» » Характеристика специальных методов разработки месторождений

Характеристика специальных методов разработки месторождений

07.08.2016

Условия разработки месторождений полезных ископаемых часто не отвечают требованиям традиционных технологий разработки. Низкое содержание металлов, повышенная обводненность и другие особенности месторождений ограничивают и исключают использование традиционных технологий подземной разработки.
Истощение минерально-сырьевой базы металлов и перераспределение запасов сырья в сторону бедных и убогих по содержанию полезных компонентов руд вызывают необходимость применения специальных методов технологий для отработки запасов, выемка которых традиционными технологиями невозможна.
Специальные процессы добычи полезных компонентов включают растворение минералов водой или реагентом, разрушение струей воды, подземная выплавка, газификация угля, гидравлическое перемещение полезных компонентов и другие процессы, отличающиеся от обычных процессов добычи.
Сущность специальных методов разработки месторождений состоит в переводе полезных компонентов из связанного состояния в подвижное состояние. Специальные методы основаны на растворении ископаемых водой или реагентами, гидродинамическом перемещении, выщелачивании, плавлении, возгонке и т. п. Инструментом активизации процессов добычи служат энергетические агенты, вводимые в рабочую зону: растворы, электрический ток, вода, теплоносители и т.д. Под воздействием агентов полезное ископаемое изменяет исходное агрегатное состояние, образуя продуктивные флюиды (раствор, расплав, газ или гидросмесь), которые способны перемещаться к местам переработки в горных выработках или на поверхности.
К специальным технологиям разработки месторождений полезных ископаемых относятся технологии, использующие перевод полезных компонентов из связанного состояния в подвижное состояние с помощью воздействия на рудный массив реагентами.
Выщелачивание подземное — избирательный перевод полезного компонента в жидкую фазу на месте залегания в недрах с последующей переработкой металлосодержащих растворов гидрометаллургическими методами.
Выщелачивание скважинное — вскрытие, подготовка и перевод полезных компонентов в подвижное состояние с выдачей к местам переработки через скважины.
Выщелачивание бактериальное — вскрытие, подготовка и перевод полезных компонентов в подвижное состояние с извлечением химических элементов из руд, концентратов и горных пород при помощи специализированных штаммов бактерий.
Газификация углей подземная — перевод угля в газообразное состояние на месте залегания посредством высокотемпературного нагрева без предварительной подготовки массива.
Выплавка подземная — метод с переводом полезного компонента в жидкое состояние на месте залегания посредством высокотемпературного теплоносителя с выдачей продуктов по скважинам.
Гидрометаллургия — извлечение металлов из руд водой или растворами химических реагентов и металлов из растворов с помощью специальных технологических процессов типа сорбции, электрохимии и т.п.
Ядерный взрыв — взрывное выделение внутриядерной энергии, используемое в целях подготовки массивов к выщелачиванию полезных компонентов.
Возгонка подземная — перевод полезных компонентов из твердой фазы в газовую на месте залегания посредством высокотемпературного нагрева.
Перегонка подземная — перевод горючих ископаемых в газообразное и жидкое состояние на месте залегания высокотемпературным нагревом без доступа кислорода.
Разработка морских месторождений — добыча полезных ископаемых со дна морей и океанов с помощью специальных технологических приемов и оборудования.
Солеварение — получение пищевых и других солей из природных и технологических растворов путем выварки и последовательного выпаривания воды температурным нагревом.
Растворение подземное — перевод полезных ископаемых в водный раствор с выдачей на поверхность и извлечением из растворов с помощью специальных технологических процессов.
Гидродобыча — разрушение и перевод твердого полезного ископаемого в подвижное состояние гидродинамическим воздействием водовоздушной струи с выдачей на поверхность в виде смеси и последующим обезвоживанием.
Специальные технологии являются перспективным направлением в подземной добыче полезных ископаемых. Они предусматривают бурение скважин, через которые осуществляется доступ к ископаемым. Созданные на глубине полости используют в качестве подземных хранилищ различных веществ, например углеводородов или промышленных отходов.
Литературные источники о добыче соли подземным растворением на территории России датируются уже II в. В Испании в XVI в. подземное выщелачивание применялось для добычи цветных металлов. В 1888 г. Д.И. Менделеев предложил идею подземной газификации угля, В 1891г. Г. Фраш (США) предложил метод подземной выплавки серы. В.А. Обручев выдвинул идею использования глубинного тепла Земли в конце XIX в. Специальные геотехнологии широко применяют в США, Германии, Бельгии, Великобритании, Чехии, Польше, Венгрии и других странах.
Основные подземные процессы специальных геотехнологий — растворение солей, выщелачивание металлов, газификации каустобиолитов, выплавка серы, битума, вязкой нефти, скважинная гидродобыча полезных ископаемых и некоторые другие (табл. 2.1).
Горное предприятие, применяющее специальные методы добычи, включает в свой состав добычное поле, участок приготовления рабочих растворов и переработки продуктивных растворов и вспомогательные службы (рис. 2.1).
Управление процессами добычи осуществляется путем изменения параметров агентов: температуры, давления, объема, скорости, концентрации растворов, времени и места ввода или отвода продуктивных растворов и т.п.
Характеристика специальных методов разработки месторождений