Бурение скважин для добычи полезных ископаемых
Геологоразведка необходима не только для поиска месторождений полезных ископаемых. Ее также часто используют при строительстве различных объектов. Геологоразведочное бурение позволяет получить сведения о геологическом строении выбранной площадки, наличии водоносных горизонтов, пустот, карст и прочих опасных явлений, составе грунта. Заказать бурение геологоразведочных скважин в Москве и по области вы сможете в нашей компании «Изыскание МСК».
Геологоразведочное бурение: что определяется?
Нередко люди пренебрегают проведением геологоразведочных работ перед началом строительства, особенно если они уже проводились на соседнем участке. Такая беспечность может повлечь за собой необратимые последствия. Далеко не всегда геологическое строение расположенных рядом земельных участков идентичное. Кроме того, непосредственно в границах конкретного участка могут быть представлены грунты с разными физическими свойствами, например, различной сжимаемостью или плотностью. Построив здание на таких грунтах и не приняв во внимание их особенности, при эксплуатации вы можете столкнуться с деформациями и даже обрушениями.
Затраты на устранение таких последствий могут во много раз превысить затраты на строительство нового такого здания. Поэтому важно обязательно выполнять геологоразведочное бурение скважин до начала всех строительных работ – так вы убережете себя от проблем и лишних денежных трат. Количество скважин, необходимых для проведения исследований, определяется размерами участка на подготовительном этапе работ. Из этих скважин наши специалисты возьмут пробы почвы и воды для дальнейшего анализа в лабораторных условиях.
В целом, выполняя геологоразведочное бурение при строительстве, мы определяем:
- виды грунтов, представленных на участке, их свойства и состав;
- глубину расположения водоносного горизонта, пригодность воды для питья;
- особенности геологического строения местности, где запланировано строительство;
- неблагоприятные геологические процессы, протекающие в районе, их вероятное влияние на ход строительства и объект, в целом.
Важно! Геологоразведка также позволяет определить, есть ли необходимость в установке дренажей на участке. Дренажные системы позволят избежать подтопления подвалов и цокольных этажей.
Как проводится геологоразведочное бурение на месторождениях полезных ископаемых
Разработка месторождений полезных ископаемых обязательно должна включать геологоразведочное бурение. Его используют на каждом из этапов разработки месторождения: от поиска перспективного района до эксплуатационной разведки. Геологоразведочное бурение на твердые полезные ископаемые позволяет обосновать техническую и экономическую целесообразность их добычи. Выполнив на обозначенном участке геологоразведочное бурение, специалисты нашей компании определят мощность месторождения, глубину залегания полезных ископаемых.
Важно! Результаты геологоразведки используются при составлении проекта по добыче полезных ископаемых.
Бурение скважин на территории месторождения необходимо для составления геологического разреза местности, а также взятия образцов породы на анализ. С помощью современных методик бурения наши специалисты смогут изучить строение недр, не нарушив природное сложение слоев породы. В результате проведенных работ и полученных данных заказчик сможет решить, рациональна ли, в принципе, разработка данного месторождения. Геологоразведочное бурение также позволяет спрогнозировать развитие различных опасных процессов в результате техногенного влияния, обосновать выбор методики добычи ископаемых и обеспечить максимальную безопасность работников при освоении месторождения.
Почему стоит доверить бурение геологоразведочных скважин геологам нашей компании?
От качества проведенной геологоразведки перед началом строительства напрямую зависит безопасность будущего сооружения. Такую работу должны выполнять исключительно профессиональные геологи с опытом работы на участках различной степени сложности. Таких специалистов вы найдете в нашей компании «Изыскание МСК». Помимо геологоразведочных работ при строительстве мы также выполняем бурение геологоразведочных скважин для определения параметров месторождений твердых ископаемых. Стоимость работ, выполняемых нашей компанией, зависит от множества факторов, таких как:
- площадь исследуемого участка;
- количество и глубина скважин;
- сложность рельефа местности;
- используемый метод бурения.
Чтобы узнать точную цену работ, вам следует обратиться к нашим сотрудникам и предоставить им техническое задание.
Подробнее на сайте https://izyskanie.msk.ru/article/geologorazvedochnoe-burenie
Источник
Что может быть нового и научного в технологиях добычи полезных ископаемых на россыпных и осадочных месторождениях алмазов, золота, платины, янтаря, фосфоритов…?
Сотни лет ведется разработка столь важного в мире сырья, месторождения истощаются, увеличивается глубина добычи, уменьшается концентрация полезного компонента на 1 м3 вынимаемых вмещающих его пород. Если не предлагать горной промышленности новые технические разработки в этой области, человечество может однажды остаться без столь важных промышленности и повседневной жизни материалов.
Все «лакомые куски» известных месторождений россыпного золота, алмазов, платины, сапфиров давно выработаны. Горнодобывающая промышленность переходит на забалансовые и малые по запасам месторождения. При этом очень важно, чтобы добыча полезных ископаемых на таких месторождениях была рентабельна, безопасна и технологична. Ни подземная (шахтами), ни открытая (карьерами) добыча не может быть в данном случае пригодна для освоения природных россыпей или осадочных продуктивных пластов. Первая, практически не пригодна, вторая – экономически не выгодна в условиях мерзлоты, обводненности, малого содержания и количества полезного ископаемого на выявленных участках месторождений.
Вот в таких случаях на помощь горнякам приходят геотехнологические способы добычи полезных ископаемых, в частности – скважинная гидродобыча (СГД). Способ заключается в бурении технологических скважин, вскрывающих россыпное или осадочное месторождение того или другого полезного компонента, установку в скважины высоконапорного гидромонитора, размывающего полезный пласт и превращающего породы и воду в гидросмесь, элеваторного или эрлифтного подъемника гидросмеси на поверхность к перерабатывающему или обогатительному комплексу.
Оборудование для СГД может быть выполнено в стационарном, модульно-передвижном и мобильном виде. По производительности такие комплексы могут соперничать с открытыми горными разработками, но, как правило, ограничиваются 150-600 м3/ч по пульпе.
На сегодняшний день СГД особо важна при добыче россыпного золота в Монголии, Центральной Африке и России, сапфиров и рубинов – в странах Ю-В Азии, лунного камня, сапфиров, рубинов, др. – на Шри Ланка, алмазов – в Якутии, на Мадагаскаре, в африканских странах. Скважинная гидродобыча позволяет эффективно отрабатывать участки месторождений на больших глубинах, с малым содержанием полезного компонента, на незначительных площадях его распространения, в труднодоступных районах…
Себестоимость добычи данным методом в несколько раз ниже традиционных: подземной и открытой разработки. Капитальные вложения – в десятки раз ниже общепринятых.
Не зря к таким способам добычи полезных ископаемых сегодня обращаются в се чаще и чаще. СГД набирает популярность, усовершенствуется и может быть применено даже малым и средним бизнесом.
Так, например, для добычи обводненных строительных песков в Курской области с глубины до 20 м при мощности вскрышных пород 6-8 м и продуктивного пласта – 12-14 м рационально был использован модульно-передвижной комплекс на базе бурильно-крановой техники УБМ-85-17 и гидромонитора АД-300. Достигнута производительность по песку – 45-60 м3/час. Себестоимость песка составила не более 120 руб/м3. Капитальные вложения в добывающе-обогатительный комплекс составили не более 18 млн. рублей.
С 2018 года специалистами Центра по сапропелю по приглашению золотодобывающих предприятий Монголии были обследованы ряд тальвеговых месторождений страны на предмет их разработки при помощи скважинной гидродобычи. При мощности вскрышных пород 60-140 м и продуктивного золотовмещающего слоя – 1-3 м добыча открытым способом полезного ископаемого стала не эффективной и привела к полной остановке работ. Подземная добыча золота в данных горно-геологических условиях не возможна. Первый проект СГД россыпного золота в Монголии показал высокую эффективность его применения. Достигнута производительность по пульпе до 300-440 м3/ч, выемка золота отлажена на уровне 18-20% потерь, в основном, из-за высокой трещиноватости подстилающих пород. Добычное оборудование выполнено мобильным, на пневмоколесном ходу. Проектные капитальные вложения составили 36 млн. руб. Способ только начал применяться и постоянно усовершенствуется.
Скважинная гидродобыча сапфиров в одной из стран Ю-В Азии с глубины 26-78 м при слабосвязных вскрышных породах мощностью 12-14 м спроектирована под мобильную буро-добычную установку на пневмоходу и модульный промывочно-обогатительный узел на санных салазках. Технология позволяет ведение работ с плавной просадкой поверхности и образования на месте добычи водоема. Достигнута пректная производительность по пульпе в 300 м3/ч. Капитальные вложения в оборудование и проектное обоснование бизнеса оцениваются в 38-43 млн. руб.
Пробная скважинная гидродобыча гравийных отложений с содержанием сапфиров, рубинов, «кошачьего глаза», других хризобериллов, гранатов, турмалинов, топазов, кварцев, бериллов также проведена Центром по сапропелю в Шри Ланка. Работы были выполнены в 2004-2006 г. в провинции Балангода и Элахер и длились втечение 6 месяцев мобильным добычным комплексом на базе буровой установки российского производства, промывка и обогащение осуществлялась на российском оборудовании типа «Новомакс». Глубина разработки продуктивного слоя достигала 16-18 м, средняя мощность продуктивного пласта 16-11 м. Капитальные вложения в оборудование комплекса составили 23 млн. руб. За время пробной работы комплекс полностью окупил себя.
Также на Шри Ланке в провинции Ратнапура были проведены работы по СГД аллювиальных россыпей под руслом реки. При ее ширине в 8-22 м и глубине 0.4-1 м удалось сохранить экостабильную обстановку и отработать технологический режим гидродобычи полезного ископаемого, не меняя природного ландшафта. Для этого использовалось оборудование горизонтально-наклонного бурения с одновременной обсадкой скважины.
Сегодня Центр по сапропелю выполняет ряд проектов по СГД россыпного золота в Монголии, алмазов – в России, сапфиров и рубинов – в Камбодже.
Работы проходят успешно, везде достигнуты проектные показатели. Из этого следует, что СГД россыпных и осадочных полезных ископаемых приобретает всеобъемлющий характер и является одним из перспективных методов освоения природных богатств на планете.
ВИДЕООБОЗРЕНИЕ СГД
Скважинная гидродобыча россыпного золота в Монголии
Скважинная гидродобыча полезных ископаемых
Источник
Инновационное предложение выгодно отличающееся от других своей низкой себестоимостью и эффективностью производства горно-добычных работ на малых, забалансовых, труднодоступных россыпных месторождениях полезных ископаемых.
Технология разработана специально для одного из отечественных заказчиков, работающих на добыче россыпных алмазов и золота на острове Мадагаскар. Она легко адаптируется под любую отечественную россыпь даже с учетом вечной мерзлоты!
Исходные данные от заказчика были такие: россыпная залежь не имеет торфов, расположена в русле и долине реки. Продуктивный слоя сложен рыхлыми рассыпчатыми глинами, глинистым песком, мелкой галькой и песчано-глинистыми перемытыми и переотложившимися несколько раз по течению не уплотнившимся со временем песком, окатанными обломками коренных пород и прослойками глины. Глубина залегания полезной толщи от 0 м до 28 м.
Общий вид прицепной буро-добычной установки СГС для малого бизнеса на добыче полезных ископаемых
Район непроходимый, отличается бездорожьем, отсутствует электроэнергия и трудовые ресурсы. Материально-техническая база и снабжение ГСМ не развиты.
Ручная добыча алмазов на Мадагаскаре
Перед подписанием договора горно-добычные работы на осваиваемом месторождении проводились бульдозерно-экскаваторной минитехникой зарубежного производства от фирм США, Японии и Германии. Максимальная глубина добычи алмазов и золота при этом устанавливалась характеристиками самого оборудования и не превышала 2-2.7 м. Данный способ позволял лишь создавать видимость технологичности процесса добычи полезных ископаемых, так как согласно геологического отчета по месторождению максимальное содержание полезного компонента находится на глубинах от 6 до 24 м.
Заказчиком поставлена задача в данных условиях увеличить добычу полезного ископаемого и снизить затраты времени и ресурсов на технологический процесс.
Это стало возможным с применением технологии скважинной гидродобычи полезных ископаемых, которая позволяет технически и экономически наиболее целесообразно, дешевле, комплексно и без потерь разрабатывать месторождения не только россыпного золота и алмазов, но и платины, циркония, титана, фосфорита, диатомита, сапфиров, гранатов, рубинов, урана, серебра, сапропеля, кварцевых песков, гагата, янтаря, соли, леонардита, др.
Раскопки россыпей золота в северных провинциях Мадагаскара
Под руководством к.т.н. горного инженера, геотехнолога, гидрогеолога Бычека Н.Д. на основании технического задания заказчика и горно-геологических условий месторождения для выполнения поставленных задач было предложено техническое решение на принципиально новом подходе к делу, используя технические возможности заказчика, передвижное самоходное или прицепное к внедорожнику, трактору, легковому автомобилю буро-добычное оборудование (установку) обеспечивающее все задачи разработки данного типа месторождений в труднодоступных и безинфраструктурных местах.
Комплект миниоборудования для горно-добычных работ по извлечению россыпных алмазов и золота скважинной гидродобычей
В комплекс предложений вошел технический проект, эксплуатационный технологический паспорт ведения работ в конкретно заданных горно-геологических условиях добычи полезного ископаемого, самоходное/прицепное мини оборудование на гусеничном или пневматическом ходу. Максимальная глубина разработки месторождения составила 30 м, диаметр технологической скважины для СГД – до 300 мм.
На испытаниях в полевых призаводских условиях производительность миниустановки СГД по твердому (рыхлых песчано-глинистых продуктивных слоев): составила с 0 до 12 м заглубления – до 22 м3/час, в зоне плотика от 22 до 28 м заглубления снизилась до 12-15 м3/ч.
Способ скважинной гидродобычи (СГД) миниоборудованием заключался в последовательности операций бурения технологической скважины на месте проведения работ, оснастки ее скважинным гидродобычным и промывочным оборудованием (промприбором), подключения их к водо- и воздухоподающим миниагрегатам того же комплекса, плавным камерным гидроразмывом продуктивного слоя напорной водяной струей через скважину с выдачей образовавшейся гидросмести на промприбор. На промприборе твердое отделялось от воды, вода подавалась снова в технологический процесс, а твердый остаток подвергался дальнейшему обогащению или извлечению из него добываемого золота или алмазов.
Промприбор в комплектации миниоборудования для скважинной гидродобычи золота
В процессе первых нескольких дней работы на месторождении достигнуты результаты, обеспечивающие высокую эффективность предложения при минимальных затратах на процесс, особенно ГСМ, трудовых ресурсов и временных затрат на перемещения по месторождению. Так, при использовании буро-добычного миниоборудования СГД установленного на пневомколесном прицепе к внедорожнику с применением дизельного привода напорного водоподающего насоса, компрессора и самой установки получено затратное соотношение на 1 м3 извлеченного на промприбор твердого материала 2,2 л дизтоплива.
Компрессор, насосная высоконапорная водяная помпа и скважинный гидродобычной снаряд для СГД золота
При этом оборудованием может управлять 1 человек!
Комплектация миниустановки: буро-добычной агрегат (БДА), скважинный гидродобычной снаряд (СГС), насос напорной воды, компрессор, промывочный прибор, подсоединительные напорные шланги, инструмент, обсадные трубы. Дополнительно в комплект поставки включаются различные типоразмеры и ассортимент СГС с учетом условий добычи и свойств вмещающих полезное ископаемое пород.
Схема камерной разработки россыпного золота на месторождении
Транспортируется на прицепе или кузове к автомобилю ГАЗель, внедорожнику, трактору. Сроки поставки комплекта после подготовки технического проекта и требуемой заказчику спецификации оборудования – не более 1.5 мес. Стоимость минимального комплекта – от 3.7 млн. руб., оптимального – 5.44 млн. руб.
Общий вид прицепного миниоборудования для СГД россыпного золота, янтаря, алмазов и других драгоценных камней и минералов
Смотрите документ в формате PDF Миниоборудование скважинной гидродобычи полезных ископаемых в малом бизнесе
Смотрите видео автора статьи на канале в Ютубе Миниустановка для скважинной гидродобычи россыпного золота, алмазов, янтаря и др.
Источник
При скважинной гидродобыче технологические процессы разрушения горной массы, пульпо-приготовления, всасывания и гидроподъема осуществляются с помощью напорного потока воды через скважины небольшого диаметра. Технология реализуется следующим образом: в пробуренную и обсаженную скважину опускают специальный гидромонитор и гидроподъемное устройство. При этом массив породы разрушается гидромониторной струей жидкости, а выдача образовавшейся после размыва гидросмеси в очистной камере осуществляется эрлифтом либо эжектором (гидроэлеватором) на поверхность [1, 2].
Первые реальные публикации по технологии скважинной гидродобычи относятся к 1936 г., в которых инженер-исследователь П. М. Тупицын [3] показал, что для определенных горногеологических условий экономически выгодно вести добычу некоторых видов твердых полезных ископаемых (песок, гравий, уголь) через скважины небольшого диаметра (200–300 мм). Причем, что особо отмечалось, добычу можно осуществлять без проведения дорогостоящих вскрышных работ.
В последующем эта перспективная технология стала разрабатываться во многих странах и получила развитие в различных отраслях промышленности: в Японии при добыче гравийных смесей для намыва прибрежных территорий; в Польше и Китае — для добычи песка; в Индии и США — при разработке ураноносных и слабосцементированных песчаников. С 1970-х годов Российский государственный геологоразведочный университет (РГГРУ, бывший Московский геологоразведочный институт им. Орджоникидзе) участ-вует в разработке этой технологии при различных горно-геологических условиях.
Скважинная гидротехнология включает следующие процессы:
– гидроразмыв продуктивного массива напорными струями воды с формированием двух- либо трехфазной смеси;
– самотечное или принудительное транспортирование разрушенного (отделенного от забоя) твердого к зумпфу эксплуатационной скважины (подъемного аппарата);
– пульпоприготовление доставленной в зумпф горной массы для процесса всасывания;
– всасывание горной массы с учетом энергетических возможностей всасываемого потока и гидравлических характеристик отдельных кусков твердого материала в объеме горной массы;
– подача гидросмеси на поверхность с учетом возможностей подъемного аппарата, работающего в стесненных условиях эксплуатационной скважины;
– поверхностный напорный гидротранспорт двух-трехфазного потока.
Эти технологические процессы тесно взаимосвязаны между собой и в своей совокупности представляют решение сложной задачи — совмещение разноструктурных процессов в единый технологический цикл добычи полезных ископаемых через скважины с учетом различных горно-геологических требований к процессу гидродобычи.
Первым звеном всей технологической цепи является процесс гидроразмыва (гидроразрушения) породы. Максимально возможную производительность добычи через скважины определяет именно процесс гидроразмыва.
Эффективность процесса гидроразмыва определяется:
а) конструктивными особенностями и геометрическими параметрами инструмента разрушения массива — гидромонитора;
б) расходно-напорными и физическими характеристиками агента разрушения — напорной жидкости;
в) гидростатистической обстановкой в очистной камере и порядком ведения очистных работ в ней;
г) взаимодействием со смежными технологическими процессами: предварительной подготовкой массива (или без нее); гидродоставкой (принудительно или под действием сил тяжести) разрушенной горной массы к зумпфу гидродобычного агрегата; возможностью управления процессом пульпоприготовления при всасывании горной массы в режиме работы гидроагрегата «из-под слоя», как наиболее эффективном.
Гидромонитор должен состоять из ствола (длиной не менее 50 его диаметра) и рабочей насадки. Обеспечить гидромонитор минимально необходимой длиной ствола в пределах диаметра скважины (около 300–350 мм) возможно только при использовании выводного гидромонитора или гибкого ствола. Размывающая способность затопленной гидромониторной струи по мере ее распространения в массе окружающей жидкости интенсивно снижается [7]. Так, при рабочих давлениях 7–10 МПа и диаметрах насадки 25–30 мм, на расстояниях 1–1,5 м от выхода из насадки гидромониторная струя уже не может создавать разрушающих усилий на забое, и процесс размыва прекращается.
Разработка новых конструкций гидромониторов, способных создавать управляемое струеформирование для размыва породы и перевода ее в текучее состояние, является важнейшей проблемой технологии скважинной гидродобычи.
Степень насыщения образуемой гидросмеси твердой составляющей в значительной степени зависит от условий всасывания и пульпоприготовления, которые должны быть взаимоувязаны с процессами гидроразрушения и самотечного гидротранспортирования по почве очистной камеры. Анализ практики проектирования скважинной гидродобычи показывает, что непосредственные расчеты всасывания и пульпоприготовления при этом практически отсутствуют. Так, например, общепринятая методика проектирования скважинной гидродобычи даже не упоминает об этом процессе, выделяя только следующие методы расчета: свободной незатопленной струи; затопленной гидромониторной струи; доставки руды в очистной камере; эрлифта; гидроэлеватора; укладки руды в карты намыва. Кроме того, все предлагаемые расчетные уравнения, зависимости скорости фильтрации с градиентом напора в геотехнологических методах получены эмпирически — путем подбора по результатам экспериментов, аппроксимирующих уравнение, поэтому физическая сущность входящих в него коэффициентов остается нераскрытой. Не составляет исключение такой параметр, как начальный градиент фильтрации. При всей очевидности его физической интерпретации, как некоторого сдвигового сопротивления жидкости, остается неясной связь его с другими показателями, характеризующими процесс фильтрации.
Исходя из вышесказанного, повышение эффективности скважинной гидродобычи и расширение области ее применения требует в первую очередь решения следующих проблем:
– создания новых гидромониторов с управляемым качеством струеформирования;
– разработки методики проектирования скважинной гидродобычи с учетом расчетов процессов всасывания и пульпоприготовления.
В заключение необходимо отметить, что технология скважинной гидродобычи практически работает уже не одно десятилетие (табл.). Технология чрезвычайно привлекательна тем, что для добычи полезных ископаемых не требует создания карьеров или проведения дорогостоящих и опасных для людей подземных горных работ. Несомненно, область применения технологии скважинной гидродобычи должна расширяться, в том числе она должна найти применение для добычи россыпного золота из погребенных россыпей. Для этого уже в настоящее время могут быть выбраны подходящие объекты.
Апробация скважинной гидродобычи на горнодобывающих предприятиях (по результатам работ Российского государственного геологоразведочного университета МГРИ-РГГРУ)
Литература
1. Арене В.Ж., Гридин О.М., Крейнин Е.В., Небера В.П., Фазлуллин М.И., Хрулев А.С., Хчеян Г.Х. Физико-химическая геотехнология. М., Изд-во МГГУ, Горное образование, 2010.
2. Арене В.Ж., Бабичев Н.И., Башкатов А.Д., Гридин О.М., Хрулев А.С., Хчеян Г.Х. Скважинная гидродобыча полезных ископаемых. М.: Горная книга, 2007.
3. Тупицын П.М. Устройство для подземной разработки полезных ископаемых гидравлическим способом. А.с. № 58591, 1936 г.
4. Бройд И.И. Струйная технология. М.: 2004 г.
5. Хасин М.Ф. Струйная геотехнология в строительстве. Гидротехническое строительство. 2000. № 8. С. 35–42.
6. Малухин Н.Г., Дробаденко В.П., Малухин Г.Н., Вильмис А.Л. Развитие теории и методов расчета скважинной гидротехнологии и их реализация при разработке месторождений полезных ископаемых. Горн, инф.-анал. бюл., Моск. гос. горн, ун-т, 2008. № 12.
7. Дробаденко В.П., Малухин Г.Н., Калинин И.С. Методика и техника морских геологоразведочных и горных работ. Волгоград: 2010 г. Изд. дом. «Ин-Фолио».
-0+1
Просмотров статьи: 10934, комментариев: 38
- Содержание сайта
- Комментарии
- Главная страница
Источник