Тау-кен өндірісінің негіздері дәрістер жинағы 1-тақырып кіріспе. Тау жыныстары туралы мәліметтер
ПАЙДАЛЫ КЕНОРЫНДАРЫН ҚАЗЫП ӨНДІРУДІҢ АЙРЫҚША ТӘСІЛДЕРІ
жүктеу/скачать 4,95 Mb.
|
Дәрістер каз на печать 2
| ПАЙДАЛЫ КЕНОРЫНДАРЫН ҚАЗЫП ӨНДІРУДІҢ АЙРЫҚША ТӘСІЛДЕРІ.
Дәріс жоспары: 1. Пайдалы кенорындарын қазып өндірудің айрықша тәсілдері туралы. 2. Физикалық-химиялық геотехнологияның (ФХГ) негізгі даму бағыттары. 3. Күкіртті жерастында балқыту əдісімен өндіру. 4. Пайдалы қазындыларды ұңғылық гидроөндіру негіздері. 5. Пайдалы қазындыларды жерасты сілтілеу əдісімен өңдіру. 1. Пайдалы қазындылар кенорындарын ашық, жерасты жəне əртүрлі құрама əдістермен тиімді, оңтайлы, қауіпсіз əрі əсерлі игерудің көптеген нұсқалары болғанымен нақты тазарта қазу (өндіру) забойларында адамдардың жұмыс істеуіне тура келеді жəне осы игеру жүйелерінің негізгі жəне қосалқы технологиялық операцияларын толық қанды автоматтандыру мүмкіндігі əлі туған жоқ. Пайдалы қазындыларды ашық, жерасты жəне құранды əдістермен игеру кезінде жерқойнауынан үлкен көлемде кенсіз бос таужыныстары шығарылады. Оларды үйінділеу үшін бағалы жер танаптары бөлінеді жəне осы үйінділер мен өндірістік қалдықтар қоймалары қоршаған ортаға экологиялық тұрғыдан қауіп төндіреді. Сонымен қатар аса үлкен тереңдікте орналасқан немесе сапасы төмен пайдалы қазындылар кенорындарын жəне үйінділер мен қалдық қоймаларында қордалана жинақталған, құрамында көптеген бағалы минералдары бар, өндірістік қалдықтарды игеру мəселесін əдеттегі əдістермен шешу мүмкін емес. Қазіргі кезде осындай пайдалы қазындыларды игерудің маңыздылығы артты. Пайдалы қазындыларды ашық, жерасты жəне басқа да белгілі дəстүрлі игеру əдістерін жетілдірумен қатар жаңа тың идеяларға негізделген технологияларды іздену қажеттігі туды. Солардың бірі пайдалы қазындыларды жер қойнауында өндіру, байыту жəне өңдеу процестерін біріктіре орындай отырыпжер бетіне дайын өнім шығару идеясы. Осы идеяға негізделген əдістер заманауи техникалық əдебиеттерде ұңғылық технология немесе физикалық-химиялық геотехнология деп аталады [61]. Қазіргі кезде физикалық-химиялық геотехнология деген ұғым жер қойнауындағы немесе үйінділердегі қатты пайдалы қазындыларды жатыс орындарында жылулық, масса алмасымдық, химиялық жəне гидродинамикалық процестердің (үдерістердің) əсерінен жылжымалы күйге айналдыра қазба-ұңғылар арқылы өндірудің шарттарын, əдістерін жəне қолдану тəсілдерін зерттейтін ғылым ретінде қалыптасты. Осы ғылым тау-кен сілемімен пайдалы қазындыларды өндірудің үдерістері мен оларды жүргізуші құралжабдықтармен қатар жер қойнауында жүретін химиялық жəне физикалық құбылыстарды да зерттейді. Физикалық-химиялық геотехнология ғылым ретінде əртүрлі нақты нысандарды (кенорнын, пайдалы қазындыларды өндіру құрал-жабдықтары мен үдерістерін, құбылыстарды, т.с.с.) тау-кен өнеркəсібіне қажетті жаңа əдістер жасау үшін зерттеп сараптайды. Физикалық-химиялық геотехнологияның ғылыми мақсаты пайдалы қазындыларды өндіру əдістерін жасау жəне олардың технологиялық параметрлерін оңтайлау. Физикалық-химиялық геотехнологияның əдістердің мəні пайдалы қазындыларды шоғырланған орындарында жылжымалы күйге келтіру. Бұлəдістіңмынадайерекшеліктері бар: 1. Кенорындарын игеру негізінен пайдалы қазындыларды ашушы, дайындаушы жəне өндіруші ұңғылар арқылы іске асыралады. 2. Кенорны пайдалы қазындыларды өндіруші нысан жəне оларды жартылай ішінара өңдеу орны, себебі өндіру технологиясы пайдалы қазындыны таңдамалы түрде айырып алады. 3. Кеніш үш негізгі бөліктен тұрады: жұмыс агенттерін дайындау блогі, өндіру алаңы (үдеріс жүріп жатқан кен шоғыры) жəне өнімді флюидтерді өңдеу блогі. 658 4. Пайдалы қазындыны өндіру құралы ретінде жұмыстық агенттер қолданылады (қуат көзі немесе оны туындатушылар, мысалы, химиялық ертінділер, электр тогы, ыстық су, т.с.с.). 5. Жұмыстық реагенттердің əсерінен пайдалы қазындылар өзінің агрегаттық күйін өзгертіп өнімді флюидтер (ерітінді, балқыма, газ, гидроқоспа) құрады. Құрылған флюидтер жылжымалық қасиеттерінің арқасында жеңіл жылжи бастайды. Флюидтер деген ұғым ретінде жер қойнауындағы пайдалы қазындыларға жер бетінен бастап ұңғылар арқылы берілетін (жеткізілетін) сұйық, газ тəрізді немесе аралас, химиялық тұрғыдан белсенді немесе инерті қуат көздерін түсінеді. Өнімді флюидтер деп құрамында қатты күйінен ерітінді, балқыма, газ жəне гидравликалық қоспа-пульпа сияқты жаңа агрегаттық күйге айналған пайдалы қазындылары бар флюидтарды атайды. 6. Кенорнын игеру тəртібі уақыт өте жылжып отыратын өндіру ұңғыларының аймақтарынан құрылады. Кенорнының игерілетін аймағының өлшемі мен пішіні қолданылатын физикалық-химиялық əдістің əсерлілігіне сəйкес анықталады. 7. Өндіру үдерістері жұмыс агенттерінің параметрлерін (шығыны, температурасы, қысымы, т.с.с.) жəне олардың жұмыс флюидтері берілетін жəне өнімді флюидтар шығаратын орындарын шоғырда өзгерте отырып жер бетінен басқарылады. 2. ФХГ-ның дамуының екі негізгі бағытын қарастыру қажет. Бірінші бағыт: кенорнының физикалық-геологиялық шарттарын анықтау – түсініп зерделеу. Оның негізгі мақсаты – пайдалы қазындыны өндіру үдерістерінің жүруін болжау. Екінші бағыт пайдалы қазындыларды игеру технологияларымен байланысты. Оның мақсаты кенорнын ашу əдісін таңдау, пайдалы қазындыны жылжымалы күйге айналдыру, өндірілетін өнімді оңтайлы əсерлі сұлбамен өңдеу үшін жылжыту, жер бетіне көтеру жəне өңдеу кешеніне тасымалдау. Сондықтанда ФХГ ғылым ретінде кенорнын сипаттайтын көптеген факторларға сүйене отырып, пайдалы қазындыларды өңдірудің тиімді, оңталы үдерістерінің технологиялық сұлбалары мен өндірістік құрал-жабдықтарды таңдап ұсынуға тиісті. Сонымен қатар кенорнын игерудің нақты шарттарында туындайтын экономикалық жəне экологиялық мəселерді де жан-жақты қарастырулары керек. Сондықтанда ФХГ мақсаттары: – пайдалы қазындыларды жылжымалы күйге айналдыру үдерістеріне тау-кен сілемінің тигізетін ықпалын жəне осыған байланысты геотехнологиялық жүйенің тепетеңдігінің өзгеруін зерделеу; – өзгерістің химиялық жəне физикалық сипаттамаларын зерделеу. Бұл жағдайда пайдалы компоненттің геотехнологиялық жүйедегі өзгеруін зерделеудің мəні ретінде өзгерістің табиғатын жəне əрбір кезеңінің жүру реттерін анықтау; – өзгерістердің кинетикалық үдерістерін, олардың жылдамдығы мен күрделі динамикалық тепе-теңдік күйлерін зерделеу; – өндіру үдерістерін іске асыруға қажетті құрал-жабдықтарды таңдау; Пайдалы қазындылардың фазалық күйлерін өзгерту мүмкіндіктері анықталғаннан кейін келесі ғылыми, техникалық жəне экономикалық кешенді мəселелерді шешу қажет: – кен шоғырындағы пайдалы қазындыларға жұмыс агентін жеткізу; 659 – жұмыс агенттерін таңдау, оларды жеткізу əдістері мен тасымалдау параметрлерін анықтау; – жұмыс агенттерінің сілемде таралуын ескере отырып пайдалы компонентті өндірудің технологиялық үдерістерін басқару; – өндірілетін пайдалы қазындыны өңдеу үшін шоғырдан жер бетіне көтеру; – таңдалынып алынған игеру жүйелері мен əдістердің технологиялық əсерлілігін жəне экономикалық тиімділігін болжау. Жұмыс агентін дұрыс таңдап алу технологиялық жəне экономикалық тұрғыдан қарағанда басты рөл атқарады. Себебі, оның құрамы мен қасиеттері мынадай көптеген факторға: шоғырдың физикалық-геологиялық күйлеріне, пайдалы қазындыларды жылжымалы күйге айналдырушы энергетикалық əсерлерге қажетті температуралық диапазонға, шоғырда қуатты туындатудың техникалық мүмкіндігіне, т.с.с. тəуелді болады. Жұмыс агентінің құрамы мен мөлшері əдістің техникалық-экономикалық көрсеткіштеріне əсерін тигізеді. Өндірістің технологиялық режимдерін басқару мəселелері бірқатар жекеленген мəселелерден тұрады. Олардың қатарына тау-кен сілеміндегі жылу жəне масса алмасу үдерістерін, игеру жүйесінің параметрлерін жəне өндіру үдерістерінің технологияларын таңдау мəселелерін жатқызуға болады. Осы мəселелерді тау-кен сілемінің қасиеттерін анықтаушы-кенорнының геологиялық құрылымын жəне гидрогеологиялық шарттарын, шоғырдың физикалық-геологиялық қасиеттерін нақты жан-жақты зерттемей шешу мүмкін емес. Тау-кен сілемінің физикалық-геологиялық қасиеттерін жəне пайдалы қазындыныөндірудіңтехнологиялық үдерістерінің жүру ерекшеліктерін білу нəтижесінде өндіру ұңғыларының құрылымын жəне технологияның параметрлерін есептеу арқылы анықтауға мүмкіндік туады. Пайдалы қазындыны жер бетіне шығару жəне оны əрі қарай өңдеу мəселері пайдалы компоненттің тау-кен сілемінен қандай күйде өндірілетіндігіне байланысты шешіледі. Пайдалы қазындыны жер бетіне тасымалдаушы магистраль кейбір жағдайларда жұмыс агенті берілетін ұңғылар, ал кейбір жағдайларда арнайы өтілген ұңғылар (дренаждық арықтар) арқылы жұмыс істеуі мүмкін. Пайдалы қазындыларды өндіру үдерістерін флюидтердің параметрлерін : шығынан, температурасын, қысымын, химиялық белсенді компоненттердің шоғырлануын (концентрациясын) өзгерте отырып жер бетінен басқарады. Пайдалы қазындыларды өндіру үшін ұңғылық технологияларды, физикалық немесе физикалық-химиялық еріту, жуу, сілтілендіру, балқыту, буландыру (возгонка), тотығужану сияқты үдерістердің ең болмаса біреу жүретін болса ғана қолданады. Мысал ретінде, геотехнологияның химиялық, физикалық жəне құрама əдістеріне жататын негізі үдерістерін атап өтуге болады. Химиялық үдерістерге негізделген əдістер: – тас, калий, магнезит жəне уран тұздарын, сульфаттар мен сульфаткарбонаттарды, соданы, бураны, т.с.с. минералдық шикізаттарды жерастында сумен еріту. – жерастында ерітінділеу (еріту); – күкірт қышқылымен (целестин, азурит, куприт, уранның кейбірминералдары, т.с.с.), тұз қышқылымен (сфалерит, молибденит, уранит, т.с.с.) жəне азот қышқылымен (аргентит, висмутин, сфалерит, т.с.с.); – сілтілермен (бокситтер, антимонит); – тұзды ерітінділермен – күкіртті натрийдің, хлорлы темірдің,цианды калийдің жəне басқа да реагенттермен. Физикалық үдерістерге негізделген əдістер: – жерастында қорыту (күкірті, озокеритті, т.с.с.) жəне қайтаайдау (балқыту); – таужыныстарын су ағынымен күйрету (ұңғылық гидроөндіру) жəне оларды діріл немесе басқа əдіспен сусымалы-ақпалы күйге айналдыру. Құрама əдістерге химиялық əрі физикалық үдерістерге бірге негізделген əдістер жатады. Мысалы, металдарды химиялық сілтілеу кезінде электр өрісі қоса қолданылса немесе алдын ала бактериялармен өңделсе, онда метал құрама əдістермен алынған болып есептеледі. Қорыта келе, пайдалы қазындыларды ұңғылық (ФХГ) əдіспен өндірудің негізгі үдерістері: – таужыныстарын ұңғылар арқылы берілген суағынымен күйрету немесе басқа гидромеханикалық əсер ету арқылы жылжымалы күйге келтіру жəне оларды сулы-қоспа күйінде жер бетіне шығару; – жерастында еріту – пайдалы қазындыны шоғырда (жатыс орнында) еріту. Бұл əдісті тұз кенорындарын игеру үшін кеңінен қолданады; – сілтілеу (жерастындағы жəне жер бетінде қоймаланған қорларды игеру кезінде); – балқыту; – қорыту (возгонка), ұшыру (сублимация); – тотықтыру-жандыру (өртеу). Бұл əдіс көмір мен жанғыш сланецтерді жерастында жағу арқылы газ немесе жылу энергиясын өндіру үшін қолданылады. Қазіргі кезде қолданыс тапқан геотехнологиялық əдістер: жер астында жəне жер 662 бетінде сілтілеу; жер астында еріту, балқыту, қорытужəне газдандыру; гидромеханикалық ұңғылық өндіру. Сілтілеу (выщелачивание) – пайдалы қазындыларды жер астында немесе жер бетіндегі үймелерде химиялық реагенттермен өңдеу кезінде пайдалы компоненттердің таңдаулы еруіне негізіделген. Ерітіндінің құрамындағы пайдалы қазындылар-өнімді флюидтер жер бетіндегі өңдеу орындарына беріледі. Негізі, сілтілеу деген анықтама əдістің мəнін толық ашпайды, себебі қатты пайдалы қазындылардағы пайдалы компоненттерді таңдаулы түрде химиялық реагенттермен əсер етіп ерітінді құрамына көшіру үшін тек сілтілер ғана қолданылмайды. Сілтілеу деген атау орыс тіліндегі «выщелачивание» деген атаудан тура аударылған. Негізі, пайдалы қазындылардан белгілі бір пайдалы компоненттерді ерітінді құрамына көшіру үшін сілтілер, қышқылдар жəне тұзды ерітінділер-реагенттер қолданылады. Бактериялық сілтілеу – сілтілеу үдерісіне микроорганизмдерді қоса пайдалана отырып сілтілеу үдерісін қарқындату əдісі. Балқыту – қатты пайдалы қазындылардың қыздыру арқылы жылжымалы – ақпалы күйге көшуіне негізделген. Қыздыру кезінде пайдалы қазындылар балқыма, қорытпа жəне ұшпалы (сублимация) газ тəрізді күйлерге көшеді. Оларды жер астынан əртүрлі əдістермен жер бетіне шығарады. Мысалы , озокерит – 50-800 С, күкірт – 112,8-1190 С балқыйды. Тотығу (жану, өртену) үдерісі көмір жəне жанғыш сланецтер қойнауқаттарында жылу ошағының əсерінен жүретін термохимиялық үдеріске жатады. Пайдалы қазындыларды ұңғылық (ФХГ) əдіспен өңдірудің негізгі үдерістерінің бірі болып ерітінділер мен газдардың сілемдегі таужыныстарындағы кеуектілік арналарымен жəне жарықшақтар арқылы жылжуы. Флюдтердің қозғалысы (жылжуы) тұйық сұлба бойынша өрбиді: жер бетінен шоғырға дейін тура жəне өнімді флюидтер забойдан жер бетіне қарай кері бағыттарда қозғалады. Таужыныстарының өзінің сілемі арқылы флюидтерді өткізу қасиеті – оның өткізгіштігі деп аталады. 3. Күкіртті жерастында балқыту əдісімен өндірудің мəні табиғи сомтума күкіртті қатты күйінен температурасы 1600 С аса ыстық сумен күкіртке əсер етіп, балқыған ерітіндіге айналдыру жəне оны ұңғы арқылы сығылған ауа қысымымен жер бетіне шығаруда. Шоғырды бір-бірінен 20-40 м қашықтықта бұрғыланған ұңғылармен ашады. Əрбір ұңғыны күкіртті шоғырға аса ыстық су беруші жəне балқыған күкіртті жер бетіне көтеруші құбырлар жүйесімен жабдықтайды (13.14-сурет). Аса ыстық су күкіртті шоғырға құбырлардың перфорацияланған (тесіктелген) учаскалары арқылы үлкен қысыммен беріледі. Соның нəтижесінде күкіртті қатты кен балқыйды. Балқыған күкірттің тығыздығы судың тығыздыған жоғары болғандықтан, балқыған күкірт төмен қарай ағып перфорациялық тесіктер арқылы күкірт құбырына енеді. Күкірт құбыры суберуші сақиналы арнадан пакер арқылы оқшауландырылған. Орталық құбыр арқылы берілетін сығылған ауаның əсерінен күкіртті жəне ауа құбырларының арасындағы саңлау арқылы балқыған күкірт жер бетіне көтеріледі. Күкіртті жерастында балқыту (КЖБ) əдісімен өндіру мүмкіндігі мынадай шарттар бойынша анықталады: күкіртті шоғыр қалындығы 10 метрден; қойнауқаттағы күкірт сапасы 10%-дан жоғары; жату тереңдігі – 100-600 м; шоғырдың су сіңіргіштігі кеннің 1 м қалыңдығына 0,5 м3 /сағ; ұңғының 10 МПа қысыммен берілген суды қабылдағыштығы 5 м3 /сағ кем болмауға тиісті. Күкіртті жерасты балқыту əдісімен өндіретін кəсіпорынның (13.15-сурет) жұмысы физикалық-геологиялық, технологиялық, техникалық, құрылмалық, жүйелік жəне экономикалық көрсеткіштермен сипатталады. Игеру жүйесінің пайдаланымдық сипаттамаларын анықтайтын технологиялық параметрлеріне: жылутасығыштың температурасы, қысымы жəне шығыны, күкірттің шығуы, ауаның қысымы мен шығыны, т.с.с. жатады. Техникалық параметрлерге: қазандықтың, компрессор стансасының, бұрғы қондырғыларының, қолданылатын материалдар мен жабдықтардың техникалық мүмкіндіктері жатады. Жүйелік параметрлерге: игеру бағыты, ұңғылардың қатардағы жəне блоктағы орналасу жəне жұмысқа қосылу реттері, сутөкпеге дейінгі қашықтық, сутөкпе көлемі, т.с.с. жатады. Құрылымдық параметрлерге: өндіруші ұңғыларды жабдықтау параметрлері, құбырлардың диаметрі, т.с.с. жатады. Күкіртті жерасты балқыту арқылы өндірудің негізгі технологиялық көрсеткіштеріне: күкірт өндіруші ұңғылардың өнімділігі; ұңғыдан өндіру көлемі; жылутасығыштың меншікті шығыны; жер қойнауынан күкіртті өндіріп алу коэффициенті жатады. Игеру нысанын сипаттайтын физикалық-геологиялық параметрлерге: участкенің геологиялық құрылымы, кендердің құрылымдық-бітімдік ерекшеліктері; таужыныстарының заттық құрамы, жатыс шарттары, тектоникалық бұзылымдардың болуы, кенді қабат пен жанама таужыныстарының сүзгілік жəне кеуектілік, т.с.с сияқты қасиеттері; шоғырдың гидрогеологиялық шарттары жатады. 4. Пайдалы қазындыларды ұңғылық гидроөндіру физикалық-химиялық технологиялардың бір тəсілі. Бұл əдістің мəні: ұңғылар арқылыжеткізілген гидравликалық қуат забойдағы таужыныстарын күйрету, гидроқоспа дайындау жəне күйретілген материалды жер бетіне көтеру үшін пайдаланылады. Ұңғылық гидротехнология пайдалы қазындыларды өндіру жəне жерасты қазбаларын салу үшін қолданылады. Пайдалы қазындыларды ұңғылық гидроөндірудің технологиялық сұлбасы 13.16-суретте көрсетілген. Пайдаланымдық (өндіруші) ұңғылар, диаметрлері əдетте 200-400 мм, пайдалы қазындылы қабаттың табанына дейін бұрғыланады. Ұңғыда гидроөндіруші агрегат орнатылады. Оны су жəне ауа құбырларымен жалғастырады. Жер бетіндегі тоғаннан алынған су насоспен ұңғыдағы гидроөндіруші агрегатқа пайдалы қазындыларды шайыпкүйрету үшін беріледі. Күйрету нəтижесінде пайда болған гидроқоспа өз ағынымен немесе жерсорғыш құрылғының көмегімен жер бетіне шығарылып байыту кешеніне беріледі. Тазартылған су тоғанға қайтарылады. Ұңғылық гидроөндіру кезінде жерасты камерасынан тау-кен массаларын бұзу жəне тасымалдау бағыттарына сəйкес пайдалы қазынды алудың үш технологиялық сұлбасы қолданылады: қарама-қарсы забоймен, бағыттас забоймен жəне құранды сұлбамен. Құранды сұлбаны қолдану кезінде алғашқыда тау-кен массасын қарама-қарсы забоймен, ал содан камераның түбі мен камерааралық кентіректерді бағыттас забоймен алады (13.17-сурет). Пайдалы қазындыны қарама-қарсы бағытталған забоймен алу кезінде оларды бұзу жəне тасымалдау жұмыстары бір-біріне қарама-қарсы бағытта жүргізіледі. Бұл əдіс пайдалы қазындылардың төбесі орнықсыз, су басқан камераларда, қалыңдығы орташа жəне қалыңқойнауқаттардажəне тау-кенмассасыныңқұрамында қойтастарменірі кесекті материалдар болған жағдайларда қолданылады. Сонымен қатар төбелік таужыныстары орнықты жəне қалыңдығы жұқа қойнауқаттары игеру кезінде де қолданылады. Ұңғылық жабдықтардың басты ерекшелігі: олардың көлденең қима ауданына қойылатын қатаң талаптарда. Себебі, олар ұңғының ішінде жұмыс істейді, яғни ұңғыға еркін сыйюға тиісті. Гидроөндіруші агрегатты – ұңғылық гидромонитор, өнім көтерушітасымалдаушы бөлімі бар механизм жəне агрегаттан гидроқоспаны тасымалдаушы құрылғы деп түсіну керек. Өндіру полигоны кенорнының пайдалануға дайындалған, яғни өндіруші ұңғылар бұрғыланған, көлік жолдары жəне өндіруші ұңғыларды сумен, сығынған ауамен, электроэнергиямен жабдықтайтын коммуникациялар салылған, сонымен қатар гидроқоспаларды тасымалдаушы құбыр жүйелері тартылған бір бөлігі. Жұмыс агенттерінің қысымы мен шығынын жəне жұмыс агенттерінің əсер ететін орындарын өзгерте отырып, өнім алу үдерістерін жер бетінен басқарады. Пайдалы қазындылары алынған учаскаларда рекультивациялау жұмыстары жүргізіледі, яғни өндіруші ұңғылар жойылады, жер беті тегістелінеді жəне құнарлы топырақпен жабылады. Кенорындарын ұңғылық гидроөндіру əдісімен игеруді дəстүрлі ашық, жерасты жəне олардың құранды əдістермен игеру жүйелеріне балама ретінде түсінуге болады. Себебі, ұңғылық гидроөндіру кезінде бұрыннан белгілі дəстүрлі əдістердің элементтері (ұңғыларды бұрғылау, таужыныстарын гидравликалық əдіспен күйрету (бұзу), ағымды жəне қысымды гидрокөлік, таужыныстары қысымын басқару, т.с.с) кеңінен қолданылады. Сонымен қатар ұңғылық гидроөндіру əдісінің тау-кен массаларын алу забойларында адамдардың болмауы жəне осы үдерістердің қашықтықтан басқарылуы сияқты ерекшеліктерінің арқасында еңбек қауіпсіздігі мен оңтайлылығы жаңа деңгейге көтеріледі. Ұңғылық гидроөндіру əдісінің кенорнын игерудің басқа əдістерімен салыстырғанда күрделі қаржының аз жұмсалуы, əсіресе, терең орналасқан шоғырларды игеру кезінде; жұмсалған күрделі қаржының тез қайтымы; өндіру жұмыстарына жылжымалы жəне автономды гидроөндіруші кешендерді, технологиялық үдерістерде жаппай сериялы шығарылатын жабдықтарды (бұрғы станоктары, насостар, компрессорлар) пайдалану мүмкіндігі сияқты артықшылықтары бар. Жеңіл күйретілетін (бұзылатын) тау-кен жыныстарынан құралған кенорындары ұңғылық гидроөндірудің негізгі шикізаттық қорлары болып табылады. Мұндай кенорындарының қатарына шөгінді таужыныстарындағы құрылыстық жəне əйнектік құмдар, алтын, алмас, қалайы, титан, фосфориттер, уран, боксит пен марганецтің жұмсақ кендері, көмір, т.с.с. жатады. Жұмыс кеңістігінің жəне жабдықтардың құрылмалық өлшемдерінің шектеулігі (ұңғының диаметрі > 500 мм); суағының забойдағы жұмысын қөзбен көріп басқару мүмкіндігінің жоқтығы; камералардан пайдалы қазындыны алу кезінде гидроагрегат салмасынан (насадка) забойдың қашықтауы ұңғылық гидроөндіру əдісінің арнайы ерекшелікте болып саналады. Осы құбылыстардың барлығы ұңғылық гидромонитордың құрылымдарын жетілдіру жолдарын жəне олар туындататын суағынының динамикалық сипаттамаларының өзгеру заңдылықтарын, сонымен қатар нақты тау-кен-геологиялық шарттарда гидравликалық күйретудің параметрлерін зерттеу үшін арнайы жұмыстар жүргізуге мəжбір етеді. Кенорнын ашушы ұңғыларды бұрғылау орындарына байланысты əдістің екі нұсқасы бар: ұңғылық гидроөндіру – ұңғылар жер бетінен бұрғыланады; құранды-ұңғылар жерасты немесе ашық кеніш қазбаларынан бұрғыланады (13.4-сурет). Ұңғылық гидроөндіру əдісімен пайдалы қазындыларды алу үшін кенорнын игеру жүйелерінің бір-бірінен таужыныстары қысымын басқару – реттеу əдістерімен ерекшеленетін: төбелік таужыныстарын шөгеру жəне орнықсыз кентіректерді қалдыру; төбелікті кенді орнықты кентіректермен сүйемелдеу; қазылған кеңістік төбесін ішінара немесе толық толтырмалау арқылы. Игеру жүйелерінің соңғы нұсқасы пайдалы қазындыны мейлінше толық алуға мүмкіндік береді, бірақ жұмсалатын қаржы мөлшері молырақ. Ұңғылық гидроөндіру технологияларының параметрлеріне кенорнының физикалық геологиялық жəне табиғи факторлар үлкен əсерін тигізеді. 5. Пайдалы қазындыларды жерасты сілтілеу əдісімен өңдіру деген ұғымды пайдалы қазындыны (компонентін) жатыс орнында таңдаулы түрде ерітіп əрі қарай реакция жүрген аймақтан химиялық қоспа ретінде жер бетіне шығару деп түсінеміз. Игерілетін кенорнының геотехнологиялық қасиеттеріне байланысты жерасты сілтілеу əдістері: жер бетінен табиғи сүзгілеу қасиеттері бар пайдалы қазындыға дейін бұрғыланған ұңғылармен игеру; кенорындарын əдеттегі шахталық əдіспен дайындап жекеленген блоктарды сілтілеу жүйесімен игеру немесе осы екі əдістің, яғни шахталық жəне ұңғылау əдістерінің элементтері бар əртүрлі нұсқаларын біріктіре қолдану арқылы игеру. Сонымен қатар үймелер мен үйінділердегі пайдалы қазындыларды сілтілеп игеру əдістері де осы принципке негізделген. Əдетте, үймелік сілтілеу деген ұғымды ұсақталған жəне арнайы жасалынған алаңдарға үйілген кендерге жұмыс реагенттерін құю арқылы əсер ете отырып, пайдалы қазындыны (компонентті) өңдіру деп түсінеміз. Үйінділік сілтілеу – сапасы төмен кендердің үйінділерінен пайдалы қазындыны (компонентті) сілтілеу əдісімен өндіру. Пайдалы қазындыларды сілтілеу əдісімен игеру технологияларының теориялық негіздері арнайы əдебиеттерде баяндалған. Əдістің негізіне қатты пайдалы қазындыларды (компоненттерді) жатыс орындарында химиялық тəсілдерментаңдамалы түрде ерітіп жылжымалы күйге айналдыра отырып жер бетіне көтеру алынғандықтан, оның əсерлілігін əрбір кенорны үшін, кейде кенорнының жекеленген участкелер үшін, анықтауға тура келеді. Жерасты сілтілеу əдісімен игерілетін кенорындарының негізгі ерекшеліктерінің бірі, оның құрамындағы металдар (компоненттер) жұмыс реагенттерінің əсерінен еруіге, ал жанама таужыныстары реагенттермен қосылыс түземеуге, яғни инерті болуға тиісті. Сілтілеу əдісімен игерілуі мүмкін кенорындары қатарына: – сумолдылығы жоғары жəне орнықсыз шөгінуі таужыныстары сілеміндегі кен шоғырлары. Мысалы: эпигенетикалықт уран кенорындары; – сульфидті кенорындарының тотығу аймағындығы кендер. Мысалы, осындай аймақтардағы алтын, мыс, уран, т.с.с. металдар минералдары жеңіл еритін күйлерде болады; – дəстүрлі əдістермен игерілген кенорындарының баланстан тыс қорлары; – көлемді жəне жатыстары терең сапасы төмен кендердің шоғырлары; – игерілген жəне игеріліп жатқан кенорындарының үйінділері жатады. Жерасты сілтілеудің технологиялық үдерістері Пайдалы қазындыларды жерасты сілтілеу əдісімен өңдірудің технологиялық үдерістері, əдетте үш кезеңнен тұрады: – қанықтыру (закисление); – кендерді жұмыс реагенттерімен өңдеу; – өнімді ерітінділерді шоғырдан сумен ығыстырып шығару; Қанықтыру кезеңінде сілемдегі табиғи пайдалы қазындыға реагент термен əсер етіп; бөктіріп, химиялық реакция жүргізе отырып қатты пайдалы қазындыны еритін күйге келтіреді. Пайдалы қазындыларды жерастында сілтілеу үшін, көбінесе, жұмыс реагентін шоғырдағы күйретілген жартасты кендерге шашып ерітінділеу жəне қойнауқаттық суларды реагентпен алмастыру арқылы іске асырылады. Бірінші сұлбада жұмыс реагенттері өздерінің салмақ күштері арқылы кен кесектері беткейлеріне ағады. Бұл жағдайда жұмыс реагентінің шығыны (жұмсалуы) шоғырдың өткізгіштік қасиетімен шектелмейді. Сілтілеу үдерісі өнімді ерітіндіге көшкен пайдалы қазындылар (компоненттер) белгілі бір деңгейде шоғырланғанша жүргізіле береді. Екінші сұлбада ерітінділердің қозғалысын екі қазбаның арасында жүретін қысымды сүзілім ретінде болады. Бұл жағдайда гидродинамикалық өріс ұңғылардың орналасу реттерімен жəне кенді қоршаған таужыныстары қабаттарының сүзгіштік қасиеттерімен сонымен қатар кен мен жұмыс реагенттерінің өзара əсер-қатынастарымен анықталады. Шоғырдың ерітінді өткізгіштігі оны қоршаған таужыныстарының су өткізгіштігінен жоғары болуға тиісті. Сілтілеу үдерістерін нəтижелі жүргізу кенорнының гидрогеологиялық факторларын дұрыс есепке алынылуына байланысты болады. Сонымен қатар, кеннің жəне оны қоршаған таужыныстарының құрамы, шоғырдың өлшемдері мен пішіні, олардың жату тереңдігі, кеннің құрылымы мен бітімі, кенді сулы қабаттың гидродинамикалық параметрлері, т.с..с факторлар да елеулі рөл атқарады. Жерастылық сілтілеудің əртүрлі технологиялық сұлбалары бар. Олардың ішінде ең жиі пайдаланылатындары: өткізгіштігі жоғары кендерден табиғи жатыс орындарында ұңғыларарқылыжəнебекемдігіжоғарыкендерді тау-кенқазбаларыарқылыжарылыспен күйретіп жəне сілтілей отырып ерітінділерді жинап алу. Бірінші сұлба бойынша кенорны қатарлана, көп бұрышты жəне сақиналы орналасқан ұңғылар жүйесі арқылы ашылады. Ұңғылар арқылы берілген жұмыс реагенті шоғырда сүзіле отырып пайдалы қазындыны ерітеді, ал өнімді ерітіндіні басқа ұңғылар арқылы сорыпалады. Жерастылық сілтілеу ұңғыларының құрылмасы қарапайым. Ұңғыларды полиэтилен құбырлармен жарақтандырады. жүктеу/скачать 4,95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|