2015-01-30
385
Сущность геотехнологических методов (ГМ) заключается в переводе полезного ископаемого в подвижное состояние. Эти методы имеют следующие особенности.
1.1.1 Разработка месторождений ведется через скважины, которые служат для вскрытия, подготовки и добычи полезного ископаемого.
1.1.2 Месторождение — объект добычи полезного ископаемого и место его частичной переработки, так как технология добычи предусматривает избирательное извлечение.
1.1.3 Рудник состоит из трех основных элементов: блока приготовления рабочих агентов, добычного поля (рудное тело, где протекает процесс) и блока переработки продуктивных флюидов.
3.1.4 Инструментом добычи служат рабочие агенты (энергия или ее носители, вводимые в рабочую зону; например, химические растворы, электрический ток, вода-теплоноситель).
1.1.5 Под воздействием рабочих агентов полезное ископаемое изменяет агрегатное состояние, образуя продуктивные флюиды (раствор, расплав, газ, гидросмесь), которые обладают легкой подвижностью и начинают перемещаться.
1.1.6 Разработка месторождения зональна и перемещается во времени у добычных скважин, а сам метод определяет размеры и форму рабочей зоны в эксплуатируемой части месторождения.
1.1.7 Управление процессом добычи осуществляется с поверхности путем изменения параметров рабочих агентов (расход, температура, давление, концентрация и т.д.) и места его ввода в залежь и отбора продуктивных флюидов.
Геотехнологические методы можно классифицировать по процессам добычи, в основе которых лежат вид и способ перевода полезного ископаемого в подвижное состояние (таблица 1).
Таблица 1 – Способы перевода полезного ископаемого в подвижное состояние
| Подвижное состояние полезного ископаемого | Способы перевода полезного ископаемого в подвижное состояние | ||
| физические | химические | комбинированные (физико-химические и химико-бактериальные) | |
| Газообразное | Воздействие температуры, давления (сублимация, перегонка) | Окисление, разложение (частичное или полное сжигание, обжиг) | Химические реакции с участием физических полей, бактериального воздействия |
| Жидкое (расплав, раствор) | Воздействие температуры, давления (плавление и перегонка, нагрев) | Выщелачивание и растворение с образованием молекулярных растворов | Растворение, выщелачивание и гидрогенизация с участием физических полей, бактериального воздействия |
| Гидромеханическая смесь | Гидропневмораз-рушение | Растворение связующего вещества | Диспергирование поверхностно-активными веществами, химическими реагентами, физическими полями, бактериями |
Приведем примеры химических, физических и комбинированных геотехнологических методов добычи.
К первым относятся методы, основанные на:
- подземном растворении водой каменной, калийных, магнезиальных и урановых солей, сульфатов и сульфаткарбонатов, соды, буры и др.;
- подземном выщелачивании растворами кислот — серной (целестин, азурит, куприт, некоторые урановые минералы и др.), соляной (сфалерит, молибденит, уранит и др.) и азотной (аргентит, висмутин, сфалерит и др.); щелочей (бокситы, антимонит); растворами солей — сернистого натрия, хлористого железа, цианистого калия (золото) и других реагентов;
- подземной термохимической переработке полезного ископаемого сжиганием (например, подземная газификация, угля, сланца, нефти) и обжигом (пирит, халькопирит, антимонит и др.).
Ко вторым относятся методы, основанные на:
- подземной выплавке (серы, озокерита и др.) и возгонке (реальгара, киновари и др.);
- разрушении рыхлых пород струей воды (например, скважинная гидродобыча) и превращении их в плывунное состояние вибрацией или другими методами.
К комбинированным относятся методы, основанные на использовании как химических, так и физических процессов (например, выщелачивание металлов в электрических полях). К ним следует отнести методы, основанные на бактериальном выщелачивании.
Главным условием применения геотехнологических методов является реальная возможность и экономическая целесообразность перевода полезного ископаемого под воздействием тех или иных рабочих агентов в подвижное состояние. Не менее важно обеспечить возможность подачи рабочих агентов к поверхности взаимодействия и отвод полезного ископаемого через скважины на поверхность.
