILE

În treimea inferioară a zăcământului se întâlnesc 3 – 4 intercalaţii sterile formate din marne nisipoase cu cuiburi de anhidrit, uneori nisipuri fine sau zone brecioase. Grosimea acestora variază de la 1 – 2m la 25m. Acestea au favorizat dizolvarea în lungul planelor de stratificaţie şi au blocat dezvoltarea golurilor de dizolvare după alte direcţii. Pe de altă parte, în condiţiile unor presiuni mari de lucru (uneori chiar mai mari decât cele necesare), prin intermediul acestor intercalaţii s-a realizat interconectarea golurilor individuale (iniţiale) ale sondelor.


În zona centrală a zăcământului, grosimea cea mai mare o are intercalaţia a treia, socotind de la baza zăcământului în sus. Secţiunile geologice prezentate în anexele 19...27 (pentru câmpul III Lunca), anexele. 28...32 (pentru campul IV) şi anexele 33...43 (pentru câmpurile I, II şi III) demonstrează cu claritate că marea majoritate a golurilor de dizolvare individuale sunt extinse în lungul acestei intercalaţii. Interconectarea iniţială a golurilor s-a făcut tot prin intermediul acesteia. Ca urmare, forma şi dimensiunile camerelor de dizolvare n-au mai respectat condiţiile impuse prin proiectele iniţiale. Pilierii de siguranţă au fost străpunşi în lungul planelor de stratificaţie. S-au creat condiţiile pentru dezvoltarea unor camere de dizolvare de dimensiuni mari.

Formarea cavernei SOCON din Câmpul II este rezultatul unui proces similar, sugerat de secţiunile geologice prezentate în anexele. 39, 40 şi 41:

• Sondele au fost exploatate individual maxim 4 – 5 ani (până în 1968);

• Procesul de unire a golurilor de dizolvare individuale în lungul intercalaţiilor sterile din treimea inferioară a zăcământului (şi în special în lungul celei de-a treia) s-a definitivat în următorii 5 ani (în anul 1978);

• În următorii 13 ani, până în anul 1991, exploatarea s-a făcut „în baterie” şi, în special, „pe grupuri de sonde”. S-au exploatat mai întâi grupe de câte trei sonde aflate pe aliniamentul aproximativ V – E (plasate în lungul direcţiei zăcământului), în ordinea: 364, 365, 367; 362, 363, 366; 369, 367 şi 377, după care s-a introdus apă pe aliniamentul nordic (369, 376, 377) şi se extrăgea saramură din sondele 362, 366 şi 379. Sondele 363, 364, 365 şi 367 erau sonde de tranzit.

Ca urmare a lărgirii şi extinderii suprafeţelor de conexiune dintre golurile individuale (pornindu-se de la intercalaţiile sterile) s-au format goluri de dizolvare tabulare, cu extindere orizontală din ce în ce mai mare. Planşeele acestor camere au început să se macine mecanic, în felii succesive, favorizate de suprafeţele iniţiale de stratificaţie marcate ritmic de intercalaţii subţiri argiloase – nisipoase (în special în jumătatea inferioară a zăcământului). Prin acest proces, golurile de dizolvare au migrat pe verticală spre jumătatea superioară a zăcământului, unde sarea este mai omogenă şi mai compactă.

Măsurătorile cavernometrice efectuate în toamna anului 1993 au evidenţiat faptul că golurile individuale a şase sonde din Câmpul II sunt unite la partea superioară prin intermediul unei caverne comune cu suprafaţa orizonatală de cca. 10,5 ha şi o înălţime de 40 – 60 m, plasată în jumătatea superioară a zăcământului.

3.3. TEHNOLOGIA DE EXLOATARE FOLOSITĂ

Folosirea sistemului de exploatare „în baterie” a determinat:

• Extinderea golului de dizolvare spre nord, în lungul planelor de stratificaţie, până la contactul steril – sare (care, din cauza fenomenelor de diapirism, are înclinare mare


şi este împins spre sud). Apa parţial saturată care venea dinspre sonda 367 putea circula spre sondele din vest numai ocolind prin nord pilierul care o separa de sonda 365. Ca urmare, între sondele 365 şi 377, la cote de 180 – 185 m, s-a format o breşă în pilierul marginal nordic al golului de dizolvare (baza viitorului horn de prăbuşire), înainte de 1991, în perioada de exploatare. Instabilitatea tavanului acestei breşe este accentuată de prezenţa sistemului de falii care afectează formaţiunile sterile.

• Formarea unui canal tabular de legătură între golurile de dizolvare unite ale sondelor 369, 376 şi 377 şi caverna SOCON, ca urmare a circulaţiei apei introduse prin aceste sonde spre sud. În consecinţă, caverna SOCON se continuă spre nord şi nord – vest cu un gol de dizolvare tabular al cărui volum reprezintă cca. 30% din volumul cavernei SOCON. Axul acestui canal coincide cu albia de scufundare înregistrată în această zonă. Sarcinile geologice mari existente în această zonă (vezi anexa 44) şi fragmentarea depozitelor sterile de sistemul de falii de origine diapiră au favorizat scufundările mari înregistrate în această zonă.

• Forma cavernei SOCON şi morfologia tavanului şi vetrei acesteia (vezi anexa 45 şi 46). Este evident efectul circulaţiei apei de la nord spre sud, cu o componentă preferenţială în lungul limitei vestice a cavernei.

Declanşarea şi evoluţia proceselor de dezechilibru din Câmpul II de Sonde ilustrează convingător importanţa deosebită a înţelegerii corecte a condiţiilor geologice şi structurale în proiectarea şi conducerea exploatării zăcămintelor de sare.

3.4. FORMA ŞI DIMENSIUNILE GOLURILOR DE DIZOLVARE

Poziţia spaţială şi geometria zăcământului de sare de la Ocnele Mari sunt exprimate prin hărţile cu izobate la limita steril - sare anexa 5 – construită pe baza a 183 de foraje - şi la limita sare – steril (anexa 6) – construită pe baza a 125 de foraje. Făcând diferenţa cotelor exprimate prin cele două hărţi, a rezultat harta cu izopahite a zăcământului de sare (anexa 7). Se constată că suprafaţa inferioară a zăcământului se afundă relativ uniform spre nord. Suprafaţa superioară păstrează acest aspect numai în jumătatea nordică. În jumătatea sudică – şi în special în zona centrală a lentilei de sare – limita superioară este puternic contorsionată ca urmare fenomenelor de diapirism.

Pe baza măsurătorilor cavernometrice efectuate s-au reprezentat poziţiile spaţiale şi forma golurilor de dizolvare (anexele. 31, 49 şi 50).

Câmpul I (anexa 48) este alcătuit din 10 sonde (351...360) care s-au unit între ele în perioada de exploatare (1960 – 1972) prin intermediul intercalaţiilor sterile din partea inferioară a zăcământului. Singurele măsurători cavernometrice sunt cele efectuate în anul 2004 în sondele 353, 356, 357 şi 360 (vezi secţiunile din anexele 35, 36 şi 41). Se constată că: golul sondei 353 este rambleiat cu material steril, cu toate că planşeul de sare


are o grosime de 30 – 35m; sondele 356 şi 358, respectiv, 357 şi 359 au golurile unite; golul sondei 360 este parţial colmatat.

În sondele 351, 352, 354, 358 şi 359 nu s-au efectuat măsurătorile cavernometrice.

Câmpul II (fig. 30) este alcătuit din 15 sonde care pot fi îmărţite în trei categorii:

o Sonde fără legătură hidraulică cu caverna SOCON (361, 368, 370, 378 şi 381);

o Sonde ale căror goluri de dizolvare, în mare parte rambleiate, sunt unite cu caverna SOCON (362, 376, 377 şi 369).

o Sondele plasate pe caverna SOCON (363, 364, 365, 366, 367 şi 379).

Nu există măsurători cavernometrice pentru sondele 370, 378 şi 381. Sondele 361 şi 368 au fost măsurate în 1997. Pentru o perioadă de 1 – 2 ani apa introdusă prin sonda 370 traversa Câmpul I şi saramura era extrasă din sondele 361 şi 368. De asemenea, în unele perioade sondele 361 şi 368 au funcţionat în baterie, cu ambele sensuri de circulaţie a apei. Situaţia celorlalte goluri de dizolvare din Câmpul II este cunoscută din studiile efectuate anterior – vezi secţiunile geologice din anexele. 37, 38, 39, 40, 41 şi 42.

Câmpul III pentru a putea fi reprezentat în detaliu a fost separat în trei zone: Ţeica 1 şi Ţeica 2 (anexa 48) şi Lunca.

Câmpul Ţeica 1 cuprinde sondele 401, 402, 404, 405 şi 441, din care au fost măsurate numai sondele 401 şi 405 în anul 1997. Sondele din câmpul Ţeica 2 (406, 407, 408, 409, 410 şi 412), au fost măsurate în mai multe etape, ultima campanie fiind cea din 2004 – vezi secţiunile geologice din anexele. 33...43.

Câmpul III Lunca (fig. 15) cuprinde: sonde experimentale în baterie (429 şi 430) – fig. 23 şi 24; sonde experimentale în canal (431, 432 şi 433) – fig. 19 şi 24 şi sonde proiectate să funcţioneze individual – vezi secţiunile geologice din anexele. 19...27.

Menţionăm că golurile de dizolvare ale sondelor individuale sunt unite prin intermediul intercalaţiilor sterile din treimea inferioară a zăcământului în două grupuri de câte 6 sonde, grupul estic (420, 416, 413, 414, 418, 419) fiind conectat cu cel vestic (422, 423, 425, 431, 432, 433) prin intermediul sondei 420.

Sondele 421, 427 şi 428 nu au măsurători cavernometrice.

Câmpul IV (fig. 25) este alcătuit din 8 sonde (466...473) săpate cu scopul valorificării sării imobilizate sub lucrările miniere săpate în regim clasic anterior – vezi secţiunile geologice din anexele 33...36.


3.5. CARACTERIZAREA CALITATIVA A SUBSTANTEI MINERALE UTILE

3.5.1. Compozitia mineralogica

Sarea gema din zacamantul Ocnele Mari se prezinta sub forma unor alternante de bancuri centimetrice de sare alba , sare cenusiu inchisa sau negricioasa.Spre culcusul lentilei apare un banc de sare negricioasa sau neagra cu o grosime de la 5-25 m. avand o duritate mai mare decat sarea alba sau cenusie.

Sarea gema alba sau cenusie este compacta pe alocuri slab cimentata. Sarea de la Ocnele Mari are o structura macrogranulara cu cristale larg dezvoltate , compacte , uneori slab cimentate.

Analizele microscopice efectuate asupra probelor recoltate din forajele de exploatare au pus in evidenta urmatoarele minerale:

* halitul (NaCl) este mineralul predominant al sarii geme de la Ocnele Mari.Apare in proportie medie de 94.50%.Se prezinta sub forma de cristale idiomorfe ,hipidiomorfe sau ca mase granulare xenomorfe.Uneori sarea gema prezinta structuri de sfaramare cu depuneri de minerele argiloase.Incluziunile de minerale argiloase,dau sarii o coloratie cenusie.Pe alocuri sarea gema are o coloratie roza datorita incluziunilor de oxizi ferici.Dimensiunile cristalelor variaza intre 0.1-5 mm.

* anhidritul (CaSO4) este raspandit neuniform in masa rocii.Apare in asociatie cu gipsul , kiseritul si astrakanitul.Uneori anhidritul pigmenteaza roca , aproape uniform cu cuiburi de 1-2 cm. diametru ca in razele bancului de sare neagra cimentata din culcusul lentilei de sare.Anhidritul apare in zacamant in proportie de 1-5% avand dimensiunile cristalelor cuprinse intre 0.02-0.5 mm.

* gipsul (CaSO4*2H2O) apare sub forma de cristale prismatice,aciculare sau tubulare , aglomerate in cuiburi mici cu o dispozitie neuniforma in masa sarii geme.In zacamant se gaseste in proportie de pana 1%.Dimensiunile cristalelor sunt cuprinse intre 0.02-0.3 mm.

* kiseritul (MgSO4*H2O) apare in asociatie cu anhidritul si astrakanitul.Se gaseste in proportie de pana 2,5%.Dimensiunile cristalelor sunt cuprinse intre 0.02-0.3mm.

* schoenitul (K2Mg(SO40*6H2O) se afla in zacamant in proportie de pana la 7% sub forma de granule cu contur neregulat sau agregate granulare in asociatie cu anhidritul , gipsul si kiseritul.

* mineralele argiloase si substante carbunoase impurifica sarea gema si apar in proportie de la urme de pana la 45%.Se prezinta sub forma de pulberi sau agregate fin granulare sau ocupa spatiile dintre cristalele de halit.


* cu totul sporadic in zacamant mai apar si urmatoarele minerale: astrakanitul (Na2SO4 MgSO4 4H2O) , glauberitul (CaNa2/SO4/2) si bischofitul (MgCl2*6H2O) si polihalitul (K2Ca2Mg/SO4/2*2H2O).

3. 5.2. Compozitia chimica

Forajele de cercetare si lucrarile miniere executate au fost probate chimic pe toata lungimea utila.Elementele analizate au fost: NaCl, CaSO4, CaCl2, MgCl2, Fe2O3 si substante insolubile.

Rezultatele analizelor sunt prezentate in anexele documentatiei , in registrul probelor.

Continuturile minime , maxime si medii in componenti utili sunt prezentate in tabelul de mai jos .Pentru sarea gema componentul util este NaCl iar coponentii daunatori sunt CaSO4, CaCl2, MgCl2, Fe2O3 si substantele insolubile.

Tabel

Privind variatia parametrilor calitativi ai sarii geme de la Ocnele Mari

Min max

NaCl % 95.61 98.46

CaSO4 0.42 2.35

Subst.insolubila 0.44 2.91

3. 6. CARACTERISTICILE FIZICO-MECANICE ALE SARII GEME DE LA OCNELE MARI

Zona Ocnita – Ocnele Mari

Din forajele de cercetare executate in diferite etape de cercetare a zacamantului au fost prelevate probe pentru determinarea caracteristicilor fizico-mecanice ale sarii geme si rocilor din acoperisul si culcusul zacamantului , in vederea dimensionarii elementelor de rezistenta ale exploatarii.

Din determinarile efectuate pe carotele de sare au rezultat urmatoarele valori (minime si maxime) ale parametrilor fizico-mecanici:

• greutate specifica aparenta : 1,95-2,11 k/cmc

• umiditate :17,86-26,50 %

• modulul longitudinal Yung: 21*103 - 27 * 103 kgf/cmp

• Unghiul de frecare interna: 18 grd – 69 grd


• Rezistenta la compresiune monoaxiala : 122,8 – 341 daN/cmp.

Proprietatile fizico – mecanice ale zacamantului de sare gema Ocnele Mari si a rocilor din coperis in zona campului I de sonde:

1.Caracteristicile fizico – mecanice ale sarii

• greutatea specifica aparenta – 2.11g/cm3

• modulul dinamic de elasticitate – 180000-225000 kgf/cm2

• rezistenta la compresiune – 326 kgf/cm2

• rezistenta la tractiune – 10-13 kgf/cm2

• unghiul de frecare interna – 300

• coeziunea - cca.40kgf/cm2

• modulul de elasticitate la incarcare – 8000-12000 kgf/cm2

• modulul de elasticitate secant – 7900-9800 kgf/cm2

• modulul de elasticitate la revenire – 17000-21000 kgf/cm2

2.Caracteristicile fizico-mecanice ale rocilor din coperis

• greutatea specifica aparenta – 2 g/cm3

• umiditatea – 26.5 %

• modulul dinamic de elasticitate – 71500 kgf/cm2

• rezistenta la compresiune(valoare informativa ) – 40 kgf/cm2

• rezistenta la tractiune – 6.6 kgf/cm2

• rezistenta la incovoiere – 6.4 kgf/cm2

• unghiul de frecare interna(valoare informativa) – 180

• coeziunea(valoare iformativa ) - cca.9-11 kgf/cm2

• modulul de elasticitate la incarcare – 7000 kgf/cm2

• modulul de deformatie secant – 3200 kgf/cm2

Pentru toate incercarile sensul de solicitare este diagonal in raport cu stratificatia


3.7. CONDITII TEHNICO-ECONOMICE DE EXPLOATARE PREPARARE SI VALORIFICARE

Zacamintul de sare de la Ocnele-Mari are forma unei lentile alungite pe directie E-V, masurind in acest sens c.c.a.7,5 km , iar catre N-S c.c.a. 3,5 km , prezentind o ridicare axiala in zona Ocnitei , cu inclinari spre N.Aceasta ridicare , persistenta in flancul sudic al zacamantului , coincide cu partea nordica a anticlinalului Ocnele Mari-Govora .

In coperisul zacamintului se gasesc depozite formate din argile galbui, predominant marne fin nisipoase , compacte , uneori cu oglinzi de frictiune , iar in apropierea contactului cu sarea si cuiburi de anhidrit

Grosimea depozitelor din coperis variaza intre 20 si 50 m in partea de sud si pina la 700-800 m in partea de nord , odata cu afundarea zacamintului. Grosimile zacamintului de sare sunt variabile ajungind pina la laminari in partea de nord si sud, grosimea maxima atingind 450 m in partea centrala a lentilei .

Sarea din zacamant prezinta o structura macrogranulara cu cristale bine dezvoltate , de culoare alba cenesie sau negricioasa , in functie de aportul impuritatior terigene . Bancurile de sare alba alterneaza cu cele de sare mai inchisa la culoare , iar in partea inferioara a zacamantului apare frecvent un banc de sare neagra cu grosimi de la 5 la 30 m , impuificata cu anhidrit , avand duritatea si compactitatea mai mari decat la restul sarii din zacamant .

Pe baza cartarilor carotelor de sare gema extrase a fost pusa in evidenta o dispozitie pe verticala zonara a sarii : incepand de la acoperisul sarii spre culcusul lentilei au fost determinate macroscopic urmatoarele varietati de sare gema :

- sare gema cu aspect vargat , impurificata , localizata in acoperisul lentilei;

- sare alba cu aspect zaharoid , sticloasa , in zona mediana a zacamantului;

- sare cenusie , puternic impurificata (negricioasa) , localizata in culcusul zacamantului .

Compozitia mineralogica a sarii geme releva urmatoarele proportii ale mineralelor componenete:halitul apare in proportie de 62-94 % cu dimensiuni de 0,02 – 0,5 mm ; gipsul apare in proportie de 1 % si rapandire neuniforma , cu dimensiunile cristalelor de 0.03-0.2 mm ; shonitul se gaseste in proportie de pana la 7 % , iar mineralele argiloase si substantele carbunoase pot ajunge in anumite zone ale zacamantului la 45 % din masa sarii geme .

In zona Cocenesti comparativ cu zona centrala si vestica a zacamantului Ocnele Mari , frecventa intercalatiilor sterile din cuprinsul lentilei de sare gema este mai


redusa.Intercalatiile sterile sunt alcatuite din marne negre , micafere , cu hidrocarburi , fin nisipoase sau compacte .Acestora se asociaza si anhidritul .

Sarea din zacamant avand , valorile parametrilor fizico-mecanici superiori in comparatie cu ale rocilor sterile inconjuratoare , reprezinta principalul element de rezistenta pentru exploatare .

Incercarile de laborator facute de ICEMIN prin metode standard pentru determinarea caracteristicilor fizico-mecanice si elasto-plastice , au condus la obtinerea rezultatelor necesare stabilirii parametrilor utilizati in calculele de proiectare .

Rezistenta la compresiunea monoaxiala a fost stabilta intre 280-326 kgf/cmp , iar rezistenta specifica medie a gruparilor calitative cuprinsa intre 288-354 kgf/cmp , corespunzand valoric rezistentei medii a celorlalte zacaminte din tara .

Rezistentele caracteristice calculate pentru cele trei tipuri de sare gema au valori mari , cuprinse intre 197-274 kgf/cmp.

In cuprinsul lentilei de sare gema sunt interstratificate la diferite adancimi lentile de steril cu grosimi de 0,10-25 m , concentrate in general in partea inferioara a masivului .In procesul exploatarii prin dizolvare a sarii , aceste intercalatii sterile franeaza sau chiar blocheaza dizolvarea in directie perpendiculara pe strat sau o activeaza de-a lungul suprafetei de contact sare –steril .In ceea ce priveste rezistenta si deformabilitatea pilierilor planseelor , aceste intercalatii sterile vor conduce la modificarea lor , prezentand in acelasi timp pericol de alunecare .

3.8. METODE DE EXPLOATARE

Zacamantul de sare gema Ocnele Mari se exploateaza in doua zone astfel :

- zona Ocnita – Ocnele Mari – exploatarea sarii in solutie prin dizolvare , cu sonde ;

- zona Cocensti – exploatare subterana pe cale uscata .

Zona Ocnita –Ocnele Mari

Pentru exploatarea sarii in solutie cu sonde , in literatura de specialitate sunt citate doua mari metode :

- cu dizolvare nedirijata

- cu dizolvare dirijata

Explotarea prin dizolvare nedirijata nu se mai foloseste datorita imposibilitatii asigurarii protectiei suprafetei pe timpul si dupa incheierea exploatarii si a coeficientului de extractie scazut .


Exploatarea prin dizolvare dirijata, utilizata larg in practica actuala, foloseste pentru dirijarea dizolvarii o perna de fluid izolant plasata la tavanul camerei de dizolvare .Dirijarea dizolvarii are loc, in general, de jos in sus. Fluidul izolant folosit este aerul comprimat sau produse petroliere.

Dupa modul in care se realizeaza tehnologia de extractie , exploatarea prin dizolvare dirijata prezinta doua variante de baza:

- cu doua coloane mobile

- cu o singura coloana mobila sau cu o coloana de exploatare cimentata .

Din punct de vedere al exploatarii sondelor si al interrelatiei dintre ele in timpul exploatarii avem urmatoarele situatii :

- exploatare prin dizolvare cinetica in sonde individuale cu ridicari “ in trepte mari “

- exploatare prin dizolvare cinetica cu sonde grupate “in baterie”

Amplasarea sondelor se face in toate cazurile in urma unor dimensionari a pilierilor si planseelor prin metode de mecanica rocilor.

In timp au functionat campurile de sonde I, II si III , incepand din anul 1959 . Actual campurile I si II sunt inchise, functionand in continuare campul III de sonde , iar din anul 1992 a fost dat in exploatare si campul IV de sonde .

Campul III de sonde cuprinde 33 de sonde de exploatare , grupate in perimetrele Teica , Lunca si Nord Lunca .Acestea lucreaza in majoritate ca sonde individuale cu doua coloane mobile , exceptie facand sondele 413, 414 si 418 care au o singura coloana mobila .

Metoda de exploatare cu sonde grupate in baterie se aplica la sondele :

- 429 si 430

- 431, 432 si 433

Campul IV de sonde se compune din 7 sonde amorsate prin fisurare hidraulica si a opta sonda 473 care a fost sapata in anul 1995 si inca nu a intrat in productie .

Sondele din campul IV se exploateaza prin metoda in baterie , doua cate doua 466-472 ; 468-469 ; 470-471 .Sonda 467 este tinuta in rezerva pana la egalizarea tavanului cu a sondelor 468-469 cu care este unita .Sonda 473 va functiona ca sonda individuala .

Controlul dizolvarii se va face prin masuratori cavernometrice.Acestea se vor executa cu prilejul ridicarii sondelor pe noi trepte de dizolvare si ori de cate ori va fi nevoie . La sondele care au coloanele de exploatare 8 5/8" cimentate , se va proceda la indepartarea


acestora din dreptul golurilor de dizolvare , pentru a se putea executa masuratorile cavernometrice.

Pe baza masuratorilor cavernometrice se intocmesc planuri de situatie pe care se trec suprafetele maxime de dizolvare in plan orizontal , care permite sa se traga concluzii cu privire la pilierii de siguranta ai canalelor de legatura si a sigurantei suprafetei.

Productia de sare in solutie se realizeaza prin functionare sondelor din campul III si campul IV .

Necesarul de apa este asigurat de statia de pompe a S.C.OLTCHIM S.A., care poate asigura un debit de 1.000 mc./h.Transportul apei se face pe 2 apeducte cu d = 377,419 mm pana la Copacelu de unde apa este preluata de un apeduct cu d = 508 mm pana in amonte de noua mina de sare . De aici apa se repartizeaza din nou pe cele 3 apeducte .

Apa industriala este depozitata in doua rezervoare din beton situate in incinta Lunca , care asigura o rezerva de 400 mc.de apa . Pomparea apei in sonde se face prin statia de pompe de la cabina nr.3 . Saramura rezultata din campul lll este depozitata in doua rezer-voare care au o capacitate de 4.000 mc . Saramura rezultata din campul IV se expediaza direct la beneficiari . Livrarea se face direct , prin cadere libera , pe doua saleducte cu d = 377 mm.care sunt exploatate si intretinute de personalul sectiei Ocnita .

Produsul "Sare in solutie" nu necesita o preparare suplimentara , aceasta rezultand ca atare din fluxul tehnologic.La livrarea produsului trebuie urmarit permanent ca acesta sa nu ajunga la beneficiar cu impuritati sterile sau substante organice . Receptia cantitativa a saramurei se face pe baza aparatelor de masura cu diafragma , montate atat la furnizor cat si la beneficiar . Pentru receptia calitativa se colecteaza probe medii pe timp de 24 de ore din saleducte , care se analizeaza atat in laboratorul furnizorului cat si in cel al beneficiarului , dupa care se face media aritmetica intre cele doua rezultate.

Conform proiectului in faza unica simbol nr. 34-607/04/1990, intocmit de ICPMCN Cluj Napoca, parametri calitativi ai saramurii livrate sunt :

- NaCl = min.308 g/l

- Produse petroliere = max.13 mg/l

- CaO = max.0.6 g/l

- MgO = max. 0,04 g/l

Pentru protectia suprafetei si a zacamantului au fost stabiliti pe baza parametrilor fizico-mecanici ai sarii si a rocilor din acoperisul zacamantului de sare pilieri de protectie definitivi astfel :


* Pentru protectia localitatilor urbane si rurale situate in perimetrul zacamantului au fost delimitati pilieri de protectie pentru aceste localitati .Delimitarea pilierilor de protectie pentru localitatile din zona zacamantului a fost propusa de IFLGS in anul 1974 si preluata ca atare in documntatiile geologice intocmite pana in prezent .Trasarea pilierilor in adancime s-a facut dupa urmatoarele unghiuri : in steril 45 grade , in util 80 grade .

In prezenta documentatie pilierii pentru protectia localitatilor sunt :

- pilierul de protectie pentru orasul Ocnele Mari si localitatea Buda

- pilierul de protectie pentru localitatile Ocnita-Lunca

- pilierul de protectie pentru localitatea Teius

Acesti pilieri sunt amplasati astfel: pilierul Ocnele Mari – Buda este situat in zona estica a zonei Ocnita -Ocnele Mari, la limita dintre cele doua zone cu rezerve ale zacamantului (zona Cocenesti si zona Ocnita – Ocnele Mari); pilierul pentru localitatile Ocnita-Lunca este in partea centrala a zonei Ocnita –Ocnele Mari ; pilierul pentru localitatea Teius este amplasat in partea vestica a zonei Ocnita-Ocnele Mari.La suprafata acesti pilieri au fost conturati conform planurilor de situatie din documentatiile anterioare. Trasarea in adancime a pilierilor s-a facut conform studiului C 20-104 /1978, intocmit de ICPMSN Cluj Napoca .Conform acestui studiu, trasarea rocilor situate deasupra golurilor subterane se propaga la suprafata dupa un plan care face un anumit unghi cu orizontala si care depinde de mai multi factori dintre care, natura rocilor adancime si volumul golului subteran sunt hotarartoare .Unghiul de rupere dupa care se propaga la suprafata influenta golurilor subterane pentru zacamintele de sare gema conform studiului amintit sunt:

Adancimea acoperisului lentilei de sare gema

Unghiul de rupere

-grade-

In roci sterile In sare gema

Pana la 25 m 30 60

Pana la 35 m 45 60

Peste 35 m 55 60

Prin trasarea pilierilor de protectie pentru localitati pe baza unghiurilor de rupere , acesti pilieri au ca forma corpuri asemanatoare unor trunchiuri de piramida cu baza mare situata in culcusul zacamantului.

* Pentru protectia paraului Sarat si a soselei s-a trasat o berma de protectie de 10 m de o parte si de alta a soselei, repectiv a paraului Sarat. In adancime de la limita exterioara a bermei de protectie s-au trasat dupa unghiurile de rupere in steril si sare


gema planurile care delimiteaza in zacamant pilierul de protectie. Pentru pilierul soselei si paraului Sarat aceste unghiuri sunt de 45 grade in roci sterile si 80 grade in sare gema, conform studiilor IPROMIN Bucuresti .In zacamant forma pilierului de protectie pentru sosea si paraul Sarat are forma unui trunchi de piramida alungit cu baza mare in culcusul zacamantului.

* Pentru protectia zacamantului in acoperisul acestuia a fost trasat pilierul de acoperis. Grosimea pilierului de acoperis este de 50 m, masurata de la contactul roci sterile - sare gema, spre interiorul zacamantului si pe toata suprafata zacamantului .Exceptie face pilerul de acoperis situat deasupra campului II de sonde, unde grosimea acestuia este de 70 m.

* In zona campului IV a fost trasat de IPROMIN pilierul de protectie al Salinei Vechi .Peste 80 % din rezervele din campul IV sunt sub vatra vechii Saline .La suprafata campul IV se suprapune in proportie de 80 % peste conturul pilierului salinei trasat de IPROMIN .

* In zonele marginale ale zacamantului din punctele unde grosimea lentilei de sare gema este sub 50 m pana la limita de efilare a fost delimitat pilierul de protectie marginal pentru zacamant. In zonele marginale pana la acest piler se extinde pilierul de acoperis.

In afara de pilerii proiectati pentru protectia suprafetei si a zacamantului au mai fost delimitati si pilieri tehnologici (pilieri dintre golurile de dizolvare).

4. ESTIMAREA STABILITATII Pentru analiza cantitativă a bolţilor de echilibru, în condiţiile concrete existente la Ocnele Mari, s-a adoptat sistemul de lucru propus de W. Ritter.

În conformitate cu acest sistem de lucru, presiunea care solicită tavanul unui gol subteran este determinată de greutatea prismului de roci existente între bolta Ritter şi bolta reală. Pentru situaţia de echilibru limită, această presiune este compensată de coeziunea rocilor pe suprafaţa celor două bolţi, care se manifestă ca rezistenţă la tracţiune disponibilă (σt ) - anexa 51.

Greutatea prismului de roci existent între axa absciselor (pentru cazul tavanului plan) şi bolta Ritter este dată de [2] prin integrarea ecuaţiei [1] anexa 51.

Condiţia de echilibru limită pentru cazul tavanului plan este: d ≤ 7 u [5]. Dacă deschiderea golului subteran este mai mare, atunci se impune boltirea tavanului.

Greutatea prismului dintre bolta de echilibru şi abscisă este dată de relaţia [6]. Înălţimea de boltire pentru a se atinge starea de echilibru limită, pentru o valoare impusă a lui tavan


σt, rezultă din [8]. Pentru o înălţime impusă a bolţii reale, din [9] se poate calcula σt solicitat pentru echilibru limită.

Nomograma din fig. 65 permite determinarea deschiderii maxime a tavanului plan (d0). Dacă deschiderea reală a unui gol subteran este mai mare decât d0, atunci se impune boltirea tavanului.

Se trece la o nouă etapă de stabilitate. Se determină valoarea parametrului u cu ajutorul graficului din anexa 50. Pentru o dechidere măsurată d, folosind nomograma din anexa 49 rezultă înălţimea bolţii teoretice de echilibru (h). Dacă h > z tavanul nu mai poate atinge o poziţie de echilibru în sare.

Dacă h < z, se continuă analiza prin parcurgerea următoarelor două etape, în cicluri succesive:

� Pentru noua poziţie a bolţii de echilibru se recalculează valorile σ’, z, γa şi u (valori

� medii pe baza calculelor efectuate pe verticale plasate din 3 în 3 m);

� Se calculează o nouă valoare a lui h.

Se continuă calculul iterativ până când diferenţa dintre valorile lui h obţinute în două cicluri succesive devin nesemnificative.

5. DESCRIEREA DETALIATA A ZONEI DE AMPLASARE A FORAJELOR

In urma informatiilor adunate pana in prezent s-a stabilit amplasarea celor doua forjae in zona dezafectata a Campului II de sonde de la Ocnele Mari.

In conformitate cu acasta obtiune s-a trecut la corelarea etapelor de evolutie a Campului II de sonde incepand din faza de executie pana in faza de dezafectare.

Câmpul II de sonde este alcătuit din 15 sonde (361 – 370; 376 - 379 şi 381) care au fost săpate în anii 1966-1967 de către I.F.Râmnicu Vâlcea.

Sondele au fost exploatate:

- individual o perioadă de circa 5 ani (incluzând şi perioda de amorsare) – între anii 1968 şi 1973;

- în următorii 5 ani se definitivează unirea golurilor de dizolare individuale – între anii 1974 şi 1978;


- şi o perioadă de circa 13 ani – până în anul 1991 – exploatarea se face „în baterie” şi

mai ales „pe grupuri de sonde”.

In tabelele urmatoare sunt sintetizate datele tehnice obţinute la săparea celor 15 sonde aferente Câmpului II, precum şi informaţii referitoare la rezervele de sare rămase neexploatate la data de 31.08.1992. Rezervele extractibile s-au calculat pentru o valoare a densităţii sării de 2,1 t/m3, un coeficient de impurităţi de 0,9681 şi un coeficient de rambleu de 0,855.

Tabelul a. – Date tehnice obţinute în urma săpării sondelor

Tabelul b. – Date tehnice obţinute în urma amorsării şi exploatării – 31.08.1992

sonda h (m) etaj la darea in

grosime exploat.

diametru proiectat (m)

total rezervă sare

sare extrasă calculata (t)

sare extrasă dupa

adâncime tavan

înălţime neexploat

pierderi exploatare

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 361 24.28 112.52 90 1243529 957824 939697 130.7 8.84 22.98 362 24.76 123.24 100 1681616 597538 650327 215.72 78.27 64.47 363 19.99 101.8 100 1389066 706827 860957 182.19 46.79 49.11 364 22.8 136.8 100 1866643 1260957 1283091 210.10 - 32.45 365 24.13 171.37 100 2338353 1706871 1734921 138.92 1.1 27.01 366 20.39 95.41 100 1301875 381692 444839 177.51 69.26 70.68 367 27.81 164.39 100 2243110 1764579 1811232 161.82 - 21.33 368 25.64 100.06 100 1365324 780255 780842 138.21 13.99 42.85 369 19.91 139.19 100 1899255 1417398 1468373 326.61 20.21 25.37 370 18.93 177.48 100 2421724 695744 711581 283.88 77.1 71.27 376 15.78 120.92 100 1649960 750256 777374 342.5 34.25 54.53 377 15.96 129.24 100 1763487 1248393 1289835 307.1 24.19 29.21 378 18.56 40.75 100 556036 63434 49274 191.9 49.74 88.59 379 13.01 34.49 80 301195 245637 318633 113.6 - 18.45 381 18.91 179.09 70 1197254 525765 580483 206.54 2.09 56.09

TOTAL 23218427 13100172 13656384 43.57

sonda

(nr.)

cota-teren

(m)

ad-finală

(m)

adancimea (m) ad. coloana ancoraj (m)

ad. oglinda dop ciment (m)

Grosime totală steril (m)

Grosime utilă sare

steril/sare sare/steril

361 306.14 279.43 50.43 268.43 121.43 263.43 15.5 199.5 362 312.49 312.45 66.45 299.45 137.45 294.45 13 220 363 310.69 299.39 51.39 274.39 135.4 266.89 13.2 209.8 364 335.19 418.1 144.1 382.1 210.1 377.1 9.8 228.2 365 321.56 366 67.82 346.82 137.82 343.82 10.5 268.5 366 297.63 253.25 44.25 236.25 108.25 231.25 10.4 181.6 367 326.36 383.82 92.82 365.82 161.82 360.82 10.7 262.3 368 305.37 274.22 54.22 260.22 124.22 255.22 7.9 198.1 369 360.59 498 242.6 479.6 306.4 483 11.1 225.9 370 322.04 433.89 146.89 416.89 206.78 411.89 11.3 258.7 376 358.63 484.25 224.9 456.9 308.25 451.25 9.5 228.5 377 347.4 464.91 211.91 441.91 282.91 436.91 12.2 217.8 378 298.05 277.47 44.47 212.47 142.16 209.47 10 158 379 288.67 197.6 43.6 167.6 113.6 163.6 4 120 381 343.85 423.45 153.45 415.45 204.45 410.45 11.5 267,5


Sondele de exploatare din Câmpul II pot fi împărţite în 3 categorii:

o sonde fără legătură hidraulică cu caverna SOCON (361, 368, 370, 378 şi 381) însumează 3.023.022 t, adică 23% din totalul sării exploatate. Volumul golului corespunzător rezultat în urma exploatării este Vg=1.730.319 m3.

Sonda 361 a funcţionat în baterie cu sonda 368 până în anul 1993 când a fost oprită definitiv. Masurători cavernometrice s-au efectuat în aprilie 1997 şi în anul 2006 (ianuarie şi noiembrie). Volumul golului de dizolvare rezultat din măsurători în anul 1997 era de 650.000m3; în timp ce la măsurătorile efectuate în anul 2006 se constată o micşorare a acestuia la 600.000m3. Evoluţia din punct de vedere a formei şi dimensiunii golului sondei 361 se poate observa în anexele 52 si 53.

Sonda 368 are masurători cavernometrice efectuate în aprilie 1997 şi în anul 2006 (ianuarie şi noiembrie). Volumul golului de dizolvare rezultat din măsurători în anul 1997 era de 400.000m3; în timp ce la măsurătorile efectuate în anul 2006 se constată o micşorare a acestuia la 350.000m3. În perioada 1997 – 2006 nu sunt modificări importante în morfologia golului sondei 368 (anexa 52 şi secţiunea 4 din anexa 54.).

Între sondele 361 şi 368 şi golul comun al celor 6 sonde (352, 354, 355, 356, 358 şi 360) din Câmpul I (vezi anexa 52), înca există pilieri de siguranţă subţiri, subminaţi de canale de legătură ce nu au fost puse în evidenţă decât parţial, colmatate probabil cu material steril, sau plasate la adâncimi mai mari.

Sonda 370 are masurători cavernometrice efectuate în anul 2006 (aprilie şi noiembrie). Volumul golului de dizolvare măsurat este de 240.000m3, mai mic decât cel estimat, pe baza datelor de exploatare, de până la 350.000m3. Legatura sondei 370 cu Câmpul I s-a facut pe directia sud sud-est, prin intermediul golului sondei 351 (pentru care, nu dispunem de măsurători cavernometrice). Pentru vizualizarea golului sondei 370 în urma măsurătorilor efectuate în aprilie 2006 s-a realizat secţiunea din figura V.1.4. (secţiune prin Câmpul I şi zona de legătură cu sonda 370). La măsurătorile efectuate în noiembrie 2006 nu se observă modificări esenţiale în raport cu măsurătorile efectuate în aprilie 2006, în afară de faptul că, în camera sondei 370, se constată desprinderea unor blocuri de dimensiuni relativ mici, din tavan (din zona centrală a camerei) care s-au depus pe vatra cavernei. Tavanul s-a săltat pe verticală în această zonă cu circa 3-5m, fără a ridica probleme de stabilitate a golului de dizolvare.

Sonda 378 nu a fost exploatată, datorită pierderii etanşeităţii camerei de dizolvare în timpul amorsării sondei.

Sonda 381 s-au realizat măsuratori cavernometrice în anul 2006 (ianuarie şi noiembrie). Volumul golului de dizolvare măsurat este de 200.000m3, mai mic decât cel estimat, pe baza datelor de exploatare de până la 300.000m3. Sonda 381 are o grosime a planşeului de 60m şi o grosime a depozitelor sterile de deasupra de circa 150m. Plasarea


sondei 381 între Câmpul I şi caverna SOCON, în vecinatatea albiei de scufundare care afectează partea de nord a Câmpului II, duce la înrăutăţirea condiţiilor de stabilitate. Între cele două campanii de măsurători evoluţia formei şi dimensiunilor golului sondei 381 nu este semnificativă (vezi secţiunea 4 din anexa 54).

o sonde ale căror goluri de dizolvare, în mare parte rambleiate, sunt unite cu caverna SOCON (376, 377 şi 369) însumează 3.416.047 t, adică 26% din totalul sării exploatate (Vg=1.955.270 m3).

Pentru sondele 369, 376 şi 377, măsurătorile cavernometrice n-au putut înregistra canalele de legătură a acestora cu caverna SOCON, deoarece în 1993 erau rambleate cu material steril surpat din tavanul breşei existente în pilierul marginal al cavernei SOCON (care, prin evoluţie spre suprafaţă, a determinat formarea hornului de prabuşire din 12 septembrie 2001). Ca urmare a circulaţiei apei introduse prin aceste trei sonde spre sud (spre caverna SOCON), pe o perioadă de cel puţin 10 ani, s-a format un canal de legatură între golurile de dizolvare unite ale acestora şi caverna SOCON (prin zona sondei 364) – vezi anexa 55.

Sonda 376 – măsurători cavernometrice efectuate în anul 1993. La această sondă nu există înregistrări cavernometrice pe intervalul 390 - 435 m şi nici pe ultimii 30 m. La data de 20.03.1974 s-a constatat unirea cu sonda 377, aceasta având tavanul camerei de dizolvare mai jos cu 27,78 m. Înălţimea etajului la unire era de 55,87m. La data de 24.01.1976 s-a început exploatarea sondei în baterie cu 377. Pe intervalele pe care s-au executat rezultatele măsurătorilor sunt neconcludente.

Sonda 377 – măsurători cavernometrice efectuate în anul 1993. Este printre puţinele sondele care are înregistrări cavernometrice pe aproape toată înălţimea golului de dizolvare. Pe baza înregistrărilor se poate constata că: diametrele determinate pe baza măsurătorilor cavernometrice reprezintă mai puţin de jumătate din diametrul calculat pe baza datelor de producţie, camera de dizolvare are un planşeu intermediar în dreptul ultimei intercalaţii sterile, canalele de legătură cu sondele vecine s-au realizat în zona intercalaţiilor sterile şi nu au avansat în acelaşi ritm cu tavanul camerei de dizolvare, măsurătorile repetate indică o creştere a zonei de colmatare în partea inferioară a camerei de dizolvare de 0,7-4,3 m/an.

Sonda 369 – măsurători cavernometrice efectuate în anii 1993, 1997 şi 2006. Măsurătorile cavernometrice executate nu cuprind intervalul 385-450 m adâncime, electroda oprindu-se la 385 m. Acest lucru indică probabil prezenţa unui tavan intermediar în dreptul ultimei intercalaţii sterile. La măsurătoare executată în 14.05.1990 s-a înregistrat un diametru maxim al camerei de dizolvare, la partea superioară a acesteia, de 62 m, din nou mult sub diametrul mediu rezultat din datele de producţie de 94.36 m. La data de 15.10.1978 s-a constatat unirea sondei cu grupul celor 9 sonde deja unite. În continuare


saramura aferentă dizolvării sondei 369 a fost extrasă prin aliniamentul sudic format de sondele 379, 366 şi 362.

În urma măsurătorilor efectuate în anul 2006 se constată că golul de dizolvare al sondei 369 a fost rembleeat mai mult de jumătate cu material steril intrat în gol pe la partea de jos a acestuia.

Pentru vizualizarea golurilor de dizolvare a sondelor 369, 376 şi 377 la momentele când au fost efectuate măsurători cavernometrice, s-au construit secţiunea 4 prezentata în anexa 54.

o sonde plasate pe caverna SOCON (363, 364, 365, 366, 367 şi 379) şi sonda 362, poziţionată la vest de 363, însumează 6.664.101 t, adică 51% din totalul sării exploatate (Vg=3.814.430 m3). Măsurătorile cavernometrice executate în anul 1997 din 362, cumulate cu cele obţinute în noiembrie 2001 din 363 pun în evidenţă parţial canalul de legătură existent între 362 şi caverna SOCON.

Sonda 362 – are măsurători cavernometrice în perioada de amorsare (1969), când pe intervalul 267-286 m adâncime, a fost pus în evidenţă un diametru mediu de circa 40 m. La 24 septembrie 1976 se constată unirea cu sonda 363, sonda 362 având etajul la acea dată de 68,41m.

Sonda 363 – a fost măsurată cavernometric pe intervalul 260-235 m adâncime, din partea inferioară a camerei de dizolvare. Ecogramele înregistrate pun în evidenţă o dizolvare pronunţată spre V (sonda 362), până la circa 90 m distanţă de axul sondei.

La data de 10.02.1975 s-a unit cu sonda 366, etajul având înălţimea de 65,08 m, iar în 24.09.1976 se uneşte şi cu sonda 362. Sonda a fost avariată prin spargerea coloanei de ancoraj la adâncimea de 27m, la data de 17.12.1980 şi ieşirea motorinei în beciul sondei, în păpurişul din partea de E şi împrejurul sondei pe un arc de cerc cu raza de 50m. Debitul fluidului izolant la suprafaţă a atins 15m3/h. Lichidarea avariei s-a făcut prin plasarea unui dop de ciment sub spărtura coloanei şi blocarea zonei de pierdere a etanşeităţii prin injecţii de urelit şi lapte de ciment.

Sonda 364 – are măsurători cavernometrice efectuate la timpii:

- 20.09.1969 – de către specialiştii ruşi pe intervalul 351-365 m adâncime.

- 15-16.05.1986 – cu aparatul polonez pe intervalul de adâncime 262-365 m. Pe ecograme se constată existenţa unui canal de legătură înspre E (spre sonda 365), sub 310 m adâncime, a unui canal spre SSE (spre sonda 363), la adâncimea de 295 m şi a unui canal de legătură spre N (spre sonda 376) la adâncimea de 290 m. Raza maximă a camerei de dizolvare nu depăşeşte 50 m, iar de la 285 m adâncime în sus diametrul nu depăşeşte 35 m.


- 17.09.1988, după terminarea rezervei, respectiv 11.04.1990 şi 09.08.1990 când s-au făcut măsurători pe intervalul 210,1-283 m adâncime.

După avaria din 05.03.1991 s-au efectuat măsurători de control pe intervalul 210-240 m, electroda de carotaj n-a mai putut atinge talpa determinată anterior.

Sonda 365 – nu are măsurători cavernometrice pe intervalul de adâncime 270-315 m, unde s-a produs unirea camerei de dizolvare cu a sondelor vecine, respectiv 364 şi 367 şi posibil câte o sondă amplasată pe aliniamentul nordic şi sudic. Din datele furnizate de măsurători rezultă:

- existenţa unui tavan intermediar în dreptul ultimei intercalaţii sterile (269,62-275,22 m),

- rămânerea canelelor de legătură cu sondele vecine la partea inferioară a camerei de dizolvare într-o zonă cu saramură concentrată,

- diametrul camerei nu depăşeşte 30 m pe ultimii 70 m ai camerei de dizolvare, ceea ce corelat cu datele de producţie conduce la ideea că o cantitate importantă de sare a fost dizolvată pe canalele de legătură şi din camerele de dizolvare din partea de sud.

Sonda 366 – are executate două măsurători cavernometrice, una în perioada de amorsare (1969) şi una după avaria din 05.03.1991. Această ultimă măsurătoare pune în evidenţă dizolvări necontrolate deasupra tavanului cunoscut ca fiind la 177,51m, până la sabotul coloanei de ancoraj fixat la 108,25m. Sarea din acest interval ar fi putut fi dizolvată de apa provenită de la sonde vecine, în timpul în care sonda a fost folosită ca şi sondă de reacţie sau dizolvarea s-a produs în timpul exploatării ca urmare a ruperii coloanelor mobile (pusă în evidenţă cu ocazia detubării) şi rămânerii intervalului 160 - 216 m nedizolvat.

Sonda 367 – măsurătorile cavernometrice cuprind toată camera de dizolvare. Diametrele înregistrate sunt în general mai mici decât cele calculate corespunzător datelor de producţie. Acest lucru se poate datora pe de o parte etalonării necorespunzătoare a aparatului de măsură sau dizolvării sării din alte zone şi de pe canalele de legătură de către apa introdusă prin sonda 367. Menţionăm în acest sens că cea mai mare perioadă a exploatării (din 15.10.1978 odată cu unirea a 9 sonde din grupul de 10), extragerea saramurii aferentă sondei 367, se făcea prin sondele sudice 379, 366 şi 362, conectate direct la saleduct.

Sonda 379 – încercările de măsurători cavernometrice făcute înaintea avariei din 05.03.1991 sunt neconcludente, saramura din sondă afându-se într-o continuă mişcare. După avarie, până în aprilie 2005, nu s-au mai făcut măsurători, sonda afându-se sub presiune şi neputând fi detubată. Menţionăm că la unirea sondei 379 cu grupul sondelor de mai la nord, ea avea rezerva de sare aferentă epuizată. Prin exploatarea în grup cu evacuarea saramurii prin sondele sudice şi folosirea sondei 379 ca sondă de reacţie o


bună parte din pilierul de siguranţă din tavan va fi dizolvat, aşa cum se va constata la măsurătorile efectuate după anul 1993 de către firma germană Socon.

Formarea cavernei SOCON din Câmpul II este rezultatul unui proces similar, sugerat de secţiunile geologice prezentate în anexele 56 si 57.

• Sondele au fost exploatate individual maxim 4 – 5 ani (până în 1968);

• Procesul de unire a golurilor de dizolvare individuale în lungul intercalaţiilor sterile din treimea inferioară a zăcământului (şi în special în lungul celei de-a treia) s-a definitivat în următorii 5 ani (în anul 1978);

• În următorii 13 ani, până în anul 1991, exploatarea s-a făcut „în baterie” şi, în special, „pe grupuri de sonde”. S-au exploatat mai întâi grupe de câte trei sonde aflate pe aliniamentul aproximativ V – E (plasate în lungul direcţiei zăcământului), în ordinea: 364, 365, 367; 362, 363, 366; 369, 367 şi 377, după care s-a introdus apă pe aliniamentul nordic (369, 376, 377) şi se extrăgea saramură din sondele 362, 366 şi 379. Sondele 363, 364, 365 şi 367 erau sonde de tranzit.

Ca urmare a lărgirii şi extinderii suprafeţelor de conexiune dintre golurile individuale (pornindu-se de la intercalaţiile sterile) s-au format goluri de dizolvare tabulare, cu extindere orizontală din ce în ce mai mare. Planşeele acestor camere au început să se macine mecanic, în felii succesive, favorizate de suprafeţele iniţiale de stratificaţie marcate ritmic de intercalaţii subţiri argiloase – nisipoase (în special în jumătatea inferioară a zăcământului). Prin acest proces, golurile de dizolvare au migrat pe verticală spre jumătatea superioară a zăcământului, unde sarea este mai omogenă şi mai compactă.

Măsurătorile cavernometrice efectuate în toamna anului 1993 au evidenţiat faptul că golurile individuale a şase sonde din Câmpul II (sondele 363, 364, 365, 366, 367 şi 379) sunt unite la partea superioară prin intermediul unei caverne comune şi sonda 362 unită printr-un canal de legătură plasat la vest de caverna SOCON. În fapt, numele „caverna SOCON” a fost atribuit (în septembrie 1993) golului comun format de camerele de dizolvare ale sondelor 363, 364, 365, 366, 367 şi 379 – anexa 58. , după numele firmei germane care a executat măsurătorile.

În urma celor amintite, reţinem ca idee ce va fi reluată ulterior, valorile volumelor golurilor subterane rezultate în urma exploatării, ca fiind Vg=3.814.430 m3 aferent sondelor cavernei Socon plus sonda 362 (7 sonde), respectiv Vg=1.955.270 m3 aferent celor 3 sonde din nordul cavernei Socon.

În septembrie 1993 - s-a calculat volumul golului comun al sondelor 363, 364, 365, 366, 367 şi 379 (caverna SOCON), interceptat simultan de 3 sonde (364, 365 şi 367) ca fiind 3.817.129m3, respectiv 4.240.249m3 interceptat de 4 sonde (364, 365, 366 şi 367).


Suprafaţa golului interceptat de cele 4 sonde în septembrie 1993 era de 100.000 m2 adică 10 ha (1ha = 10.000 m2).

Măsurătorile efectuate au pus în evidenţă un canal de unire între sondele 376 şi 377, precum şi între 376 şi 364, fără a putea fi însă urmărit pe toată lungimea. Camera de dizolvare a sondei 367 este separată de restul cavernei SOCON, prin intermediul unui pilier subţire. Este pusă totuşi în evidenţă, la partea superioară a camerei de dizolvare a sondei 367, o legătură cu camera sondei 364. Există posibilitatea ca acestă legătură să fie bine dezvoltată spre nord, fără ca una din cele 3 sonde (364, 365 sau 367) să aibe posibilitatea geometrică de a o intercepta. Se mai remarcă faptul că golul camerei de dizolvare al sondei 376 este aproape în întregime rambleat cu material. În caverna SOCON este pusă în evidenţă, pentru prima dată, lipsa pilierilor de siguranţă intercamerali dintre sondele 363-365-366-379.

Lipsa pilierilor intercamerali, duce la suprapunerea pe spaţii mari a golurilor înregistrate separat de sonde, astfel încât însumarea directă a volumelor acestora nu conduce la rezultate corecte. Volumul de circa 4.240.249m3 pentru caverna SOCON, obţinut prin considerarea datelor obţinute din înregistrările simultane în 4 sonde este probabil cel mai aproape de realitate. Pentru acelaşi gol dacă nu se folosesc şi înregistrările din 366 se obţine un volum de numai 3.817.129m3. Din păcate sonda 366 nu are înregistrări ulterioare anului 1993. Prin analogie cu cele arătate, existenţa înregistrărilor şi în sondele 363 şi 379 ar fi dus foarte probabil la determinarea unui volum mai mare pentru caverna SOCON. Reţinem deci valoarea 4.240.249m3, ca fiind volumul minim al cavernei SOCON în septembrie 1993.

În aprilie – mai 1997 - s-a calculat volumul golului comun al sondelor 363, 364, 365, 366, 367 şi 379 (caverna SOCON), interceptat simultan de 3 sonde (364, 365 şi 367) ca fiind 3.418.357m3. În 1997 aprilie – mai suprafaţa cavernei Socon interceptată de cele 3 sonde era de 86.000 m2 adică 8,6 ha (1ha = 10.000 m2).

Este înregistrată camera de dizolvare a sondei 362, fără a se putea urmări canalul de legătură cu caverna SOCON. Camera sondei 367 este în continuare bine individualizată faţă de restul cavernei, cu toate că pilierul intercameral s-a subţiat. Existenţa unei limite mai la nord decât cea înregistrată, se află în continuare în imposibilitate geometrică de a fi pusă în evidenţă de una dintre sondele 364, 365 sau 367. Este rambleată parţial cu material vatra treimii nordice a cavernei, în special colţul nord-vestic.

În Mai 2001 - s-a calculat volumul golului comun al sondelor 363, 364, 365, 366, 367 şi 379 (caverna SOCON), interceptat simultan de 3 sonde (364, 365 şi 367) ca fiind 3.700.216m3. Suprafaţa golului comun al sondelor 363, 364, 365, 366, 367 şi 379 interceptat doar de 3 sonde (364, 365 şi 367) era de 85.000 m2 adică 8,5 ha (1ha = 10.000 m2).


Este parţial distrusă “bariera” de sare dintre sonda 365 şi 367, precum şi pilierul marginal de la nord de 365, sonda interceptând o limită a golului situată mai la nord decât în înregistrările anterioare. Se continuă rambleerea cu material a treimii nordice.

În Noiembrie 2001 (după accidentul din 12 septembrie 2001) s-a calculat volumul golului interceptat din sonda 363, acesta având valoarea de 2.962.463m3 iar suprafaţa acestuia era de 91.000 m2 adică 9,1 ha (1ha = 10.000 m2).

Se constată modificarea nesemnificativă a limitei nordice a cavernei, deşi a pătruns în cavernă un volum important de material steril.

În Februarie 2002 (după accidentul din 12 septembrie 2001) s-a calculat volumul golului interceptat din sonda 363, acesta având valoarea de 2.497.207m3. Suprafaţa golului interceptat de sonda 363 după accidentul din septembrie 2001 era de 71.000 m2 adică 7,1 ha (1ha = 10.000 m2).

Se reduce mult suprafaţa înregistrată a cavernei datorită obturării zonei nord-estice cu material steril, intrat pe la nord de sonda 365.

În Aprilie 2005 (după accidentul din Iulie 2004) s-a calculat volumul golului interceptat din sonda 379, acesta având valoarea de 1.141.939 m3 cu o suprafaţă de 42.000 m2 adică 4,2 ha (1ha = 10.000 m2).

În Iulie 2005 (după accidentul din Iulie 2004) s-a calculat volumul golului interceptat din sonda 379, acesta având valoarea de 1.196.723 m3 cu o suprafaţă de 43.000 m2 adică 4,3 ha (1ha = 10.000 m2).

În principiu, ar trebui ca extinderea maximă a cavernei în proiecţie orizontală să se fi înregistrată în momentul opririi exploatării în Câmpul II (în anul 1991). Această imagine nu este cunoscută. Dispunem însă de imaginea cavernei în septembrie 1993 cu un grad ridicat de certitudine deoarece cumulează rezultatele măsurătorilor cavernometrice efectuate din patru sonde (364, 365, 366 şi 367) care “văd” relativ corect întregul ansamblu al golului de dizolvare, cu excepţia limitei nordice şi vestice (vezi anexa 59).

Limita nordică reală a cavernei era parţial mascată de depozitele sterile penetrate anterior momentului septembrie 1993. Existenţa unei zone de colmatare pe limita nordică a cavernei este confirmată şi de poziţa limitei nordice amplasată mai la sud în 1997 comparativ cu 1993. Limita central vestică poate fi „văzută” mai corect din sonda 363.

Limita nordică migrează spre sud între anii 1993-1997, ca efect al colmatării cu depozite sterile, după care în martie 2001 (vezi anexa 59) înregistrează o poziţie mai nordică decât în 1993, ca urmare a distrugerii pilierului de sare din nordul sondei 365 şi posibilităţilor spaţiale ale sondei de a vizualiza zona. Limita estică practic nu se modifică în perioada 1993 -1997, după care migrează spre vest până în martie 2001 (vezi figura vezi anexa 59). Limita sudică şi vestică nu suferă modificări esenţiale în perioada 1993 – martie 2001


(vezi anexa 59). În perioada 1993 – 1997 la tavanul cavernei se înregistrează mici schimbări de la cote situate între 90 m şi 230 m în 1993 (vezi anexa 58), la cote situate între 100 m şi 220 m în 1997. Aceeaşi situaţie se constată la evoluţia vetrei cavernei de la valori ale cotelor între 70 m şi 200 m în 1993, la valori între 85 m şi 195 m în 1997.

Măsurătorile cavernometrice efectuate din 363 în noiembrie 2001 şi februarie 2002, indică o migrare a conturului cavernei spre vest şi sud şi o reducere a extinderii spre est (vezi anexa 59). Se remarcă faptul că în măsurătorile anterioare sonda 363 n-a mai fost folosită. Rezultă că, conturul vestic din noiembrie 2001 şi februarie 2002 este mai aproape de cel real (având în vedere poziţia sondei 363), conturul estic mai sigur este cel determinat în 1993 (din 366), iar toate măsurătorile care privesc treimea sudică a cavernei pot fi afectate de erori. Între noiembrie 2001 şi februarie 2002 valorile cotelor tavanului cavernei oscilează între 115 m şi 215 m (noiembrie 2001) şi între 105 m şi 220 m (februarie 2002); în timp ce vatra variază de la cote de 105 m şi 195 m în noiembrie 2001 la cote de 100 m şi 185 m în februarie 2002.

Faţă de martie 2001 în noiembrie 2001, limita nordică a cavernei nu suferă modificări esenţiale, ci doar o migrare spre sud a porţiunii centrale, ceea ce sugerează că tavanul era rupt cel mult la nord de această limită. În februarie 2002, se înregistrează o închidere totală a zonei nord-estice (zona sondei 367), probabil ca urmare a coborârii tavanului rămas în consolă şi penetrării sterilului dinspre nord, ceea ce a dus la blocarea posibilităţii geometrice de a realiza înregistrări dinspre sonda 363 (vezi anexa 59).

Măsurătorile efectuate în anul 2005, lunile aprilie şi iulie, evidenţiază un contur al cavernei mult redus în partea nordică, estică şi vestică faţă de înregistrarea anterioară, ca urmare a pătrunderii masive a materialului steril dinspre nord, odată cu accidentul din iulie 2004 (vezi anexa 59). În partea sud-vestică, este pus în evidenţă un contur al cavernei exterior celui înregistrat la momente anterioare. Acest lucru se datorează poziţiei din care s-a efectuat măsurătoarea, sonda 379 fiind situată mai la sud decât celelalte sonde din care s-au realizat măsurători, şi înregistrând o poziţie mai aproape de realitate a cavernei. La măsurătorile cavernometrice efectuate în iulie 2005 tavanul cavernei (vezi anexa 60) este situat la valori ale cotelor între 162 m şi 224 m în schimb ce vatra (vezi anexa 61) variază între valori de 155 m şi 210 m.

În Câmpul II de sonde exploatarea s-a oprit în urma avariei din 5 martie 1991.

În Câmpul II de sonde până la data de 5 martie 1991 s-a realizat un procent de recuperare a rezervelor extractibile de 57,9% (13.692 mii t de sare extrasă).

La 5 martie 1991 se introducea apă dulce prin sondele de pe aliniamentul nordic (369-376-377) şi se extragea saramura prin sondele 379, 366 şi 362.

În ziua de 05.03.1991 în jurul orelor 0.30-0.45, locuitorii din zona Câmpului II de Sonde şi personalul de serviciu din incinta acestui câmp au simţit unele vibraţii ale solului


asemănătoare unui cutremur de pământ de intensitate mică. De asemenea, au fost auzite unele zgomote în direcţia sondelor 379 - 366.

În urma vibraţiilor solului s-a creat o adevarată panică în rândul locuitorilor care au presupus că există riscul de prăbuşire a suprafeţei. Presupunerea a fost întărită de apariţia unei spărturi pe conducta de motorină a sondei 379 în spatele atelierului de lăcătuşerie. Apariţia spărturii s-a datorat creşterii bruşte a presiunii pe conducta de fluid izolant menţionată.

La scurt timp după producerea fenomenelor de mai sus, Uzina de sodă Govora a semnalat prezenţa motorinei pe saleduct şi intrarea acesteia în rezervoarele de saramură brută pe care le deţinea. La controlul efectuat s-a constatat că motorina provenea de la sonda 379. Aceasta se folosea pentru extragerea saramurii şi pentru a preveni amestecul cu motorină, s-a prelungit coloana 8⅝" (pe care se extragea saramura) cu 26 m sub tavanul camerei de dizolvare. În timpul avariei prin ruperea acestei coloane de către blocurile de sare căzute din tavan, sabotul coloanei a intrat în zona acumulărilor de motorină care au fost injectate pe saleduct datorită presiunii existente în sondă.

Controlul vizual efectuat la suprafaţa solului nu a semnalat nici un fenomen specific proceselor de scufundare a suprafeţei.

La data de 12 septembrie 2001, la ora 1900, fără semnale prealabile, a crescut debitul evacuat din sonda 365 şi a început să debiteze saramură şi sonda 367 (care, până atunci, avea nivelul de fluid la minim 5m adâncime faţă de flanşă). În primele 2 ore debitul nu a depăşit 1 m3/min.

La ora 2100, s-au auzit zgomote în direcţia sondei 377, inclusiv zgomote caracteristice unor căderi de blocuri şi bolovani în apă. La sud de sonda 377 a apărut o pâlnie de prăbuşire cu un diametru de până la 10m, în care nivelul de saramură se afla sub nivelul terenului. În jurul orei 100, în data de 13 septembrie, fenomenele de prăbuşire s-au intensificat, iar dimensiunile „craterului” s-au mărit continuu. Avansarea liniei de rupere către sud, unde relieful era mai coborât, a determinat refularea saramurii pe suprafaţa versantului. Debitul evacuat a crescut mult în următoarele ore, atingând valori de maxim 17 m3/s în jurul orei 300. Debite mai mari de 10m3/s s-au înregistrat timp de circa 6 ore (între orele 100 şi 700). După 12 ore debitul evacuat era de 4-5 m3/s, iar după 24 de ore 0,4-0,5 m3/s.

După apariţia „craterului ruptural”, de prăbuşire, în lac au pătruns cantităţi mari de material din cauza instabilităţii taluzelor. Fenomenele de retaluzare naturală au fost active în prima zi, în special pe direcţia est-vest. Perioadele de activare au alternat cu scurte perioade de acalmie.

În dimineaţa zilei de 13.09.2001 s-a constatat apariţia unui „crater” (vezi foto I) de formă cvasi-eliptică având axele de circa 190m (E-V) şi 160m (N-S), care cuprindea un lac cu


dimensiunile: circa 170m (E-V) şi circa 150m (N-S). Cota oglinzii lacului a fost estimată la 310,5m. Unghiurile versanţilor au fost mai mari de 700, cu excepţia unei zone înguste din malul estic. În partea de est a versantului nordic desprinderea s-a făcut pe un plan de falie.

Încă din prima zi a apărut un sistem de fisuri concentrice cu pâlnia de scufundare, dispuse până la o distanţă de circa 60m spre est şi vest. De asemenea la circa 60m nord faţă de sonda 364 a apărut o falie orientată aproximativ est-vest, ce pare să fie o continuare a planului de alunecare de pe partea nord – estică a hornului de scufundare. După apariţia faliei compartimentul sudic a început să coboare, în noiembrie 2002 săritura verticală fiind de circa 0,6m.

O cauză a accidentului din 12 septembrie 2001 a fost folosirea sistemului de exploatare „în baterie” care a determinat:

• Extinderea golului de dizolvare spre nord, în lungul planelor de stratificaţie, până la contactul steril – sare (care, din cauza fenomenelor de diapirism, are înclinare mare şi este împins spre sud). Apa parţial saturată care venea dinspre sonda 367 putea circula spre sondele din vest numai ocolind prin nord pilierul care o separa de sonda 365. Ca urmare, între sondele 365 şi 377, la cote de 180 – 185 m, s-a format o breşă în pilierul marginal nordic al golului de dizolvare (baza viitorului horn de prăbuşire), înainte de 1991, în perioada de exploatare. Instabilitatea tavanului

FOTO I. - CÂMPUL II DE SONDE – PÂLNIE DE SCUFUNDARE - SEPTEMBRIE 2001 -


acestei breşe este accentuată de prezenţa sistemului de falii care afectează formaţiunile sterile.

• Formarea unui canal tabular de legătură între golurile de dizolvare unite ale sondelor 369, 376 şi 377 şi caverna SOCON, ca urmare a circulaţiei apei introduse prin aceste sonde spre sud. În consecinţă, caverna SOCON se continuă spre nord şi nord – vest cu un gol de dizolvare tabular al cărui volum reprezintă cca. 30% din volumul cavernei SOCON. Axul acestui canal coincide cu albia de scufundare înregistrată în această zonă. Sarcinile geologice mari existente în această zonă şi fragmentarea depozitelor sterile de sistemul de falii de origine diapiră au favorizat scufundările mari înregistrate în această zonă.

• Forma cavernei SOCON şi morfologia tavanului şi vetrei acesteia (vezi anexa 58). Este evident efectul circulaţiei apei de la nord spre sud, cu o componentă preferenţială în lungul limitei vestice a cavernei.

Toate aceste elemente coroborate cu prezenţa blocurilor separate de falii subverticale a favorizat formarea hornului de prăbuşire spre caverna SOCON la 12 septembrie 2001 şi apariţia albiei de scufundare din partea de nord a Câmpurilor I şi II.

De asemenea, extinderea craterului de scufundare spre est şi vest, după 12 septembrie 2001, a fost determinată direct de prezenţa acestui sistem de falii; astfel că în 13 iulie 2004 are loc prăbuşirea zonei sondei 365 şi extinderea spre vest (spre sonda 364) a conturului de surpare. Are loc creşterea bruscă a nivelului lacului ca urmare a pătrunderii unor volume importante de material steril spre hornul de prăbuşire (lărgit spre vest şi sud-vest), simultan cu afectarea suprafeţei topografice spre sud şi deci scăderea cotei reliefului.

FOTO II. - CÂMPUL II DE SONDE – DEVERSARE DE SARAMURĂ


Prin urmare nivelul lacului depăşeşte cota terenului spre sud şi se declanşază deversarea saramurii pe versant. Se intensifică procesul de eroziune al versantului, având ca efect scăderea cotei de devarsare, creşterea debitului deversat şi apariţia unei ravene aproximativ paralelă cu cea formată la accidentul anterior, situată mai la vest.

În 19 iulie 2004 are loc ruperea coloanei sondei 366, iar datorită faptului că sarcina piezometrică era situată deasupra cotei terenului (capul sondei se afla în prima ravenă apărută la accidentul din septembrie 2001), prin coloana păpuşată saramura debita sub forma unui jet orientat spre sud, care atingea o înălţime de câţiva metrii deasupra terenului. Această problemă a fost remediată pe data de 25 iulie 2004 la ora 930, când s-a reuşit închiderea sondei cu ajutorul unui cap de erupţie.

O nouă deversare a saramurii din lac are loc în data de 3 septembrie 2004. Ca urmare a cantităţilor mari de precipitaţii căzute în timpul nopţii au fost antrenate spre lac masele de pământ alunecate anterior şi cantonate la baza taluzelor, deasupra oglinzii lacului. Totodată au fost antrenate în alunecare noi volume de roci situate între falia din colţul nord-vestic şi planul de alunecare situat în treimea superioară a taluzului existent în partea de nord-vest a pâlniei. Masele de pământ alunecate spre lac au împins limita nordică a lacului către sud pe o porţiune de 10 -15 m. Volumele de saramură care au fost dezlocuite de pământul intrat în lac au dus la creşterea nivelului apei în lac cu 0,4-0,6 m şi implicit expulzarea acesteia pe ravenă la un debit de 1-3 m3/s. Fenomenul s-a liniştit până în seara zilei respective.

În 27 martie 2005, apare un izvor în bazinul de retenţie din spatele digului, în partea estică, la o cotă mai coborâtă (circa +265 - +266m), în legătură cu caverna Socon, prin intermediul unor lucrări miniere vechi, necunoscute. În continuare are loc drenarea lacului din pâlnia de surpare prin intermediul hornului de prăbuşire, caverna Socon, lucrările miniere vechi în legătură cu acestea şi izvorul apărut la baza pantei. În circa o lună (până în 24 aprilie 2005) lacul din pâlnia de surpare s-a golit pe traseul descris în bazinul de retenţie din spatele digului.

Perimetrul suprafeţei de rupere/desprindere la nivelul morfologiei versantului a fost cartografiat la momentele:


• 15.09.2001 (2,4ha), - (vezi foto 3 , 28.09.2001 (3,6ha), 15.01.2002 (4,6ha),

• 12.04.2002 (5ha) - vezi foto 3. şi 26.11.2002 (5,2ha) după prima prăbuşire din septembrie 2001,

• 14.07.2004 (7,2ha), 05.08.2004 (9,2ha), 04.11.2004 (9,5ha) şi 28.07.2005 (9,7ha) după a doua prăbuşire din iulie 2004 (vezi foto V.2.1.d. – V.2.1.g.).

După producerea primului fenomen de prăbuşire, în dimineaţa zilei de 13.09.2001, lacul de saramură avea o suprafaţă de circa 2 ha. La 13 iulie 2004 lacul de saramură avea o suprafaţă de circa 2 ha.; la 5 august 2004 suprafaţa acestuia era de 2,11 ha, la 7 septembrie 2004 (vezi foto 4), suprafaţa măsura 1,72 ha şi la 4 noiembrie 2004 suprafaţa scăzuse la 1,27ha.

CÂMPUL II DE SONDE

– PÂLNIE DE SCUFUNDARE –

FOTO 3. - 12 APRILIE 2002 -

FOTO 4. - 11 SEPTEMBRIE 2004 -

CÂMPUL II DE SONDE

– PÂLNIE DE SCUFUNDARE –


După prăbuşirea din iulie 2004, au fost efectuate măsurători de batimetrie a fundului lacului la momentele 14 iulie 2004, 5 septembrie 2004, 20 octombrie 2004 şi 5 noiembrie 2004. În urma acestor măsurători s-a calculat volumul de saramură existent în lac, ca fiind: 400.000m3 – la 14 iulie 2004, 160.000m3 – la 5 septembrie 2004, 120.000m3 – la 20 octombrie 2004, respectiv 130.000m3 – la 5 noiembrie 2004.

După accidentul din septembrie 2001, soldat cu deversarea unui volum de saramură de peste 1 milion de m3 pe versantul dealului, s-a pus problema găsirii unor soluţii de eliminare/reducere a riscului producerii unor evenimente similare. Au fost vehiculate, discutate şi analizate mai multe soluţii, mergând de la: dinamitarea tavanului cavernei SOCON; încărcarea materialului din hornul de prăbuşire cu depozite sterile din dealul situat mai la nord şi remobilizarea acestuia simultan cu evacuarea unui volum similar de saramură; prăbuşirea tavanului prin pomparea rambleului lichid; prăbuşirea tavanului controlat prin realizarea unor blocuri separate prin tăiere hidraulică; prăbuşirea tavanului controlat prin realizarea unor „ferestre” de dizolvare cinetică şi până la a nu se interveni în nici un fel. În final a fost adoptată şi aplicată soluţia prăbuşirii controlate a tavanului cavernei SOCON prin dizolvare cinetică.

Demararea lucrărilor pentru pregătirea procesului de prăbuşire controlată a tavanului cavernei SOCON a avut loc în jurul datei de 20 iulie 2004, când, în urma fenomenelor produse odată cu declanşarea celui de-al doilea eveniment de prăbuşire din 13 iulie 2004, a fost solicitată de către M.E.C. intervenţia firmei FlowTex şi începerea execuţiei proiectului “Lichidarea situaţiei din Câmpul II de Sonde prin prăbuşirea controlată a tavanului cavernei şi evacuarea saramurii” întocmit de Universitatea Bucureşti – DCGGA în calitate de lider al CONSORŢIULUI DE CERCETARE – PROIECTARE �I

CÂMPUL II DE SONDE – PÂLNIE DE SCUFUNDARE

FOTO 7 – 2 SEPTEMBRIE 2005

FOTO 5– 27 IANUARIE 2005 – FOTO 6 – 5 MAI 2005 –


SERVICII, din care mai fac parte S.C. Minesa S.A. – Cluj Napoca şi S.C. ICSITPLM S.A. – Craiova.

Soluţia adoptată în acest proiect a fost avizată de CTE al MEC care în concluziile avizului nr. 1208 / 15.07.2003, la alineatul I se consemnează : „Ca soluţie tehnică pentru lichidarea situaţiei din Câmpul II de Sonde de la Ocnele Mari, se avizează soluţia propusă de Universitatea din Bucureşti – CCGGA, respectiv decuparea cu ajutorul dizolvării prin foraje hidraulice dirijate, a planşeului de sare din tavanul cavernei”.

Activitatea de monitorizare a procesului de prăbuşire controlată a tavanului cavernei SOCON prin dizolvare cinetică, este compusă în principal din următorele elemente:

- măsurători cu privire la evoluţia debitelor, concentraţiilor şi presiunii din cavernă (respectiv, debitul agentului dizolvant introdus şi a concentraţiei acestuia, prin intermediul distribuitorului în forajele de alimentare, precum şi a debitului şi concentraţiei la ieşirea saramurii prin forajele de evacuare);

- urmărirea pe bază de măsurători topografice, prin nivelment de mare precizie, a scufundărilor reperilor amplasaţi pe teren;

- urmărirea şi înregistrarea evenimentelor din adâncime cu ajutorul staţiei microseismice, staţie ce include The Hyperion Network Acquisition System (HNAS), un sistem automat de colectare a datelor de la un număr de 12 foraje distribuite uniform pe o arie extinsă, ce cuprinde Câmpurile de sonde I, II şi III Ţeica.

- inspecţia vizuală a morfologiei terenului, faliilor şi crăpăturilor din jurul pâlniei, precum şi a evoluţiei acestora.

La un an şi jumătate după începerea aplicării proiectului în dimineaţa zilei de 14.12.2005 în urma controlului efectuat pe teren la ora 800 s-a constatat că în centrul triunghiului format de sondele 363-366-379 a apărut un con de scufundare (vezi foto 8) cu diametrul de 10m cu nivelul saramurii de 7-8m adâncime în care se aude căzând continuu material steril (căderi care au continuat până seara).

FOTO 8

CÂMPUL II DE SONDE

14 DECEMBRIE 2005

14 DECEMBRIE 2005 14 DECEMBRIE 2005


În noaptea de 13 spre 14 decembrie 2005 staţia microseismică a înregistrat o multitudine de evenimente. Către seară şi în cursul nopţii fenomenele de scufundare –taluzare – dislocuire s-au liniştit.

În noaptea de 22 spre 23 decembrie 2005 începând cu ora 3 06’ 20’’ până la ora 6 23’ 58’’ staţia microseismică a înregistrat 460 evenimente plasate în zona Blocului I de dizolvare a planşeului de sare din tavanul cavernei, a pâlniei noi de scufundare şi între aceasta şi sonda 362.

La controlul efectuat pe teren s-a constatat că Blocul I de dizolvare s-a scufundat în întregime iar lacurile din cele două pâlnii de scufundare s-au unit între ele (vezi foto 9).

Măsurătorile topografice arată o suprafaţă de teren afectată de pâlnia de scufundare de circa 30.000m2 iar lacul cu saramură ocupă o suprafaţă de circa 18.000 m2.

Pe baza acestor măsurători s-a calculat că în cavernă au intrat 770.000m3 pământ, 180.000m3 se afla în hornul pâlniei de scufundare, lacul cu saramură are un volum de 150.000m3 iar în cavernă, în zona sondei 379 se mai află un volum de saramură de circa 250.000-300.000m3.

În perioada 01.01.2006 – 31.01.2006 au continuat taluzările pe pereţii pâlniei de scufundare cu precădere în partea de sud – vest şi de vest a acesteia. Urmarea alunecărilor masive ale terenului din aceste zone au căzut pe taluze: sonda 379, atelierul de strungărie, de lăcătuşerie şi staţia de fluid izolant aflate in incinta Câmpului II de Sonde Ocnele Mari.

FOTO 9

CÂMPUL II DE SONDE

23 DECEMBRIE 2005 23 DECEMBRIE 2005

FOTO 10 - 06 IANUARIE 2006 -


Începând cu data de 05.01.2006, staţia microseismică nu a mai înregistrat evenimente în zona cavernei.

Pe toată perioada lunii februarie 2006 a continuat alunecarea terenului pe pereţii pâlniei de scufundare cu precădere în partea de vest şi sud-vest a acesteia, ca urmare a procesului de retaluzare naturală a versanţilor. În cursul lunilor martie şi aprilie 2006 a continuat alunecarea terenului în partea de vest a pâlniei de scufundare, spre sonda 362. În urma măsurătorilor topografice efectuate în perioada ianuarie – aprilie 2006 se constată modificări în morfologia suprafeţei terenului şi a conturului lacului cantonat în pâlnia de surpare (vezi anexa 62) :

- 12.01.2006 – rezultând o suprafaţă a pâlniei de surpare apărută după evenimentele din decembrie 2005 de circa 5,1ha şi un lac în interiorul acesteia de 1,84ha, cu oglinda lacului la cota +276,3m;

- 02.03.2006 – 03.03.2006 – rezultând că pâlnia de surpare şi-a mărit suprafaţa la circa 6,2ha, ca urmare a evoluţiei acesteia în special spre vest (corespunzător zonei canalului de legătură dintre caverna Socon şi golul sondei 362), iar lacul din interior şi-a redus suprafaţa la circa 1,6ha şi nivelul coborând cu 3,5m până la cota +272,7m;

- 08.04.2006 – când a fost măsurat doar conturul lacului şi s-a constat că suprafaţa acestuia a rămas practic neschimbată, iar nivelul a scăzut cu circa 20cm, cota oglinzii lacului fiind +272,5m.

În datele de 13.01.2006 şi 08.04.2006 au fost efectuate măsurători de batimetrie ale fundului lacului şi pe baza acestora s-a calculat volumul de saramură existent în lac. La măsurătorile din ianuarie 2006 s-a găsit o adâncime maximă de 44m, în partea de sud, şi o adâncime medie de 15m, volumul saramurii din lac fiind de circa 270.000m3. Până în aprilie volumul lacului a scăzut la circa 140.000m3, ca urmare a colmatării cu material provenit dinspre versanţi şi a scăderii nivelului; adâncimea maximă măsurată fiind de 17,5m, în partea estică.

Datele obţinute prin măsurătorile topografice au permis calcularea volumului de steril de deasupra oglinzii lacului ce a pătruns în cavernă. Aceasta însumează 1.080.000m3, corespunzător momentului 03 martie 2006. Până în aprilie acest volum a crescut, fiind în jur de 1,1-1,15 milioane m3. La aceasta se adaugă circa 140.000m3 steril ce a dezlocuit saramura existentă în prezent în lac. Rezultă un volum total de rambleu de cel puţin 1,25-1,3 milioane m3.

Volumul de saramură existent în cavernă la data de 04.10.2005, determinat prin măsurători cavernometrice, a fost de 1.207.563m3. La acest volum se adaugă circa 200.000m3 gol rezultat în urma procesului de dizolvare a planşeului. Rezultă un volum tolal de goluri de dizolvare, umplute cu saramură sub presiune de circa 1,4 milioane m3. Scăzând din acesta, volumul corespunzător materialului de rambleu, rezultă că volumul


cavernei Socon în aprilie 2006 este în jur de 100.000m3, plasat la sud de sonda 379. Aceasta înseamnă că saramura din cavernă a fost aproape în totalitate dislocuită şi nu mai poate crea probleme (vezi anexele 63 si 64).

Începând cu luna aprilie 2006 şi până la 01.01.2007 alunecărilor de teren către hornul pâlniei de scufundare apărută în urma evenimentelor din 14.12.2005 şi 23.12.2005 au avut o evoluţie lentă, continuând procesul de taluzare, dar cu un gradient redus.

Astfel concluzionând putem spune că, Caverna SOCON, formată prin unirea golurilor de dizolvare a zece sonde din Câmpul II care nu aveau legătură cu golurile de dizolvare al sondelor din Câmpul I, a fost dezafectată în decembrie 2005, ca urmare a aplicării soluţiei propuse de Universitatea Bucureşti.

Declanşarea şi evoluţia proceselor de dezechilibru din Câmpul II de Sonde ilustrează convingător importanţa deosebită a înţelegerii corecte a condiţiilor geologice şi structurale în proiectarea şi conducerea exploatării zăcămintelor de sare.

FOTO 11. - 16 NOIEMBRIE 2006 -


6. PROIECTAREA FORAJULUI DIRIJAT

6.1. ALEGEREA LOCAŢIEI OPTIME

Poziţionarea corectă a punctului de atac al sondei experimentale dirijate reprezintă o condiţie esenţială a reuşitei experimentului propus.

La alegerea locaţie trebuie avute în vedere mai multe aspecte:

• regimul de proprietate a terenului pe care urmează a fi amplasată platforma sondei;

• condiţii legate de posibilităţile tehnologiei actuale de săpare dirijată, mărimea unghiului de atac al forajului dirijat mai mică de 30 de grade;

• grosimea sării dintre limita steril sare şi punctul de introducere a agentului de dizolvare trebuie să fie suficient de mare încât să asigure front de dizolvare pe verticală pe toată perioada desfăşurării experimentului;

• mărimea şi poziţia suprafeţelor de teren afectate, în cazul exploatării sării până la limita steril-sare şi prăbuşirii controlate a suprafeţei topografice;

• lungimea forajului folosit la dizolvare, cu implicaţii imediate asupra costurilor acestuia;

• infrastructura existentă, în legătură cu dificultăţile de acces a utilajelor;

• distanţa faţă de conductele şi reţelele existente la care se va conecta circuitul de alimentare cu agent de dizolvare;

• stabilitatea terenului pe care va fi amplasată platforma forajului având în vedere potenţialul de dezechilibru ridicat al zonei;

• grosimi relativ mici ale depozitelor sterile;

• posibilitatea interceptării unui gol existent creat prin tehnologia clasică de exploatare a sării în soluţie.

Pentru alegerea locaţiei optime au fost analizate patru secţinuni, a căror poziţie este prezentată în Anexa 66, toate plasate în zone cu grosimi relativ mici ale sterilului.

În toate cele patru secţiuni a fost reprezentat traseul posibil al forajului experimental, indicându-se punctul de atac, capul tubingului şi punctul de intercepţie al cavernei. În conformitate cu aspectele amintite anterior, pe fiecare secţiune s-au reprezentat:


- grosimea maximă pe verticală (h) a sării ce ar putea fi dizolvată pentru respectiva poziţie a forajului;

- distanţa pe orizontală (d) dintre verticala capatului tubingului şi limita pâlniei de surpare.

Situaţia cea mai avantajoasă este dată de valori cât mai mari ale parametrului h şi valori cât mai mici ale parametrului d.

Analizând cei doi parametrii ar rezulta că situaţia cea mai favorabilă este cea a forajului din secţinea patru (Anexa 70). Aceasta nu a putut fi însă selectat din următoarele motive:

- în zona estică a cavernei Socon cu grosimi mici ale depozitelor sterile există o reţea de lucrări miniere vechi cu poziţie necunoscută. Această reţea a fost interceptată de forajele folosite la evacuarea saramurii din Câmpul II, în timpul procesului de fragmentare a prăbuşirii tavanului cavernei Socon. Interceptarea acestor galerii ar putea duce la compromiterea forajului;

- punctul de atac, este relativ departe de reţeaua de conducte şi alte utilităţi ce vor deversi forajul experimental în perioada exploatării.

Proiectarea forajului corespunzătoare situaţiei din secţiunea trei (Anexa 69) conduce la o valoare a parametrului h prea mică pentru a putea asigura dizolvarea pe toată durata experimentului.

În cazul celor două situaţii rămase, se constată valori sensibil egale ale parametrului h şi valori mai mici ale parametrului d, pentru cazul profilului doi (Anexa 68). Prin urmare forajul prezentat în profilul doi a fost selectat pentru execuţie.

Forajul va fi amplasat pe partea stângă a drumului de acces spre Câmpurile I şi II, vis-a-vis de platforma atelierului ce deservea exploatarea Câmpului II. Punctul de atac al forajului va fi situat în apropierea a două rezervoare îngropate, pe un teren ce aparţine SC MINERA Rm. Vâlcea.

6.2. OPERAŢII PREGĂTITOARE

Înainte de începerea operaţiei de forare propriu-zisă, este necesară executarea următoarelor operaţii premergătoare:

� Amenajarea platformelor de lucru şi a drumurilor de acces, astfel încât să fie folosite fără dificultate indiferent de condiţiile meteorologice:

o Pe locaţia forajului se va executa nivelarea terenului prin excavare pe o adâncime de circa 20 cm, pe o suprafaţă de circa 400 m2 (un pătrat cu latura de 20 m). Zona nivelată va fi amenajată prin umplere cu balast şi piatră spartă, realizându-se o grosime a umpluturii de circa 0,40 m.


Drumul de acces va fi amenajat prin nivelarea terenului şi aşternerea de balast şi piatră spartă în mod similar cu cel de la platforma de lucru;

o Pentru toate aceste lucrări se va asigura o rezervă de piatră spartă necesară pentru adaptarea înclinării terenului sub şenilele instalaţiei de foraj astfel încât să poată fi respectat cu rigurozitate unghiul de atac proiecat.

� Fixarea şi jalonarea punctelor de atac şi a punctelor în care se proiectează în plan orizontal capătul forajului (punctul de intersecţie al traseului forajului cu tavanul cavernei). Coordonatele acestor puncte (Anexa 71) sunt:

- punct atac Foraj experimental:

x-E = 4434688 y-N = 398973

- punct final (intercepţie cavernă) Foraj experimental:

x-E = 443894 y-N = 399083

� Pichetarea traseului rectiliniu al forajului la nivelul reliefului prin ţăruşi plasaţi din 4 în 4 m;

� Adaptarea platformelor de lucru (înclinarea acestora) astfel încât unghiurile de atac prevăzute pentru cele două foraje să fie riguros respectate:

� - forajul F1: - înclinare: pornire sub un unghi de 15 grade, după care se înscrie pe un cerc cu raza de 400m, azimut: 62 grade E

6.3. FORAREA ŞI CONSTRUCŢIA FORAJULUI EXPERIMENTAL

La executarea forajului experimental se for efectua următoarele operaţii:

- se traversează formaţiunile acoperitoare argiloase-marnoase-nisipoase prin forare hidraulică cu noroi de foraj la o presiune de minim 80 bari folosind instalaţia de forare de 100 tf şi o sapă cu diametrul de 225mm. Va rezulta o gaură pilot cu diametrul de 230–235mm, săpată pe o lungime de 224m;

- se lărgeşte gaura rezultată până la un diametrul care să asigure tubarea acesteia cu o coloană cu diametrul de 250mm, pe toată lungimea săpată;

- se tubează sonda cu tubing filetat, cu ajutorul instalaţiei de foraj care permite atât înfiletarea mecanică a tubingului cât şi rotirea acestuia în timp ce este introdus în gaura de sondă;


- urmează cimentarea tubingului pe toată lungimea acestuia;

- după întărirea cimentului se continuă forarea sondei, cu detecţie, prin interiorul tubingului până la interceptarea cavernei. La forarea în sare se va folosi apă dulce ca fluid de foraj.

În tabelul 1 sunt prezentate coorodonatele punctului de atac, al şiului coloanei de tubare şi al punctului de interceptare a tavanului cavernei.

Tabelul 1 – Coordonatele forajelor proiectate

foraj x-atac y-atac z-atac

x-intercept. caverna

y-intercept. caverna

z- intercept. caverna

Fexp 4434688 398973 308.00 443894 399083 156.50

foraj x-tubing y-tubing z-tubing

Fexp 443850.60 399059.90 209.90

În tabelul 2 sunt prezentate lungimile forajului şi ale coloanelor folosite la construcţia lui.

Tabelul 2 – Lungimea forajului şi a coloanei de tubaj

Foraj

Tronson săpat în steril (m)

Tronson săpat în sare (m)

Lungime totală

(m)

Coloană tubare

Lungime (m)

Diametru (mm)

F1 157.00 128.00 285.00 224.00 250


7. PROIECTAREA FORAJULUI VERTICAL

7.1. AMPLASAREA ŞI ADÂNCIMEA FORAJELOR

Pentru realizarea scopului propus, după executarea şi demararea procesului de dizolvare în forajul experimental dirijat, este necesară executarea unui sau a două foraje verticale. Acestea vor fi amplasate pe traseului forajului experimental, urmând să intercepteze golul creat prin dizolvare.

Prin intermediul acestora se vor preleva probe de saramură rezultată în urma procesului de dizolvare, de la diferite adâncimi, după un program stabilit. De asemenea, forajele vor fi folosite pentru măsurarea periodică a golului de dizolvare cu ajutorul cavernometrului sonic.

Poziţia în plan a celor două foraje este direct legată de traseul forajului experimental. Primul foraj va fi amplasat la o distanţă de circa 30m în plan orizontal măsurată pe direcţia forajului de la şiul coloanei de tubare a forajului dirijat, , iar al doilea pe verticala şiului coloanei.

Poziţia în plan a forajelor, cota locaţiei şi adîncimea de forare sunt definite de coordonatele din tabelul de mai jos.

Tabel nr. 3 - Coordonatele locaţiei forajelor verticale şi lungimile de forare

Foraj X - Nord Y - Est Z - Cota Lungime foraj

Lungime tubing

Cota limitei steril/sare

m m m m m m

Fv1 443877.97 399074.180 289.60 108 51,6 258

Fv2 443850.60 399059.90 294.80 82 58,8 256

Total 190 110.4

7.2. AMENAJAREA PLATFORMELOR DE LUCRU ŞI A DRUMURILOR DE ACCES

Pe locaţia fiecărui foraj se va executa nivelarea terenului, prin excavare pe o adâncime de circa 20 cm, pe o surafaţă de circa 200m2 (un pătrat cu latura de 10m). Zona nivelată va fi amenajată prin umplere cu balast şi piatră saprtă, realizându-se o grosime a umpluturii de circa 20 cm.

Ţinând cont de accesul relativ dificil la locaţiile forajelor (plasate în interiorul pâlniei de surpare), drumurile de acces, vor fi reamenajate prin corectarea pantelor şi nevelare cu


buldozerul, excavarea terenului până la adăncimi de circa 20 cm şi umplerea golului rezultat cu balast şi piatră spartă. Lungimea totală a drumurilor de acces ce necesită reamenajări este de circa 100m, pe o lăţime de 2m.

7.3. FORAREA ŞI CONSTRUCŢIA FORAJULUI VERTICAL

In urma discutiilor avute cu partenerii participanti la acest proiect s-a ajuns la concluzia ca este necesara executarea a doua foraje verticale care sa se incadreze din punct de vedere al costurilor de executie in varianta propusa in contractul intial. Acest lucru este posibil prin scurtarea forajului vertical si utilizarea unui material mai putin pretentios care se preteaza la expermientul propus.

Acest punct de vedere comun a fost sutinut de urmatoarele premise:

1. posibilitatea prelevarii probelor pentru determinarea salinitatii din cat mai multe puncte ale golului, pentru a avea o acuratete deosebita a datelor de intrare in modelul numeric de dizolvare;

2. acuratetea masuratorilor cavernometrice pentru determinari precise ale geometriei golului;

Cele două foraje verticale (anexa 72) vor fi săpate cu noroi de foraj, cu sapă cu role cu diametrul de 145 mm. Adâncimea de săpare în prima fază va fi egală cu cea a lungimii tubingului fiecărui foraj în parte (Tabelul 3).

După săpare, până la adâncimea de tubare, găurile de sondă vor fi lărgite la un diametru care să asigure introducerea unei coloane cu diametrul de 140mm. Acest diametru va permite efectuarea masuratorilor cavernometrice.

Urmează cimentarea integrală pe toată adâncimea de forare a coloanei de tubaj, prin umplerea cu lapte de ciment a spaţiului dintre peretele găurii de sondă şi peretele exterior al tubingului.

După realizarea prizei se continuă săparea prin interiorul tubingului până la interceptarea golului creat prin dizolvare de-a lungul traseului netubat al forajului dirijat săpat şi pun în funcţiune anterior.

Aceste foraje vor fi folosite atât la prelevarea probelor de saramură pentru analize chimice cât şi la efectuarea măsurării cavernometrice a golului creat.

Experienta acumulata de colectivul nostru de cercetare in dezamorsarea cavernei din Campul II de sonde de la Ocnele Mari prin fragmentarea artificiala a procesului de prabusire a tavanului – proces finalizat cu succes in decembrie 2005 – si in urma monitorizarii complexe a proceselor de dezechilibru care afecteaza campurile de sonde de


la Ocnele Mari si Targu Ocna, conduce la concluzia ca este necesara schimbarea radicala a abordarii a unor asemenea procese, si anume:

- Asteptarea intrarii in fazele finale a proceselor de scufundare si prabusire este paguboasa deoarece impactul este maxim, cheltuielile sunt de asemenea maxime, iar posibilitatile de a recupera banii sunt nule;

- Este mult mai profitabila continuarea intensiva a exploatarii pornind de la golurile de dizolvare existente (prin metodologii noi, adaptate acestei situatii), cu prabusirea controlata in trepte succesive a terenului.

Avantajele evidente ale acestei directii de actiune sunt:

- Conditiile de stabilitate ale golurilor preexistente determina ordinea de abordare;

- Exploatarea intensiva poate fi concentrata pe suprafete mici;

- Coeficientul de extractie a sarii va creste semnificativ;

- Se recupereaza saramura concentrata existenta in golurile de dizolvare (rambleul lichid);

- Valorificarea saramurii exploatate cu costuri mai mici.

Metodologia (metoda de exploatare) propusa prin proiectul de fata este complet noua si raspunde la dezideratele formulate mai sus. Prin executarea unor sonde inclinate atacate din afara zonelor de risc, folosind tehnologia forajului hidraulic dirijat, se creeaza o «celula» de dizolvare cinetica, care urmeaza sa functioneze in regim gravitational. Fluidul de dizolvare este preluat din conducta de retur dinspre Combinatul chimic (saramura cu concentratie mica), care are suficienta presiune pentru a ajunge la gura sondelor de alimentare. In procesul de exploatare nu se foloseste fluid izolant (se reduc costurile de exploatare si riscul de poluare a mediul).

Metoda propusa poate fi folosita pentru exploatarea sarii ramase in tavanul golurilor de dizolvare existente, in baza acestora (majoritatea golurilor de dizolvare sunt plasate in jumatatea superioara a zacamantului, cel putin 40% din rezerve ramanand neexploatate) sau in pilierii care separa golurile de dizolvare.

Pentru a se putea optimiza pozitia spatiala a sondelor de alimentare, lungimile, diametrele si constructia acestora este esentiala validarea experimentala (in situ) a unui model numeric care sa descrie corect procesul de dizolvare a sarii in lungul unei sonde inclinate, in diverse variante constructive.


BLIOGRAFIE � Hiran, C., Oncioiu, G. şi Todorescu A. (1985) – Mecanica rocilor. Cap. XVI din

Manualul inginerului de Mine, Ed. Tehnică

� Stoica, C. �i Gerabie, I.(1981) – Sarea din sărurile de potasiu şi magneziu din

România, Ed. Tehnică, Bucureşti

� Universitatea Bucureşti – AHR (Aprilie 2000) – Elaborarea studiului de soluţii şi a

proiectului tehnic experimental în vederea eliminării factorilor de risc din

Câmpul II – Ocnele Mari

� Univeristatea Bucureşti – C.C.G.G.A. (Iunie 2002) - Detalii tehnice de execuţie a

sistemului de detectare, extracţie şi evacuare a lichidului izolant din caverna

existentă în Câmpul II de Sonde – Ocnele Mari

� Universitatea Bucureşti – C.C.G.G.A. (septembrie 2002) – Proiect tehnic

(defezabilitate) pentru fundamentarea lucrărilor de închidere şi ecologizare,

finale (etapa II), a Câmpului II de Sonde – Ocnele Mari

� Universitatea Bucureşti – C.C.G.G.A. (martie 2003) – Câmpului II de Sonde de la

Ocnele Mari după un an de la accidentul din 12 septembrie 2001 (cauzele şi

evoluţia proceselor de dezechilibru, factori de risc asociaţi situaţiei actuale,

soluţii de dezamorsare).

� Universitatea Bucureşti – C.C.G.G.A. (iunie 2003) – Programul de lucrări tehnico-

economice pentru lichidarea situaţiei din Câmpul II de Sonde de la Ocnele Mari –

jud. Vâlcea

Universitatea Bucureşti – D.C.G.G.A. (noiembrie 2003) – Lichidarea situaţiei din Câmpul II de Sonde – Ocnele Mari şi reconstrucţia ecologică a zonei – etapa a II-a

cuprins - menesad.gg.unibuc.romenesad.gg.unibuc.ro/rezultate_ro/rezultate-1.pdf · universitatea...

Documents