19.01.2021

Основные понятия и определения геологии и геотехнологии


Для того чтобы читателям было понятно толкование различных вопросов, связанных с рассмотрением физико-геологических аспектов геотехнологии, авторы стремились придерживаться общепринятой, установившейся терминологии.

Оказалось, однако, что это не всегда возможно по двум причинам. Во-первых, геотехнология находится на стыке целого ряда научных дисциплин, в каждой из которых существуют свои определения для одних и тех же терминов. Во-вторых, новизна геотехнологических методов обусловила появление целого ряда новых понятий, не всегда имеющих четкие определения. Поэтому необходимо договориться о терминологии, отражающей смысл конкретных понятий и определении, используемых в книге.

Геотехнологические методы — методы добыча и переработки полезных ископаемых, основанные на переводе их в подвижное состояние посредством осуществления на месте его залегания в недрах тепловых, массообменных, химических, гидродинамических процессов, что позволяет производить процесс добычи и выдачу полезного ископаемого из недр, как правило, через скважины.

Геотехнология — наука о геотехнологических методах добычи полезных ископаемых и средствах их осуществления. Эта дисциплина наряду с горной средой, геотехнологическими процессами добычи и средствами их осуществления изучает химию и физику протекающих при этом в недрах земли явлений.

Горный массив характеризуется совокупностью целого ряда параметров, отражающих геологическое строение, гидрогеологические условия, физические и химические свойства горных пород и насыщающих их флюидов, давление и температуру и т, д. Всю эту совокупность условий и определяющих их параметров целесообразно характеризовать термином физико-геологическая обстановка.

Сфера проблем, охватываемых геотехнологией, значительно шире рассмотрения горной породы или полезного ископаемого как сугубо геологической категории. Особенности геотехнологии требуют переосмысливания традиционных понятий о горном массиве.

Часть месторождения в зоне целенаправленного изменения состояния полезного ископаемого, представленная горной породой и насыщающими ее флюидами, характеризующимися определенными термодинамическими условиями, правомерно характеризовать понятием горная среда, которая представляет собой одну или несколько гетерогенных систем с различными компонентами, присутствующими в твердой, жидкой или газообразной фазах.

Совокупность горной среды, физических или химических процессов добычи и средств их реализации следует трактовать как геотехнологическую систему. Это понятие в полной мере отвечает представлению о системах вообще, состоящих из взаимосвязанных частей и представляющих собой замкнутое целое.

Как основной элемент в геотехнологической системе следует выделить часть горной среды, охваченную воздействием рабочих агентов, которую можно назвать рабочей зоной.

Свойства полезных ископаемых, определяющие их способность переходить в подвижное состояние с помощью растворения, выщелачивания, горения, плавления, размыва, возгонки и т. д., мы называем геотехнологическими свойствами.

Инструментом воздействия на горную среду при геотехнологических методах добычи служат рабочие агенты, под которыми понимается энергия или ее носители, вводимые в рабочую зону. Примерами рабочих агентов могут служить химические растворы, электрический ток, вода-теплоноситель и т. п. Под влиянием рабочих агентов полезное ископаемое образует продуктивные флюиды (раствор, расплав, газ, гидросмесь и др.), обладающие свойством подвижности и содержащие в своем составе полезные ископаемые.

Основываясь на всех этих понятиях, основной принцип геотехнологии можно сформулировать как исследование изменений горной среды под влиянием рабочих агентов с целью перевода полезного ископаемого в подвижное состояние и извлечения его на поверхность, причем одно из возможных превращений для данной геотехнологической системы является доминирующим и определяет ее изменение.

Исходя из названного принципа, следует выделить три основных направления в изучении геотехнологических методов добычи: 1) изучение собственно превращений химического и физического характера (установление природы процесса и последовательности протекания отдельных стадий); 2) изучение влияния физико-геологической обстановки и горной среды на процесс перевода полезного ископаемого в подвижное состояние; 3) изыскание средств осуществления процессов, добычи. Из сказанного ясно, что физико-геологические основы геотехнологии являются базой развития новых методов добычи, ибо только изучение физико-технических характеристик месторождения дает возможность рекомендовать выбор оптимальных технологических схем, процессов и средств добычи полезных ископаемых.

В настоящее время наибольшее применение нашли следующие геотехнологические методы:

- подземное выщелачивание — метод добычи полезных ископаемых избирательным растворением его химическими реагентами на месте залегания с извлечением па поверхность продукционных растворов;

- бактериальное выщелачивание — метод интенсификации выщелачивания с помощью микроорганизмов;

- подземное растворение — метод добычи полезных ископаемых через скважины растворением его на месте залегания; подземная выплавка — метод добычи легкоплавких минералов посредством подачи теплоносителя по скважинам в залежь и извлечения полезного ископаемого на поверхность в виде расплава;

- подземная газификация — метод добычи полезных ископаемых путем перевода их в газообразное состояние (например, подземный термохимический процесс перевода угля в газ, пригодный для энергетических и химико-технологических целей);

- скважинная гидродобыча — метод добычи, основанный на приведении полезного ископаемого в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия и выдачи в виде гидросмеси на поверхность.





Яндекс.Метрика