Гидрогеологические исследования при обосновании добычи полезных ископаемых геотехнологическими методами

  • Вид работы:
    Реферат
  • Предмет:
    Геология
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    8,93 kb
  • Опубликовано:
    2012-02-07
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Гидрогеологические исследования при обосновании добычи полезных ископаемых геотехнологическими методами

Российский государственный геологоразведочный университет

имени Серго Орджоникидзе









РЕФЕРАТ

по курсу: «Гидрогеологические исследования»

Тема

Гидрогеологические исследования при обосновании добычи полезных ископаемых геотехнологическими методами










г.

Содержание

гидрогеологическое месторождение ископаемое выщелачивание

Введение

. Гидрогеологические исследования

.1 Гидрогеологические исследования при поисках, разведке и разработке месторождений твердых полезных ископаемых

.2 Общие задачи гидрогеологических исследований

. Геотехнологические методы

.1 Подземное выщелачивание металлов

.2 Подземная выплавка серы

.3 Скважинная гидродобыча рыхлых руд

Список использованной литературы

Введение

Современная горная наука решает теоретические и технические проблемы горного дела и во многом определяет сферу интересов политиков, экономистов, социологов и философов. Её общественное значение для реализации программы развития промышленности огромно. Более того, сегодня, когда остро стоит вопрос о ресурсах сырья, вопросы снижения себестоимости. Роста производительности труда и охраны окружающей среды вышли за рамки только горных проблем и приобрели значение крупной государственной задачи.

Первая проблема - обеспечение сырьем. Мы имеем запасы практически всех полезных ископаемых (ПИ), но, как известно, месторождения ПИ залегают в самых различных условиях и географических точках нашей страны, поэтому решать проблемы ресурсообеспеченности горного производства необходимо комплексно, с учетом полного освоения недр на базе анализа экономики, которая, с одной стороны, связана с характеристикой сырья, условиями его залегания и географической точкой размещения, а с другой - с применяемой технологией производства.

Вторая проблема - технология производства работ. Традиционная технология не обеспечивает резкий рост производительности труда, требуется создание поточного процесса добычи, изменение принципа выемки ПИ из недр и соединение этого процесса с первичной его обработкой.

Третья проблема - обеспечение комфортности производства - играет весомую роль в повышении производительности труда и имеет социальное значение. Именно геотехнологические методы (ГМ) способны создать максимум комфортности обеспечив решение социальной проблемы горного дела. При правильной организации данных работ обеспечивается высокий уровень безопасности труда

Четвертая проблема - проблема экономики. За главный показатель при экономическом анализе технологии производства должна приниматься экономия труда, а поточность и малооперационность процесса добычи и частичной переработки сырья в недрах при ГМ добычи позволяют получить её.

Повышение производительности труда в горной промышленности возможно только на базе создания принципиально новых технологий добычи полезных ископаемых, основанных на комплексной механизации и автоматизации всех трудоемких работ, обеспечивающих кардинальное решение проблемы безопасности горных работ. Это может быть достигнуто на базе научных исслдеований по преобразованию многооперационных процессов в малооперационные с автономным автоматическим управлением и с выводом людей на поверхность. В связи с этим применение гидротехнологий перспективно.

1. Гидрогеологические исследования

Комплекс задач решаемых методами современной гидрогеологии чрезвычайно разнообразен и широк, к ним относится и гидрогеологическое обоснование новых прогрессивных методов добычи полезных ископаемых (химических, гидравлических и т.д.). На проведение гидрогеологических исследований при решении различных задач расходуются значительные средства. Поэтому вопросы экономии материальных средств, рационального их расходования и повышения эффективности выполняемых исследований имеют большое значение. Определение экономической эффективности необходимо на всех этапах, начиная от их планирования и кончая оценкой выполненных работ. Общее требование к эффективности гидрогеологических исследований вытекает из основных принципов их проведения и заключается в обеспечении эффективного решения поставленных геолого-гидрогеологических задач при минимальных затратах труда, времени и средств.

К числу общих принципов, отражающих основы проведения геологоразведочных работ, относятся следующие:

) полноты исследований

) последовательных приближений

) равномерности изучения месторождений

) наименьших трудовых и материальных затрат

) наименьших затрат времени

) рационального и комплексного использования природных ресурсов.

1.1 Гидрогеологические исследования при поисках, разведке и разработке месторождений твердых полезных ископаемых

ГГИ при поисках, разведке и разработке МПИ выполняются в рамках стадийности, установленной для поисково-разведочных работ на данное ПИ. Стадийность ГГИ в каждом случае обосновывается в зависимости от сложности природных условий изучаемой территории, степени их изученности, крупности, важности и сложности проектируемого объекта или мероприятий и других факторов. Принцип рационального и комплексного использования природных ресурсов включает как обязательное требование о необходимости учета и оценки влияния условий эксплуатации одних ПИ на другие и обеспечения условий рационального освоения всех природных ресурсов. Это требование следует прежде всего учитывать при планировании проведения поисково-разведочных работ и при геолого-промышленной оценке любых МПИ.

ГГИ при происках, разведке и разработке МПИ могут проводиться по крайней мере в трех различных аспектах. Различающихся целевой направленностью и характером выполняемых исследований.

. ГГИ выполняются с целью изучения природных ГГУ месторождения и их всесторонней оценки как одного из основных факторов, определяющих условия разведки, целесообразность и экономическую эффективность последующего освоения и эксплуатации месторождения. Подземные воды рассматриваются как вредный фактор - нерентабельность, осложнение добычи - затраты на осушение, борьба с водопритоками и др.

. ГГИ выполняются как специальные дополнительные (основные) методы поисков и разведки месторождений ПИ, имеющие целью оценку перспектив той или иной территории на различные ПИ, повышение разрешающей способности и экономической эффективности основного комплекса геологоразведочных работ и выполнение основной их цели - найти и разведать промышленное месторождение ПИ - установление различных аномалий, поисковых признаков и др. Вода рассматривается как важный геологический агент, участник многих гидрогеохимических процессов, определяющих миграцию химических элементов.

. ГГИ в районах МТПИ могут проводиться в целях изучения и оценки ПВ, как возможных источников для водоснабжения объектов горнорудных и перерабатывающих предприятий. Вода рассматривается как полезное ископаемое.


При планировании и проведении ГГИ в максимально возможной степени ориентироваться на получение необходимой ГГ информации за счет использования предусматриваемых проектами основных геологоразведочных работ (организация ГГ наблюдений и опробования поисковых и разведочных буровых скважин, тщательное обследование и наблюдения в горно-разведочных выработках, использование результатов геофизических работ, опытно-фильтрационные наблюдения в процессе попутных возмущений ПВ и т.д.). При невозможности получения достаточной информации следует проводить специальные гидрогеологические работы и исследования. Таким образом, общими задачами выполняемых в составе комплекса геологоразведочных работ ГГ исследований является: изучение ГГУ района месторождения; всесторонняя оценка этих условий и выполнение необходимых ГГ прогнозов и обоснований, обеспечивающих эффективное выполнение поисково-разведочных работ, объективную геолого-промышленную оценку месторождения и обоснование наиболее благоприятных условий его промышленного освоения.

Существуют следующие основные стадии поисково-разведочных работ на твердые ПИ:

) региональное геологическое изучение территории

) поиски (с подстадиями: общие поиски, детальные поиски, поисково-оценочные работы)

) предварительная разведка

) детальная разведка

) эксплуатационная разведка

Соответственно на каждой стадии выполняются определенные ГГИ.

2. Геотехнологические методы

Сущность геотехнологических методов заключается в переводе полезного ископаемого в подвижное состояние. Эти методы имеют следующие особенности:

1.Разработка месторождений ведется через скважины

2.Месторождение - объект добычи полезного ископаемого и место его частичной переработки, так как технология добычи предусматривает избирательное извлечение.

.Инструментом добычи служат рабочие агенты (энергия или его носители, вводимые в рабочую зону; например, химические растворы, электрический ток, вода-теплоноситель).

.Под воздействием рабочих агентов ПИ изменяет агрегатное состояние, образуя продуктивные флюиды (раствор, расплав, газ, гидросмесь), которые обладают легкой подвижностью и начинают перемещаться.

.Разработка месторождения зональна и перемещается во времени у добычных скважин, а сам метод определяет размеры и форму рабочей зоны в эксплуатируемой части месторождения

.Управление процессом 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. Классификация геотехнологических методов по процессам добычи

Подвижное состояние полезного ископаемогоСпособы перевода полезного ископаемого в подвижное состояниефизическиехимическиекомбинированные (физико-химические и химико-бактериальные)ГазообразноеВоздействие температуры, давления (сублимация, перегонка)Окисление, разложение (частичное или полное сжигание, обжиг)Химические реакции с участием физических полей, бактериального воздействияЖидкое (раствор, расплав)Воздействие температуры, давления (плавление и перегонка, нагрев)Выщелачивание и растворение с образованием молекулярных растворовРастворение, выщелачивание и гидрогенизация с участием физических полей, бактериального воздействияГидромеханическая смесьгидропневморазрушениеРастворение связующего веществаДиспергирование поверхностно-активными веществами, химическими реагентами, физическими полями, бактериями

Для геотехнологии характерна универсальность подхода к изучаемым явлениям. На основе изучения процессов и средств бесшахтной добычи ПИ и воздействия на их параметры химическими и физическими методами в геотехнологии используются методы физики, химии, геологии и горного дела, что позволяет количественно оценить происходящие процессы и дать возможность их изучить и использовать.

. Подземное выщелачивание.

. Подземное растворение.

. Подземная выплавка.

. Подземная газификация.

. Скважинная гидродобыча.

Также ведутся направления в изучении МГ - добыча тепла Земли, гидрогенизация угля и битумов на месте их залегания, скважинная добыча углей воздействием на них углеводородов. Использование земных недр в качестве реакторов для осуществления технологических процессов, протекающих при высоких температурах и давлениях.

2.1 Подземное выщелачивание металлов

Подземное выщелачивание - метод добычи редких, рассеянных и других элементов путем избирательного растворения их химическими реагентами на месте залегания и последующего извлечения образованных в зоне реакций химических соединений без формирования значительных пустот и без массового сдвижения вмещающих пород.

Каждая скважина оборудуется колонной труб из материала, устойчивого по отношению к применяемому растворителю, с фильтром в рудном интервале. В одни скважины подается растворитель, из других откачиваются на поверхность вначале пластовые воды¸ а после их полного замещения - продуктивные растворы, сформировавшиеся в процессе фильтрации растворителя по рудовмещающему пласту от закачных скважин к откачным. На поверхности земли продуктивные растворы подвергаются технологическому переделу (извлечению полезного компонента, доукреплению растворителем, другим видам необходимой обработки) и вновь направляются через закачные скважины в пласт для использования в новом цикле выщелачивания.

2.2 Подземная выплавка серы

Для добычи серы на месте залегания методом ПВС использовано ее свойство плавиться при температуре 112,8 - 119°С. Процесс добычи включает в себя разнородные тепловые и гидродинамические явления, основанные на теплообмене между теплоносителем (горячая вода), подаваемым через скважины, и рудным массивом.

В ходе разработки осуществляется нагнетание воды, ее фильтрация по пласту, разгрузка месторождения за счет работы водоотливных скважин, плавление серы и ее откачка. Все эти процессы связаны между собой. Для обеспечения максимальной добычи серы необходимо регулировать режим работы добычных скважин: изменять число работающих скважин, их расстановку на месторождении и порядок включения в работу, объем подаваемого в скважину теплоносителя, а также режимы откачки серы и водоотлива.

Для организации ПВС требуется добычные скважины, теплоноситель и сжатый воздух для откачку серы. Нагретая вода нагнетается в скважины через КРС, на которых может регулироваться давление и температуру, подается воздух и сера как более тяжелая по отдельной трубе поднимается на высоту, равную гидростатическому напору и под действием воздуха выходит на поверхность, оставшаяся воды расходится по пласту, водоотливные скважины регулируют пластовое давление и технологический процесс добычи серы.

2.3 Скважинная гидродобыча рыхлых руд

СГД является одной из физико-химических технологий, в которой гидравлическая энергия, подводимая через скважины, используется для разрушения ГП в призабойной зоне, приготовления пульпы и для выдачи (в ряде случаев с воздухом) разрушенного материала на поверхность.

Общая технологическая схема СГД. Эксплуатационные скважины бурятся до подошвы продуктивного пласта. В скважине монтируется гидродобычный снаряд, который присоединяется к трубопроводам воды и воздуха (для эрлифта). Вода, взятая из поверхностного водоема. Насосом подается в скважинный гидродобычный снаряд для размыва продуктивного пласта. Образующаяся гидросмесь поднимается на поверхность, где она самотеком или с помощью землесосной установки подается на обогащение. Вода после осветления возвращается в водоем. Управление осуществляется сверху путем изменения расхода и давления рабочих агентов.

Список использованной литературы

1.Климентов П.П., Кононов В.М. Методика гидрогеологических исследований, Высшая школа, 1978г.

2.Грабовников В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов, Москва. Недра, 1983г.

.В.Ж. Аренс и др. Скважинная гидродобыча полезных ископаемых. Горная книга, 2007г.

Похожие работы на - Гидрогеологические исследования при обосновании добычи полезных ископаемых геотехнологическими методами

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!