Для какого полезного ископаемого бурят скважины
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
Приветствую всех читателей! Этой статьей я начинаю огромную серию публикаций о бурении скважин. Что заставило меня этим заняться?
Во первых, это действительно интересный и в тоже время сложный технологический процесс, во – вторых, многие люди не знают об этом ничего, но…. хотели бы узнать об этом побольше, в целях расширения кругозора. Но беда в том, что вся литература написана сложным техническим языком и не каждому “ботанику” удается в ней разобраться.
Для начала немного слов об авторе. С рождения и по сей день вся моя жизнь можно сказать пронизана геологией. Родители работали в геологоразведочной отрасли и познавать азы бурения я начинал с детства. Прошел путь от помощника машиниста буровой установки до бурового мастера, а если взглянуть с точки зрения географии, то от республики Коми и до Магаданской области множество месторождений пришлось объехать и поработать.
А теперь приступим непосредственно к тому о чем гласит заголовок.
Что же такое скважина? – это горная выработка цилиндрической формы, длина которой во много раз превышает ее диаметр (Рис.1).
Рисунок 1 – Вид на скважину
Скажем простым языком – отверстие в земной тверди, выполненное специальной установкой. Для наглядности можно провести аналогию со сверлением дрелью в стене отверстий. Разница только в масштабе как диаметра так и глубины. Скважины бурятся на глубину от нескольких метров до десятков километров!!!! и диаметр бывает от десятков сантиметров до нескольких метров. Самая глубокая скважина в мире пробурена на Кольском полуострове во времена Советского Союза. Ее глубина составила, внимание! – 12 километров и 262 метра!!!!! Побить рекорд не удалось ни одной стране. Американцы правда что-то пытались и вроде как гордо объявили о новом рекорде, но когда компетентные службы провели исследования то, отказали им в признании нового рекорда глубины. Они пробурили ее под наклоном перейдя в горизонтальное бурение. И по факту глубина ее была значительно меньше ее длины. Кстати – глубина и длина скважины – это не совсем и не всегда одно и тоже понятие. Но об этом в этой же статье, но чуточку позже. Для начала разберем из каких элементов состоит скважина (Рис. 2). Верхняя часть скважины, ее начало – называется устье. Нижняя часть, глубина которой в процессе бурения меняется, называется забой скважины. Боковые части имеют название такое же как и в наших квартирах части комнат – стенки скважины. Пространство от устья до забоя называют стволом скважины. Проще говоря вся полость скважины это и есть ствол.
Рисунок 2 – элементы скважины
Теперь вернемся к понятию длина и глубина скважины. Обратите внимание на рисунок 2, на нем я не случайно указал земную поверхность. От нее идет отсчет и глубины и длины скважины. На первый взгляд непонятно простому обывателю о чем идет речь, но читая дальше вы все поймете. Итак, предположим мы бурим скважину ( как это делается технологически вы узнаете в следующих статьях) вертикально. Затем, на глубине 100 метров изменяем ее направление и начинаем бурить под углом, постепенно приводя ствол скважины в параллельное положение с земной поверхностью. Для наглядности – представьте, делаем подкоп под забором. Сначала мы копаем в глубину, а затем копать станем параллельно поверхности. Так и здесь все происходит. И вот так мы продолжаем бурить на большое расстояние – допустим еще 100 метров. В итоге мы получаем длину скважины 200 метров, а глубина 100 метров так и останется (Рис.3).
Рисунок 3 – длина и глубина скважины. Глубина будет 100 метров, длина 200 метров.
Единственное исключение из этого, так скажем, правила – это неприменимо к вертикальным скважинам. У этих скважин обе величины будут иметь одинаковое значение.
Теперь ответим на второй вопрос – зачем их бурят? Сейчас даже у малышей есть навыки пользоваться смартфоном или компьютером – молодежь нынче очень прогрессивная. Так вот – разберите его мысленно или реально на составные части. А теперь по порядку рассмотрим из чего он состоит, но не будем слишком углубляться в детали, а обобщенно. Корпус – зачастую пластик, изготовлен из нефтепродуктов, различные болтики, винтики и пластины крепления – металл, полученный из железной руды и сплавов различных металлов. Добавим сюда драгоценные металлы, они тоже есть в смартфонах хоть и в малых количествах. Стекло – кварцевый песок. Это только небольшая часть элементов смартфона, но этого нам достаточно будет для понимания. А теперь объединим все из чего это сделано и получим – полезные ископаемые. Так вот – самое главное для чего бурят скважины – найти полезные ископаемые!!! Металлы, минералы, газ, нефть и еще много чего. Также бурят скважины для водоснабжения, вскрывая водоносные горизонты. Существует еще такой вид бурения как буровзрывной способ. Его применяют при добыче полезных ископаемых которые залегают в твердых горных породах. Экскаватор не в силах расковырять эту твердь земную. Буровики, пробурив определенное количество скважин, закладывают взрывчатку и после взрыва порода разрыхляется, позволяя загружать ее в горные самосвалы.
На этом закончу эту статью, но продолжение следует, еще будет очень много интересного, так как проработав в этой сфере много лет мне есть о чем поведать. Если понравилось, подписывайтесь на канал и будете всегда в курсе выхода новых статей. Всем удачи и до встречи!
Источник
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
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
Люди по своей природе очень любопытны и потому склонны к исследованию окружающего мира. Человек уже давно начал изучать поверхность планеты, на которой живет, ученые добрались до небесных просторов и даже космических. Помимо этого можно говорить о попытках исследовать глубокие недра земли.
Как раз для этих целей был организован проект по бурению Кольской скважины. Однако сам процесс проходил довольно трудно и был окутан множеством тайн и слухов. Почему же скважину закрыли и что исследователи нашли на глубине 12262 метров?
Почему на Кольском полуострове?
Одним из доводов в пользу такого расположения скважины было то, что полуостров находится на поверхности Балтийского щита. Он состоит из древних пород, возраст которых не менее 3 млрд лет. Более молодые слои поверхности земли были уже хорошо знакомы ученым – их исследовали при добыче нефти.
А вот более древние породы оставались неизученными. Поэтому все предположения ученых о строении земли были всего лишь догадками. Получив Балтийский щит в разрезе, геологи смогли бы узнать, каково строение недр планеты на самом деле. Более того, они были бы способны восстановить историю Земли за последние 3 миллиарда лет.
Именно по этим причинам Кольская скважина вызывала глубокий исследовательский интерес у многих геологов. Она имела, прежде всего, научную ценность. Ученые планировали достичь так называемую границу Мохоровича.
Предполагалось, что она отделяет земную кору от мантии. Однако, помимо исследовательских целей, были и сопутствующие. В месте бурения скважины располагалось большое количество месторождений медно-никелевых руд.
Таким образом, Балтийский щит представлял собой не только ценный объект для исследований, но и планировался как источник полезных ископаемых. Как же проходил сам процесс бурения и почему вокруг этой скважины так много мифов?
Бурение Кольской сверхглубокой
Стоит отметить, что по классификации, эта скважина относится именно к сверхглубоким, так как ее длина превышает 7000 метров. В мире есть и другие не менее длинные скважины. Однако их цель – добыча ископаемых.
Протяженность некоторых из этих скважин превышает Кольскую, но они бурились под углом к земной поверхности, а не вглубь. Ввиду чего, Кольская является самой глубокой из ныне существующих.
Ее начали бурить 24 мая 1970 года. До глубины 7 км работа проходила относительно спокойно, так как этот слой состоит из однородных прочных гранитов.
Преодолев данный рубеж, бур вошел в более мягкие породы, которые начали сыпаться и образовывать пустоты. Это было причиной многочисленных поломок, буровую колонну клинило, а при подъеме головка бура обрывалась и оставалась в недрах земли. Ее цементировали и продолжали бурить, несколько отклоняясь от первоначального курса.
Кольская сверхглубокая скважина. Буровая первого этапа (глубина 7600 м), 1974 год
В конце концов разветвления скважины стали напоминать крону дерева. В 1983 году исследователи достигли глубины 12066 метров и на время прервали процесс. В 1984 году при возобновлении работ произошла серьезная авария. Когда буровую колонну спустили, она оборвалась.
В 1990 году новую ветвь пробурили до максимальной глубины. Она составила 12262 метра, однако колонна вновь оборвалась и работы прекратили. Тогда бур достиг слоев, температура которых, по некоторым данным составляла от 180°С до 220 °С.
Ученые ожидали вдвое меньших показателей. Бурение не представлялось возможным и данный факт был окутан множеством легенд. По одной из них, Кольская скважина называется «колодцем в ад».
Якобы, на самом деле ученые достигли глубины в 14,5 км и обнаружили крупные пустоты, температура в которых была не менее 1100 °С. Когда туда спустили микрофон, то услышали крики людей, мучающихся в аду. Все это конечно было вымыслом, но что же все-таки нашли ученые на глубине 12262 метра?
Находки из недр земли
Одним из самых важных открытий ученых было то, что строение земли не соответствовало их представлениям. Согласно теории, поверхность планеты многослойна – сначала идут молодые породы, затем гранитный слой, базальты, мантия, и в центре – ядро. Однако на практике многое не подтвердилось.
Например, гранитный слой располагался на 3000 метров ниже, чем предполагали ученые. А базальтов и вовсе не было. Это открытие было сверхважным для геологов.
Более того, слои, возраст которых насчитывал свыше 2,8 миллиарда лет, содержали органические останки. Хотя ученые не ожидали обнаружить там следы жизнедеятельности. Это указывает на то, что жизнь на Земле могла зародиться на 1,5 млрд лет раньше, чем считали до этого биологи.
В более глубоких слоях также был обнаружен метан – это убедило ученых в том, что нефть и газ могут иметь небиологическое происхождение. Также на глубине в 9,5 км был обнаружен слой с аномально высокой концентрацией золота.
Источник