Добыча полезных ископаемых. Методы и технологии

Добыча полезных ископаемых невозможна без предварительных разведопераций, делящиеся на предварительную и детальную стадию. Предварительная разведка (сверление, копание штолен или штреков) позволяет выявить форму залегания полезного ископаемого, количество, минералогический и химический состав.

Детальная разведка полностью выявляет количество полезных ископаемых, условия их размещения, а также распределение пластов в земле.

Существует несколько геофизических методов детальной разведки:

• сейсмометрический — основан на изменении скорости прохождения в земле гибких колебаний от местных взрывов;
• гравиметрический — основан на изменении силы тяжести массы в разных частях земли в зависимости от центра ее поверхностных слоев;
• магнитометрический — основан на изменении магнитного силового поля на участках земли, где залегают руды магнитных металлов;
• электрометрический — основан на разных величинах электропроводности горных минералов.

Добыча производится подземным (шахтным) и открытым способами

Подземный способ добычи начинают с проходки — добычи породы и установления ствола, а также выполнение подготовительных работ. Затем начинают выполнять основные работы — добычу полезных ископаемых. Добычу каменного угля осуществляют горными комбайнами и сверлильными машинами, а также используют погрузочно-транспортную технику.

Открытый способ подходит для добычи угля, руды, минеральных материалов, торфа. Операции по добыче подразделяют на вскрышные и непосредственно саму добычу, объединяющую отбой, погрузку, доставку и разгрузку породы и полезных ископаемых.

В зависимости от глубины месторождение делится на горизонтальные слои, которые разрабатывают отдельно и которым по мере выработки придают формы уступов. В процессе выполнения вскрышных работ, лишние породы направляют в пустое пространство отработанных карьеров (внутренние свалки) или вывозят их за территорию саморазгружающимся вагонами на внешние свалки. Отделение и рыхление крепких пород (руды, угля) выполняется взрывом, для чего сверлят шурфы, в которых размещают взрывчатое вещество. Собирают полезные ископаемые разными машинами (гусеничный экскаватор, конвейер и др.).

Добыча нефти производится двумя способами бурения скважин: ударным и круговым. Ударный способ используется редко, круговой бывает роторным и турбинным. Наиболее распространенное турбинное бурение с помощью турбобура, в котором основной частью есть многоступенчатая турбина, преобразующая энергию жидкости, протекающей сквозь нее, в механическую, что приводит к вращению вала — турбобура, на конце которого имеется долото для разрушения породы.

Эксплуатации нефтяных скважин

Существует несколько способов эксплуатации нефтяных скважин. Наиболее распространенным является фонтанный способ, в котором давление пласта превышает давление нефти в самой скважине.

Компрессорный способ используют тогда, когда скважина перестает фонтанировать. Тогда в скважину вводят две колонны труб. Сжатый газ нагнетают в скважину, по одной трубе, а по второй поднимается газонефтяная смесь.

Глубинно-насосный способ используют тогда, когда фонтанирования нет в связи с очень слабым давлением.

Газ добывают из скважины, как и при добыче нефти. От скважин газ идет в сепараторы, где он высвобождается от воды и механических примесей, затем его транспортируют в сборный коллектор, который является газосборным кольцом всего промысла. Оттуда газ подают на компрессорные станции магистрального газопровода для передачи потребителям.