Wpływ wkładek anhydrytowych na stateczność kawern magazynowych w złożu soli kamiennej Mechelinki (Północna Polska)

This paper presents a complex study of anhydrite interbeds influence on the cavern stability in the Mechelinki salt deposit. The impact of interbeds on the cavern shape and the stress concentrations were also considered. The stability analysis was based on the 3D numerical modelling. Numerical simulations were performed with use of the Finite Difference Method (FDM) and the FLAC3D v. 6.00 software. The numerical model in a cuboidal shape and the following dimensions: length 1400, width 1400, height 1400 m, comprised the part of the Mechelinki salt deposit. Three (K-6, K-8, K-9) caverns were projected inside this model. The mesh of the numerical model contained about 15 million tetrahedral elements. The occurrence of anhydrite interbeds within the rock salt beds had contributed to the reduction in a diameter and irregular shape of the analysed caverns. The results of the 3D numerical modelling had indicated that the contact area between the rock salt beds and the anhydrite interbeds is likely to the occurrence of displacements. Irregularities in a shape of the analysed caverns are prone to the stress concentration. However, the stability of the analysed caverns are not expected to be affected in the assumed operation conditions and time period (9.5 years).W artykule przedstawiono kompleksowe studium wpływu wkładek anhydrytowych na stateczność kawern magazynowych w złożu soli kamiennej Mechelinki. Rozważany był także wpływ wkładek anhydrytowych na kształt kawern magazynowych i koncentrację naprężeń. Analizę stateczności przeprowadzono z wykorzystaniem metod modelowania numerycznego. W symulacjach numerycznych została zastosowana metoda różnic skończonych i program FLAC3D v. 6.00. W celu wykonania symulacji numerycznych zbudowano model numeryczny analizowanego obszaru. Model numeryczny w kształcie sześcianu i wymiarach 1400 × 1400 × 1400 m obejmował część złoża Mechelinki oraz trzy kawerny magazynowe (K-6, K-8, K-9). Siatka modelu składała się z 15 milionów teraedrycznych elementów. Występowanie wkładek anhydrytowych w obrębie pokładu soli kamiennej przyczyniło się do redukcji średnicy i nieregularności kształtu analizowanych kawern magazynowych. Wyniki modelowania numerycznego 3D wykazały, że strefy kontaktu pomiędzy warstwami soli kamiennej i wkładkami anhydrytowymi są podatne na występowanie przemieszczeń. Ponadto, obszary koncentracji naprężeń są związane z nieregularnością kształtu komór magazynowych. Symulacje numeryczne wykazały, że stateczność analizowanych komór w przyjętych warunkach eksploatacji i analizowanym 9.5-letnim okresie nie zostanie naruszona