Эффективность отработки месторождения

Успех разработки месторождений геотехнологическими методами зависит прежде всего от физико-геологических факторов, под которыми мы понимаем движущие силы какого-либо процесса, а также условия, в которых этот процесс протекает. Наиболее факторы можно подразделить на внутренние и внешние. Внутренние факторы — это свойства химических элементов и их соединений давать подвижные соединения. Эти свойства определяются строением атомов. Выше мы их назвали геотехнологическими свойствами. К внешним факторам мы относим параметры среды физико-геологической обстановки (Т, Р, рН, Еh). Для каждого месторождения выявляется свой перечень факторов, в различной степени влияющих на экономику процесса добычи. В первую очередь к ним относятся геотехнологические свойства полезного ископаемого, которые обеспечивают возможность перевода его в подвижное состояние, поэтому изучение любого месторождения должно начинаться с исследования этого фактора, а также тех факторов, которые обеспечивают распространение в недрах рабочих агентов и движение полезного ископаемого к добычным скважинам. В ряде случаев для обеспечения успеха применения геотехнологических методов необходимо осуществить технические мероприятия, которые позволят управлять теми или другими свойствами полезных ископаемых и вмещающих его пород. Изучение физико-геологических факторов, влияющих на эффективность применения геотехнологических методов, представляет собой сложную, комплексную проблему, так как происходящие в недрах Земли процессы зависят от многих факторов. Некоторые из них имеют то же значение, что и при обычных методах разработки. Это прежде всего запасы полезного ископаемого, географо-экономические условия и глубина залегания, но масштаб месторождения и глубина залегания полезного ископаемого имеют меньшее значение, чем при обычных методах разработки. Более того, ряд методов можно осуществить только на значительных глубинах.

На параметры процесса добычи существенное влияние оказывают следующие физико-геологические факторы.

Химико-минералогический состав залежей и вмещающих пород определяет характер их взаимодействия с рабочими агентами (растворителем, теплоносителем, окислителем и др.). Наиболее благоприятным является тот состав залежей, который обеспечивает выборочное взаимодействие рабочего агента с минералами, содержащими полезное ископаемое. Породообразующие минералы, взаимодействующие с рабочим агентом с образованием продуктов реакции, вызывают большой его расход. Наличие минералов, взаимодействующих с рабочим агентом, может привести к серьезным осложнениям (например, кольматация порового пространства).

Содержание полезного компонента в залежи при прочих равных условиях определяет эффективность метода добычи.

Механические свойства залежи и вмещающих пород в ряде, случаев определяют возможность перевода полезного ископаемого в подвижное состояние (гидравлический размыв) с использованием гидроразрыва. Кроме этого, они определяют ход процесса сдвижения налегающей толщи пород, т.е. управление горным давлением при ведении процесса добычи.

Химический состав подземных вод, связанные с ним плотность и вязкость определяют скорость и характер распространения залежи рабочих агентов, а также возможность использования пластовых вод для приготовления рабочих агентов и условия промышленного сброса вод.

Условия питания и разгрузки подземных вод, их связь с выше- и нижележащими горизонтами определяют размер утечек рабочих и продуктивных агентов. Большинство месторождений обводнено. С гидравлической точки зрения они могут характеризоваться закрытой структурой, частично закрытой (зона питания и разгрузки водоносного горизонта находится на удалении от месторождения) и гидрогеологически раскрытой (месторождение имеет непосредственную гидравлическую связь с поверхностью). Близость участков питания и разгрузки подземных вод, как правило, затрудняет ведение процесса добычи.

Пористость, текстура и структура залежи определяют степень доступности полезного ископаемого для рабочего агента.

Проницаемость залежей для многих геотехнологических методов является необходимым условием осуществления процесса добычи. Неоднородность проницаемости рудной залежи, как правило, затрудняет ведение процесса добычи, поскольку проницаемые участки служат каналами движения рабочих агентов, а непроницаемые остаются вне сферы их действия.

Из вышеизложенного следует, что круг основных факторов, влияющих на условия добычи полезных ископаемых геотехнологическими методами, охватывает многие свойства залежей. В этой, связи одной из важнейших задач является выяснение степени влияния каждого фактора на конкретный геотехнологический метод и нахождение их качественной и количественной оценки. А это в свою очередь обеспечит возможность установления корреляционных связей между факторами и экономическими показателями отработки месторождения. Таким образом, принципиальная возможность использования геотехнологических методов зависит от степени влияния того или другого природного фактора на технологический режим метода добычи. Поэтому для осуществления метода необходимо провести предварительные технические мероприятия, устраняющие влияние неблагоприятных природных факторов, т.е. осуществить подготовку месторождений к отработке путем улучшения геотехнологических свойств полезного ископаемого, повышения или снижения проницаемости залежи, изоляции залежи и т.д.

Изучение влияния физико-геологических факторов на условия применения геотехнологических методов разработки месторождений позволяет уже сейчас сформулировать требования к месторождениям, намечаемым к отработке этими методами, а также установить необходимую степень их изученности.