ГЕОТЕХНОЛОГИЯ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ

Методические указания

к практическим занятиям

для студентов очной и заочной

форм обучения специальности 090200

Красноярск 2005 г

УДК 622.277.3

ББК 33.24:33.3

Печатается по решению

Редакционно-издательского совета академии

Физико-химическая геотехнология: Метод. указания к практическим занятиям для студентов очной и заочной форм обучения специальности 090200 / Сост. В.К. Бушков; ГАЦМиЗ. – Красноярск, 2005. – 48 с.

Даны краткие теоретические сведения, структура, содержание и задачи, решаемые при выборе и обосновании ФХГ способов разработки месторождений полезных ископаемых. Приведен необходимый справочный материал.

Учебное издание

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ

ГЕОТЕХНОЛОГИЯ

Методические указания

к практическим занятиям

для студентов очной и заочной

форм обучения специальности 090200

Составитель

Бушков Владимир Кириллович

Редактор

Компьютерная верстка

Подписано в печать Формат 60´84/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Усл. печ. Уч.-изд. Тираж 200 экз. Заказ

Редакционно-издательский отдел ГУЦМиЗ

660025, Красноярск, ул. Вавилова 66, а

Отпечатано на участке множительной техники ГУЦМиЗ

660025, Красноярск, ул. Вавилова 66, а

ã Государственный университет цветных металлов и золота, 2005

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивное увеличение в последние годы глубины разрабатываемых месторождений руд цветных и радиоактивных металлов, усложнения их геоморфологического строения, ухудшения геомеханического состояния массива, снижения содержания полезных компонентов в рудах создают ряд объективных трудностей при эксплуатации таких месторождений полезных ископаемых традиционными открытым и подземным способами. В то же время современный уровень науки и техники не позволяет решить поставленные задачи при одновременном повышении экономической и экологической эффективности производства. Несмотря на ранее означенные проблемы, потребляемые объемы перерабатывающих отраслей и энергетики неуклонно возрастают, этот факт закономерно подводит горную науку и производство к поиску принципиально новых решений, позволяющих разрешать встающие проблемы ресурсного, социального и эколого-экономического обеспечения горнодобывающей отрасли.

В этом плане одним из возможных вариантов решения выявленных проблем может стать соединение в недрах операций по добыче полезных ископаемых с их последующей переработкой. Данной областью научных и практических знаний занимается физико-химическая геотехнология (ФХГ).

Предметом ФХГ является изучение существующих природных и техногенных объектов (месторождений, средств добычи, процессов, явлений и т.п.) с целью дальнейшего использования вновь полученных знаний и методов для освоения запасов новых месторождений полезных ископаемых и доработки, ранее выведенных по тем или иным причинам из эксплуатации.

Целью ФХГ является создание различных способов добычи полезных ископаемых с оптимизацией параметров технологий и с их последующей реализацией. Этому моменту предшествует решение целого ряда научных, технических и экономических вопросов (выбор рабочих агентов, способов их доставки к рудному телу, управление технологическим процессом и т.д.).

После выполнения практической работы студенты должны знать и уметь решать конкретные задачи по выбору и обоснованию технологических схем добычи полезных ископаемых способами физико-химической геотехнологии.

1. ОСНОВЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ

ГЕОТЕХНОЛОГИИ

1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

СПОСОБОВ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ

ГЕОТЕХНОЛОГИИ

К настоящему времени в научно-исследовательской литературе утвердилось определение физико-химической геотехнологии (ФХГ), как науки изучающей условия, средства и способы разработки твердых полезных ископаемых путем перевода их на месте залегания в подвижное состояние посредством осуществления в недрах тепловых, массообменных, химических и гидродинамических процессов, что позволяет производить добычу полезного ископаемого из недр или отвалов через специальные дренажные выработки-скважины (сюда же следует отнести извлечение тепла горных пород и создание инженерных сооружений) [1].

Согласно сущностной основы способы перевода полезных ископаемых в подвижное состояние средствами физико-химической геотехнологии включают в свое тело два главенствующих процесса: перевод полезного ископаемого в подвижное состояние методами: растворения, диспергирования, выщелачивания, гипергенезации, расплавления, сублимации, сжигания и т.д., в том числе в электрических и магнитных полях, токах высокой частоты, ультразвуковым воздействием, бактериальным поглощением, взрывным разрушением и т.п.; извлечение продуктивного флюида и полезных компонентов методами: осаждения, конденсации, экстракции, ионообмена, выпаривания и другими методами обогащения и переработки.

Наряду с интеграцией с другими науками, теория и практика физико-химической геотехнологии выработала собственные, только ей свойственные, сущностные признаки, заключающиеся в том, что разработка месторождений полезных ископаемых ведется через скважины, предназначенные для вскрытия, подготовки и добычи полезных ископаемых. Помимо этого технология разработки месторождений полезных ископаемых предусматривает избирательное извлечение только полезных компонентов с места их залегания. Сам образ рудника осуществляющего добычу полезных ископаемых способами ФХГ представляется состоящим из пяти основных блоков. Инструментом добычи полезных ископаемых служат рабочие агенты (энергия или ее носители), вводимые в добычную зону, в которой полезное ископаемое под их воздействием изменяет свое агрегатное состояние, обретает подвижность и может быть выдано на поверхность по трубопроводам. Каждый метод физико-химической геотехнологии определяет индивидуальные размеры и форму рабочей зоны в эксплуатируемой части месторождения. Управление производственными процессами осуществляется с поверхности без доступа людей в рабочую зону.

Наличие всего многообразия сущностных признаков конструкционно и процессуально отличает физико-химическую геотехнологию от традиционных физико-технических (открытого и подземного способов добычи) геотехнологий.

С учетом свойств полезных ископаемых и возможных способов перевода их в подвижное состояние классификация физико-химических способов геотехнологии примет следующий вид (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Классификация физико-химических способов разработки

месторождений полезных ископаемых

Продолжение табл. 1.1

Следуя классификации способов физико-химических геотехнологии (табл. 1.1) можно сделать вывод о том, что означенные способы разработки месторождений полезных ископаемых имеют друг от друга существенные отличительные особенности. Вместе с тем, можно сформулировать всеобщие условия, характеризующие минимум требований успешной реализации способов ФХГ, которые приемлемы для всех способов физико-химической геотехнологии. Сущность данных условий выражается в способности полезного ископаемого и содержащихся в нем полезных компонентов избирательно и эффективно переходить в подвижное состояние; в хорошей естественной или искусственной фильтруемости горной массы с возможно большей контактной поверхностью полезного ископаемого с рабочими агентами; в возможности надежной локализации продуктивных флюидов в рабочей зоне по геоморфологии залежи или техническими приемами.

1.2. ПРОМЫШЛЕННО ОСВОЕННЫЕ СПОСОБЫ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ

1.2.1. СКВАЖИННАЯ ГИДРОДОБЫЧА (СГД)

В 1937 г скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых была предложена М.П. Тупицыным, а, начиная с 80-х годов 20-го века, получила широкое промышленное распространение.

Сущность СГД заключается в извлечении полезных ископаемых путем разрушения естественной структуры горного массива у забоя скважины, пульпоприготовлении и ее гидротранспортировании через скважины на поверхность земли, в горные выработки или плавсредства.

Принципиальное представление о технологической схеме СГД, об области применения, средствах, приемах можно получить из рис. 1.1. и табл. 1.2. соответственно.

На настоящий момент существуют две группы факторов определяющий возможность и целесообразность применения СГД.

Первая группа факторов определяет саму возможность применения СГД для разработки месторождения полезного ископаемого. Наиболее важным из них является наличие полезных ископаемых относительно низкой прочности (со слабым скелетом, для которых s_сж£5МПа), разрабатываться могут также и полезные ископаемые с s_сж>5МПа, но уже с предварительной подготовкой горного массива. Которая заключается в разрушения массива горных пород микро взрывами (жидкими ВВ), вибрацией, химическим и бактериологическим разложением цементирующего вещества. Помимо выше названного, также необходимо наличие водных ресурсов, достаточных для обеспечения основных производственных процессов СГД.

Исходя из обширного опыта применения скважинной гидродобычи, в качестве минерально-сырьевой базы можно выделить представительный ряд месторождений полезных ископаемых представленный следующими полезными компонентами: углем, горючими сланцами, бокситами, редкими землями, марганцем, цветными металлами, битумами, асфальтитами, цеолитами, торфами, сапропелями, оловом, титаном, цирконием, алмазами, фосфоритами, строительными песками и гравием, железом, золотом, янтарем, битуминозными сланцами, нефтью, газом, солью, редкими металлами и др.

Таблица 1.2

Основные данные технических средств СГД [6]

Максимально освоенная в России глубина разработки СГД составляет 800 м. (железные руды Курской магнитной аномалии), максимальный объем добытой горной массы с 1 м. глубины скважины (3000 м³) получен при разработке слабосвязанных руд большой мощности.

Эксплуатация месторождений полезных ископаемых может быть осуществлена тремя системами разработки: одиночными камерами, с оставлением межскважинных целиков – при устойчивых покрывающих породах (потери руды достигают 35¸45%); сплошным забоем с обрушением пород кровли (применяться при небольшой мощности залежи полезного ископаемого и незначительной глубине ее залегания); камерами с последующей их закладкой (при малой и средней мощности залежи или этажной разработке и ценных рудах).

1.2.2. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ГТТ)

Общий потенциал геотермальной энергии практически неисчерпаем, по некоторым оценкам он в топливном эквиваленте выражается величиной в 1,1·10⁹ трлн т у т (Д. Уайт, США).

Сущность способа ГТТ заключается в извлечение через скважины тепла и сопутствующих полезных компонентов подземных вод и горячих сухих горных пород. Принципиально различают две основные технологические схемы: геотехнология гидротерм (ГГТ) и геотехнология тепла Земли (ГТЗ).

На настоящем этапе развития, а также и в ближайшем будущем в осно­ве освоения геотермальной энергии будет оставаться технология добычи из недр теплоносителей (ГГТ). В предлагаемой классификации геотермальных систем в качестве структурообразующего признакового пространства принято следующее соподчинение структурных элементов (рис. 1.2): природно-технологические особенности геотермальных коллекторов (группы, классы); способы подъема теплоносителя по добычным скважинам (типы систем); способы кондиционирования, доставки потребители, последующей утилизации и сброса теплоносителя (виды систем). Характеристические особенности и функциональная трактовка геотермальных систем (ГТС) с естественными и искусственными коллекторами приведена в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Характеристика схем ГТС

Продолжение табл. 1.3

Получить представление о технологических схемах геотермальных систем (ГТС) приведенных в табл. 1.3. можно проанализировав их графическую интерпритацию по рис. 1.3. и 1.4.

1.2.3. ПОДЗЕМНОЕ РАСТВОРЕНИЕ СОЛЕЙ (ПРС)

В настоящее время около 90% мировой добычи принадлежит подземному растворению солей, в мировой практике он получил широкое распространение.

Суть способа заключается в том, что в основе ПРС лежит свойство солей растворяться в воде. Растворение солей относится к гетерогенным процессам, так как протекает на границе раздела твердой и жидкой фаз, и определяется законами физико-химической гидродинамики и диффузионной кинетики. Этот процесс эндотермический (с поглощением тепла), так как значительное количество тепловой энергии затрачивается на разрушение кристаллической решетки минерала.

Рабочим агентом, обеспечивающим процесс выемки полезного ископаемого, является обыкновенная вода. С целью исключения размытия камер за проектные контуры выемки используется нерастворитель (солярка, нефть и т.п.), посредством, которого производится смазывание открытой поверхности соли.

Растворение шахтным способом, или же с использованием подземных выработок пока не получило должного распространения в силу больших затраты, связанных с проходкой шахтных стволов, устройством значительной протяженности водопроводов и рассолоподъемных коммуникаций, а также большой протяженности горных выработок.

При растворении соляных залежей с помощью буровых скважин на выбор способа вскрытия влияет многочисленное количество факторов, главные из которых: мощность, угол падения, глубина залегания залежи, физико-механические свойства залежи и вмещающих пород, рельеф поверхности и др. В табл. 1.4. представлена классификация способов вскрытия соляных месторождений буровыми скважинами.

Таблица 1.4

Продолжение табл. 1.4

Вертикальные одиночные скважины применяются для вскрытия всех генетических типов месторождений каменной соли (пластовых, штоковых и куполообразных) со средней и большой мощностью залежи и с пологим и наклонным их падением.

Наклонные скважины применяются для вскрытия пластовых маломощных (до 4¸5 м) месторождений с пологим падением и соляных залежей антиклинальной и синклинальной структур с выдержанными пластами средней мощности при крутом их падении, разработка которых вертикальными скважинами или подземным способом неэффективна.

В структуре подземного способа растворения солей могут быть выделены подготовительный и эксплуатационный периоды. В рамках подготовительного периода производится размыв камер до заданного диаметра, высотой от 1,5¸2,0 до 4,0¸10,0 м в одну или несколько ступеней. Продолжительность образования подготовительной выработки заданного диаметра от 400 до 500 суток. В эксплуатационный период отработка соляной толщи производится ступенями на полную высоту камеры, двумя системами разработки. Сплошные системы разработки (рис. 1.5) нашли свое применение на маломощных (до 25 м) и не глубоких (до 400 м) залежах, камерные системы разработки (рис. 1.6) применяются при большей мощности соляной залежи и ее глубоком залегании.

1.2.4. ПОДЗЕМНОЕ И КУЧНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ

РУД (ПВР, КВР)

В настоящее время подземное и кучное (последнее в большей мере) выщелачивание руд применяется на многих предприятиях РФ, США, Португалии, Австралии, Канады, Мексики, Японии и др.

Сущность способа выщелачивания руд основана на избирательном растворении полезных компонентов химическими реагентами с использованием интесификаторов процесса.

В качестве основообразующих в технологии подземного выщелачивания руд (ПВР) принято различать два типа технологических схем, а именно сквозное скважинное выщелачивание руд (ПВР-СС) и выщелачивание руд с использованием горных выработок (ПВР-ГВ).

При первой технологической схеме (рис. 1.8), месторождения полезных ископаемых вскрывают системой скважин, располагаемых в зависимости от морфологии рудного тела: одиночно; попарно; многоугольниками; кругами; рядами.

Сквозное скважинное выщелачивание руд (ПВР-СС) применяют на залежах с хорошо проницаемыми, изотропными и с дренированными рудами. Это могут быть отдельные изолированные рудные тела, участки ранее отработанные традиционным способом, месторождение недоступные для проведения горных выработок.

Выщелачивание руд с использованием горных выработок (ПВР-ГВ) применяют при необходимости предварительного взрывного дробления значительного массива руды. Эта технологическая схема наиболее распространена, когда на месторождении совместно ведется традиционная подземная разработка и подземное выщелачивание руд.

Системой разработки при способе выщелачивания руд называетсяопределенный порядок образования зоны выщелачивания, увязанный во времени и пространстве с конструктивными элементами, технологическими скважинами и коммуникациями, с целью управляемого перевода полезного компонента, извлекаемого из недр, в подвижное состояние.

На настоящий момент единой классификации систем подземного и кучного выщелачивания руд пока не создано, поэтому предлагается воспользоваться классификациями [12,15], как наиболее полно охватывающей и описывающей существующие системы выщелачивания руд.

Следующим способом выщелачивания руд является технология кучного выщелачивания, в теле которой можно выделить три отличающиеся друг от друга, как по выщелачиваемым объемам, так и по качеству выщелачиваемого рудо-минерального сырья технологические схемы. Котлованная (объемом закладываемой руды до 12 млн т), штабельная (объемом закладываемого рудо-минерального сырья до 50 тыс т) и чановая (объемом до 600 т). На рис. 1.12. приведены принципиальные технологические схемы по формированию массивов для кучного выщелачивания руд.

1.2.5. ПОДЗЕМНАЯ ВЫПЛАВКА СЕРЫ (ПВС)

В 1891 году поземная выплавка серы впервые осуществлена в США, автором метода является Г. Фраш. К 1912 году ПВС заняло доминирующее положение в мировой добыче серы.

В основе ПВС, используется свойство серы, плавится при температуре 113¸119°С, ее вдвое большей плотности, чем у воды (1,8 г/см³), низкая вязкость, а также нерастворимость в воде и в воздухе.

В табл. 1.5. представлены требование к качеству руд и горно-геологическим условиям их залегания, определяющие возможность и экономическую целесообразность добычи серы методом ПВС.

Подземная выплавка серы обеспечивает самое высокое качество конечного продукта, примесей минимум. Себестоимость в 4¸7 раз ниже по сравнению с традиционными физико-техническими способами разработкой, а производительность труда 4¸5 раз выше.

На рис. 1.13. приведен пример схемы разработки серного месторождения

Таблица 1.5

Требования и условия разработки серной залежи [1]

1.2.6. ПОДЗЕМНАЯ ГАЗИФИКАЦИЯ УГЛЯ (ПГУ)

Идея и принцип ПГУ принадлежит Д.И. Менделееву (1888 год). Способ впервые был реализован Рамзаем в Англии в 1915 году, а СССР в 1934 году на Горловке (Донбасс).

Сущность процесса ПГУ заключается в авто-термо-химическом процессе превращении угля на месте залегания в горючие газы и другие продукты, извлекаемые по скважинам и используемые для энергетических и технологических процессов и целей.

Последовательность реализации подземной газификации угля можно представить следующим образом. Первая стадия в технологии ПГУ заключается во вскрытии и подготовки залежи, а также в создании каналов газификации в угольном пласте. Эти процессы обеспечиваются: бурением и оборудованием вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин; прожогом канала в угольном пласте до фильтрационной сбойки с использованием гидроразрыва, электросбойки и т.д. Розжиг угля осуществляется электронагревателями, газовыми горелками и пиротехническими средствами.

В состав технологического комплекса ПГУ входят скважины, выполняющие в процессе газификации различные функциональные обязанности: водоотливная скважина (ВС); сбоечная скважина (СС); дутьевая скважина (ДС); газоотводящая скважина (ГС); отработавшая скважина (ОС).

Каждая скважина многофункциональна и имеет три этапа использования; сначала как сбоечная, затем как дутьевая и на конец как газоотводящая. Соответственно каждая скважина ПГУ кроме постоянной обсадной трубы с цементной рубашкой оснащается съемными колоннами труб и оборудованием.

1.2.7. ПОДЗЕМНАЯ ПЕРЕРАБОТКА

СЛАНЦЕВ (ППС)

Под подземным сжиганием (газификацией) горючих сланцев понимается авто-термо-химический процесс аналогичный процессу подземной газификации угля, с подобным технологическим и регламентным наполнением.

Суть способа подземной перегонки горючих сланцев состоит в нагревании горючих сланцев на месте их залегания (до температуры 1100°С) без доступа воздуха и воды с целью получения в результате сухой перегонки высокосортных, жидких и газообразных продуктов через скважины.

Особенности вскрытия, подготовки скважинами и технологии переработки в строго замкнутом генераторе обусловлены с одной стороны малой ценностью горючих сланцев с другой необходимостью ведения процесса без доступа воздуха и воды. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают не глубокие месторождения и камерно целиковая система разработки. Практическую реализацию получили следующие технологические схемы ППС:

Электротермический. Метод Лунгстрема, предложен в 1940 г. При этой схеме бурят шестиугольную группу нагревательных скважин с центральной скважиной для выдачи продуктов перегонки рис. 1.15.

Газовая или оборотно-газовая. Нагрев горючих сланцев производят подачей по скважинам перегретого природного газа в залежь с его последующей фильтрацией по ней, это приводит к отдаче продуктов перегонки рабочему агенту.

Ядерным взрывом. В частности месторождения “Грин-Ривер” на глубине 900 м, по проекту Бранко в 1961 г. введено ППС ядерным взрывом мощностью 50 килотонн.

ППС может служить в перспективе основой для ППК – подземной перегонке каустобиолитов (от греч. Kaustos –горючий; bios – органический; litos – камень) к которым относятся: уголь, торф, битум и другие горючие ископаемые нефтяного ряда.

Физико-химическая геотехнология в сравнении с традиционной физико-технической геотехнологией (открытым и подземным способами) в определенных условиях экономически более эффективна, экологически в определенной части менее вредна, социально перспективна и в настоящее время получает широкое промышленное освоение.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО

ЗАНЯТИЯ

Главная задача проектирования предприятия по добыче полезного ископаемого геотехнологическими методами – определение оптимального сочетания мощности, срока службы, способа вскрытия, системы разработки и т.п.

Основные этапы проектирования геотехнологического предприятия:

1. Получение задания на проектирование;

2. Получение исходных данных;

3. Выбор способа вскрытия и системы разработки месторождения, сетки расположения скважин, очередности бурения и включения в работу скважин;

4. Выбор основного оборудования для производства рабочих агентов, транспортирования и переработки полученных продуктов, регенерации рабочих агентов, автоматизации и управления производством;

5. Определение основных технико-экономических показателей будущего предприятия [2].

2.1. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

1. Составление геолого-промышленной характеристики участка месторождения полезного ископаемого

1.1. Общие сведения о месторождении

Кратко описывается экономико-территориальное положение, месторождения полезного ископаемого, дается краткая историческая справка – начало разведки и освоения, климатические условия и пр.

1.2. Геолого-промышленные характеристики участка

Приводится информация, касающаяся морфологических типов рудных тел, которыми представлено месторождение полезного ископаемого (штокверк, линза, пласт, жила, либо выработанное пространство), их основные параметрические и пространственно-ориентационные параметры (глубина залегания и распространения; угол падения и склонения рудных тел (техногенного участка)).

1.3. Физико-химическая характеристика полезного ископаемого

Отображается информация о химико-минералогическом составе полезного ископаемого, его прочностные, плотностны и объемные характеристики, устойчивость рудного массива; наличие естественных нарушений и другие характеристики которые могут повлиять на выбор технологической схемы разработки.

Цель геологоразведочных работ это комплексная оценка месторождения, как сырьевой базы горнодобывающей промышленности в процессе, которой должны быть установлены его горно-геологические особенности. В регламент геологоразведочных работ входит определение:

1. Форма, размер и геологическое строение залежи, глубина залегания, тектонические особенности, содержание полезного компонента и его запасы, мощность, литологический, минералогический и химический составы, структурные и текстурные особенности залежи, соотношение полезных компонентов по технологическим свойствам, изменчивость их качественных и количественных характеристик;

2. Мощность, литологический состав, степень тектонической нарушенности месторождения и элементы залегания покрывающих и подстилающих пород, физико-механические свойства боковых пород;

3. Гидрогеологические характеристики водоносных горизонтов, гидрогеологическая блокировка запасов, источники водоснабжения предприятия, прогноз возможных гидрогеологических характеристик при эксплуатации месторождения;

4. Газоносность залежи, интенсивность газовыделения, состав газов, их взрывоопасность;

5. Экономика и природные условия района месторождения.

Специфические особенности геологоразведочных работ при ФХГ заключаются в большей тщательности и детальности физико-геологических исследований параметров залежи, обуславливающих процессы геотехнологии. Таким образом, исследовательские работы включают обще геологические и ФХГ исследования, заключающиеся в: количественная оценка сортов и разновидностей полезного ископаемого; установлении пористости, кавернозности и трещиноватости.

В ходе ФХГ исследований проводят целый ряд опробований: химическое (определяется химический состав, содержание полезных компонентов и вредных примесей); минералого-литологическое (изучаются состав минералов, их структурные и текстурные особенности); физическое (устанавливаются физико-механические и теплофизические свойства полезного ископаемого и вмещающих пород); технологическое (изучение извлекаемости полезного ископаемого).

Все виды опробования проводятся по результатам отбора керна секциями длиной 1 м, а на контактах с боковыми породами 0,5 м.

Перед строительством крупного предприятия осуществляются опытно-промышленные испытания технологии на опытной установке в естественных условиях.

В период подготовки месторождения к эксплуатации проводится комплекс геологических, гидрогеологических и геофизических исследований залежи. Их цель состоит в изучении месторождения как гидроструктуры. Основные методы: гидрогеологические точечное и площадное опробование скважин, сопровождаемое геофизическими измерениями. Для изучения гидрогеологических характеристик месторождения проводят опытные нагнетания и откачки.

В ходе исследований этого комплекса важнейшим является изучение эффективности методов искусственного воздействия на массив с целью улучшения его гидрогеологических свойств.

Гидрогеологические исследования должны проводиться по блокам месторождения с различными типами условий залегания полезного ископаемого: по качеству, боковым породам, свойствам и т.п. Должна быть определена неоднородность геолого-гидрологических характеристик, как по площади, так и по мощности месторождения.

Подсчет запасов полезного ископаемого, пригодных к отработке ФХГ методами, в себя ключает определение контуров и площади распространения промышленной залежи, установление средней мощности залежи, плотности полезного ископаемого и среднего содержание полезного ископаемого по блокам.

Оконтуривание промышленных запасов осуществляется на основании временных или постоянных кондиций. При установлении кондиций должна учитываться надежность выполненных геолого-гидрологических исследований, т.к. от них зависят все показатели ФХГ методов.

Реально оценивая исходную информацию, предлагаемую предприятиями с традиционной технологией, в данной части практической работы целью ставится – изучение особенностей подготовки исходной горно-геологической информации при проектировании технологии разработки месторождений полезных ископаемых ФХГ способами, используя всю имеющуюся по данному предмету литературу. Данная часть практической работы должна пройти через все ее стадии, а именно должна пополняться и корректироваться с учетом специфических особенностей выбранного ФХГ способа разработки месторождения полезного ископаемого.

2. Сущность рекомендуемого ФХГ способа разработки рассматриваемого участка месторождения

2.1. Сущность ФХГ способа разработки и структура его технологического регламента

Дается краткое обоснование выбора именно данного ФХГ способа разработки участка месторождения; сущность выбранного способа (с выделение принципиальных особенностей); стадии освоения участка месторождения принятым ФХГ способом (вскрытие, подготовка, очистная выемка).

2.2. Принципиальная схема ФХГ способа с учетом особенностей участка месторождения

Приводится чертеж участка месторождения предлагаемого к разработке ФХГ способом с нанесение принципиальных узлов системы разработки.

3. Обобщение опыта применения выбранного ФХГ способа

3.1. Общие сведения из практики разработки месторождения выбранным ФХГ способом

Историко-хронологические сведения появления и развития данного ФХГ способа с выделением геолого-минералогических, технологических и территориальных нюансов и условий применения данного способа до настоящего момента времени.

3.2. Производственный аналог, относящийся к данному виду полезного ископаемого

Краткие геолого-минералло-технологические сведения по аналогу.

4. Выбор технологии отработки участка

4.1. Конструктивно технологическая схема

Приводится чертеж системы разработки участка месторождения полезного ископаемого (может быть заимствован с соответствующей доработкой под конкретные условия участка рассматриваемого месторождения полезного ископаемого с наиболее близкого предприятия аналога. Идентичный подход возможен при выборе типа и характеристик рабочего агента, а также интенсификаторов процесса добычи полезного ископаемого).

4.2. Рабочий агент и его характеристики

Дается описание типа, характеристик реагентного режима рабочего агента, регламента его ввода и вывода в зону реакции, с соответствующими этому нормами его расхода.

4.3. Интенсификатор процесса

Описывается вариант интенсификации процесса добычи полезного ископаемого, с приведением его основных характеристик.

5. Технико-экономическая оценка рекомендуемого ФХГ способа разработки

Данный раздел может иметь два варианта выполнения. Выполнение практической работы по первому варианту осуществляется с расчетом-сравнением выбранного ФХГ способа с традиционной подземной разработкой, а второй вариант выполнения работы предполагает выполнение расчетов только по выбранному ФХГ способу разработки, без его дальнейшего сравнения с традиционной технологией.

5.1. Параметры технологии

Осуществляется определение площадей поперечного сечения горно-капитальных и горно-подготовительных выработок, расчет их объемов, выбор бурового и добычного оборудования, обоснование их типоразмеров, расчет расхода энергоносителей, вспомогательных материалов, заработно платы и т.д. Все полученные показатели должны быть сведены в таблицу (пример табл. 5.1).

Таблица 5.1

Поиск по сайту: