Геотехнологія

Геотехнологія — хімічні, фізико-хімічні, біохімічні й мікробіологічні методи безшахтного (переважно за допомогою бурових свердловин) видобування корисних копалин на місці їх залягання.

Наприклад, геотехнологічними процесами є бактеріальне вилуговування багатокомпонентних сполук (розчинення їх мікроорганізмами у водному середовищі) з вилученням потрібних хімічних елементів, підземна газифікація вугілля, підземне виплавлення сірки гарячою водою,підземне розчинення тощо.

Методи геотехнології застосовують для твердих, рідких та газоподібних корисних копалин, на родовищах з невеликим вмістом корисних копалин, при тонких пластах корисних копалин, при наявності розсіяних елементів.

Предмет вивчення

Гірничо-геологічні та гірничотехнічні умови і характеристики родовищ твердих корисних копалин, способи розкриття і методів доступу до георесурсів. Дослідження та оптимізація параметрів фізико-технічних, фізико-хімічних і будівельних технологій. Створення та наукове обґрунтування технології розробки природних і техногенних родовищ твердих корисних копалин. Розробка технологічних способів управління якістю продукції гірничого підприємства і методів підвищення повноти вилучення запасів надр. Розробка і наукове обґрунтування критеріїв і технологічних вимог для створення нової гірничої техніки та обладнання.

Розробка теоретичних положень і технічних рішень щодо використання підземного простору. Вивчення процесів взаємодії інженерних конструкцій з породними масивами і стійкості гірничих виробок, розробка та наукове обґрунтування способів будівництва підземних споруд, їх відновлення. Наукове обґрунтування параметрів гірничотехнічних споруд та розробка методів їх розрахунку.

Розробка та дослідження методів і способів підготовки масиву гірських порід при освоєнні георесурсів.

Геотехнологічні методи видобутку і переробки корисних копалин

Геотехнологічні методи поєднують в одному технологічному ланцюгу процеси видобутку і переробки (збагачення) корисних копалин. Геотехнологічні методи базуються на переходах корисної копалини або її компонентів в рухомий стан безпосередньо на місті її залягання за допомогою хімічних, фізичних, теплових і гідродинамічних процесів.

Характерні особливості геотехнологічних методів

– вилучення цінного компоненту або усієї корисної копалини в більшості випадків ведеться через свердловини;

– інструментами видобутку служать робочі агенти, за допомогою яких цінний компонент або корисна копалина переводиться в рухомий стан;

— переведення компонентів корисної копалини в рухомий стан має вибірковий характер;

– об'єкт видобутку одночасно є й місцем проведення операцій переробки.

Особливості геотехнологічних методів видобутку і переробки створюють передумови покращення соціальних і економічних результатів

– праця гірника не пов'язана з підземними роботами і більш безпечна;

– стане можливим вилучати з надр тільки цінні компоненти і залишати вміщувальні породи на місці їх залягання;

— значно зменшуються порушення природного ландшафту, тому що вміщувальні породи залишаються у надрах;

– частина операцій технологічного процесу здійснюється в надрах, що дозволяє скоротити потребу у виробничих площах;

– створюються передумови суттєвого підвищення ефективності виробництва за рахунок виключення транспортування корисної копалини і відходів збагачення, підвищення продуктивності праці і підвищення сту-пеня вилучення корисної копалини з надр.

При геотехнологічному способі видобутку і переробки корисних копалин необхідно виконати наступні операції

– розкриття родовища або його частини;

– підготовка родовища або його частини до переведення в рухомий стан;

– транспортування корисного компоненту або корисної копалини на поверхню;

– виділення цінного компоненту і його перетворення в форму придатну для подальшого використання.

Схеми розкриття родовища при геотехнологічних методах видобутку і переробки корисних копалин з поверхні наведені на рис.

Основними елементами свердловини (рис. а), що розкриває продуктивну товщу 8, є кондуктор 1, який задає свердловині напрямок, і обсадна труба 4. Після установлення колони обсадних труб затрубний простір 2 в осадових 3 і перекривних 6 породах цементують. У продуктивній товщі 8 свердловина 7 може перекриватися обсадними трубами, які регулюють процес видобутку. В деяких випадках свердловина доходить до підстилаючих порід 9 і ця її частина служить для збору шламів. Розкриття вертикальною свердловиною застосовується при відносно потужному покладі корисної копалини.

При необхідності збільшення запасів, які залучаються у розробку однією свердловиною, застосовують розкриття похило-горизонтальною свердловиною (рис. б). Горизонтальна частина свердловини проводиться по пласту корисної копалини і у цьому випадку об'єм запасів, що вилучаються, визначається довжиною горизонтальної частини свердловини.

При підземній газифікації функції підводу окиснювача, відводу продуктів реакції, а іноді й підпалу пласта розділені (рис. в), тобто розкриття родовища проводять за допомогою двох або більшого числа свердловин (10 — 12).

При вилуговуванні корисного компоненту з проникних гірських порід розкриття проводиться двома свердловинами (рис. г), розташова-ними на визначеній відстані одна від одної. Одна свердловина 13 служить для подачі розчинника, інша (дренажна) 14 — для відкачки насиченого розчину.

Див. також

• Комбіновані методи видобутку і переробки корисних копалин
• Геотехнологічний комплекс
• Геотехнології (журнал)

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
• Маланчук З. Р., Боблях С. Р. , Маланчук Є. З. Гідровидобуток корисних копалин. Навчальний посібник. — Рівне: НУВГП, 2009. — 280 с.
• Табаченко М. М. та ін.. Фізико-хімічна геотехнологія. Дніпропетровськ. 2012. 310 с.
• Аренс В. Ж. та ін.. Скважинная гидродобыча полезных ископаемых. Москва: Горная книга. 2007. 295 с.
• Аренс В. Ж. Физико-химическая геотехнология. Москва: Московский гос. Университет. 2001. 656 с.
• Крейнин Е. В. Нетрадиционные термические технологии добычи трудноизвлекаемых топлив: уголь, углеводородное сырье. Москва. 2004.
• Качмар Ю. Д. Інтенсифікація припливу вуглеводнів у свердловину / Ю. Д. Качмар, В. М. Світлицький, Б. Б. Синюк, Р. С. Яремійчук. — Львів: Центр Європи, 2004. — 352 с. — Кн. І.
• Качмар Ю. Д. Інтенсифікація припливу вуглеводнів у свердловину / Ю. Д. Качмар, В. М. Світлицький, Б. Б. Синюк, Р. С. Яремійчук. — Львів: Центр Європи, 2004. — 414 с. — Кн. ІІ.
• Самилін В., Білецький В. Спеціальні методи збагачення корисних копалин (курс лекцій). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. — 116 с. [1]