Основные направления инновационного развития

Геотехнология - это наука о геотехнологических методах добычи полезных ископаемых и средствах их осуществления. Она изучает физико-геологическую обстановку, горную среду, химию и физику процессов добычи, методы и средства их осуществления.

До последнего времени совершенствование технологий разработки месторождений полезных ископаемых во всем мире осуществлялось преимущественно ﾞ экстенсивным ﾞ путем. ﾞ При ﾞ этом ﾞ сущность ﾞ технологий ﾞ долгое ﾞ время ﾞ оставалась ﾞ принципиально ﾞ прежней. ﾞ То ﾞ же ﾞ самое ﾞ относится ﾞ и ﾞ к ﾞ рудной ﾞ отрасли, ﾞ где ﾞ весьма ﾞ примитивные ﾞ приспособления ﾞ хотя ﾞ и ﾞ сменились ﾞ высокопроизводительными ﾞ буровыми ﾞ станками, ﾞ экскаваторами ﾞ и ﾞ прочими ﾞ механизмами, ﾞ но ﾞ концептуальная ﾞ сущность ﾞ технологий ﾞ не ﾞ поменялась. ﾞ И ﾞ только ﾞ к ﾞ настоящему ﾞ времени ﾞ созданы ﾞ принципиально ﾞ новые ﾞ технологии ﾞ освоения ﾞ месторождений ﾞ полезных ﾞ ископаемых, ﾞ получившие ﾞ название ﾞ «физико-химические ﾞ геотехнологии».[6]

Еще ﾞ в ﾞ середине ﾞ 60-годов ﾞ ХХ ﾞ столетия ﾞ было ﾞ обращено ﾞ внимание ﾞ специалистов ﾞ на ﾞ подготовленность ﾞ и ﾞ зрелость ﾞ горной ﾞ науки ﾞ для ﾞ развития ﾞ геотехнологии, ﾞ с ﾞ использованием ﾞ ее ﾞ возможностей ﾞ для ﾞ разработки ﾞ новых ﾞ геотехнологических ﾞ методов ﾞ добычи.

При ﾞ таких ﾞ методах ﾞ добычи ﾞ полезное ﾞ ископаемое ﾞ переводится ﾞ в ﾞ подвижное ﾞ состояние ﾞ (газ, ﾞ расплав, ﾞ раствор, ﾞ гидросмесь). ﾞ Для ﾞ этого ﾞ в ﾞ недра, ﾞ на ﾞ место ﾞ залегания ﾞ полезного ﾞ ископаемого, ﾞ подводятся ﾞ рабочие ﾞ агенты ﾞ и ﾞ осуществляются ﾞ тепловые, ﾞ массообменные, ﾞ химические, ﾞ гидродинамические ﾞ процессы, ﾞ благодаря ﾞ которым ﾞ обеспечивается ﾞ возможность ﾞ выемки ﾞ и ﾞ выдачи ﾞ полезного ﾞ ископаемого ﾞ из ﾞ недр ﾞ через ﾞ скважины. ﾞ Суть ﾞ геотехнологического ﾞ процесса ﾞ – ﾞ это ﾞ перевод ﾞ полезного ﾞ ископаемого ﾞ в ﾞ подвижное ﾞ состояние ﾞ с ﾞ целью ﾞ последующего ﾞ его ﾞ извлечения ﾞ на ﾞ поверхность. ﾞ На ﾞ этот ﾞ процесс ﾞ существенно ﾞ влияет ﾞ ряд ﾞ следующих ﾞ факторов.

Внутренние ﾞ факторы ﾞ - ﾞ это ﾞ свойства ﾞ минералов, ﾞ внешние ﾞ - ﾞ физико-геологические ﾞ (геологические, ﾞ гидрогеологические ﾞ и ﾞ геотермические) ﾞ условия ﾞ залегания ﾞ месторождений. ﾞ Все ﾞ эти ﾞ факторы ﾞ действуют ﾞ совместно.

Название ﾞ каждого ﾞ из ﾞ геотехнологических ﾞ способов ﾞ зависит ﾞ от ﾞ рабочего ﾞ агента, ﾞ который ﾞ они ﾞ используют.

Теплофизическим ﾞ способом ﾞ добывают ﾞ серу, ﾞ особо ﾞ вязкую, ﾞ тяжелую ﾞ нефть, ﾞ битум, ﾞ озокерит ﾞ — ﾞ горный ﾞ воск. ﾞ Под ﾞ землю ﾞ подают ﾞ горячую ﾞ воду, ﾞ пар ﾞ или ﾞ электрический ﾞ ток, ﾞ а ﾞ из ﾞ скважины ﾞ на ﾞ поверхность ﾞ поднимают ﾞ расплав ﾞ ценнейших ﾞ продуктов.

Насос, ﾞ вода ﾞ и ﾞ скважина ﾞ — ﾞ все, ﾞ что ﾞ нужно ﾞ для ﾞ гидравлического ﾞ способа. ﾞ Направляя ﾞ через ﾞ скважины ﾞ мощную ﾞ струю ﾞ воды ﾞ можно ﾞ сжигать ﾞ уголь ﾞ прямо ﾞ под ﾞ землей, ﾞ улавливать ﾞ из ﾞ скважин ﾞ горючие ﾞ газы ﾞ и ﾞ уже ﾞ их ﾞ использовать ﾞ как ﾞ топливо. ﾞ Такой ﾞ способ ﾞ применим ﾞ и ﾞ для ﾞ подземной ﾞ газификации ﾞ другого ﾞ важного ﾞ горючего ﾞ ископаемого ﾞ — ﾞ сланца.[7]

Добыть ﾞ глубинное ﾞ тепло ﾞ недр ﾞ Земли ﾞ тоже ﾞ позволяет ﾞ геотехнология. ﾞ

Многие ﾞ цветные ﾞ и ﾞ редкие ﾞ металлы, ﾞ например ﾞ медь, ﾞ уран, ﾞ добывают ﾞ гидрохимическим ﾞ способом. ﾞ

Их ﾞ руды ﾞ под ﾞ землей ﾞ растворяют ﾞ кислотами, ﾞ щелочами. ﾞ Богатый ﾞ раствор ﾞ откачивают, ﾞ извлекают ﾞ из ﾞ него ﾞ чистейший ﾞ металл. ﾞ Некоторые ﾞ бактерии ﾞ ускоряют ﾞ процесс ﾞ выщелачивания ﾞ и ﾞ способны ﾞ накапливать ﾞ никель, ﾞ железо, ﾞ ванадий, ﾞ серу ﾞ и ﾞ другие ﾞ элементы. ﾞ Их ﾞ используют ﾞ при ﾞ так ﾞ называемом ﾞ бактериальном ﾞ выщелачивании. ﾞ В ﾞ слабые ﾞ растворители ﾞ добавляют ﾞ бактерии ﾞ - ﾞ рудокопы. ﾞ Растворение ﾞ руд ﾞ идет ﾞ в ﾞ несколько ﾞ раз ﾞ быстрее.

Гамма ﾞ - ﾞ активационный ﾞ анализ. ﾞ С ﾞ помощью ﾞ промышленного ﾞ сканирования ﾞ горных ﾞ пород ﾞ далеко ﾞ не ﾞ всегда ﾞ удается ﾞ обнаружить ﾞ небольшие ﾞ частицы ﾞ драгоценного ﾞ металла. ﾞ

Специалисты ﾞ австралийского ﾞ общества ﾞ научных ﾞ и ﾞ прикладных ﾞ исследований ﾞ (CSIRO) ﾞ и ﾞ канадской ﾞ компании ﾞ Mevex ﾞ испытали ﾞ новую ﾞ технологию, ﾞ в ﾞ основе ﾞ которой ﾞ лежит ﾞ высокоэнергетическое ﾞ рентгеновское ﾞ излучение, ﾞ позволяющее ﾞ обнаружить ﾞ крохотные ﾞ кусочки ﾞ золота. ﾞ

В ﾞ настоящее ﾞ время ﾞ в ﾞ промышленности ﾞ используется ﾞ высокотемпературная ﾞ технология, ﾞ которая ﾞ занимает ﾞ слишком ﾞ много ﾞ времени ﾞ и ﾞ требует ﾞ использования ﾞ тяжелых ﾞ металлов, ﾞ таких ﾞ как ﾞ свинец. ﾞ

Образцы ﾞ нагреваются ﾞ до ﾞ температуры ﾞ 1200 ﾞ градусов ﾞ Цельсия. ﾞ По ﾞ словам ﾞ специалистов, ﾞ такой ﾞ метод ﾞ позволяет ﾞ выделить ﾞ от ﾞ 65 ﾞ до ﾞ 85 ﾞ процентов ﾞ золота ﾞ из ﾞ породы. ﾞ

Новый ﾞ метод, ﾞ разработанный ﾞ учеными, ﾞ называется ﾞ гамма-активационным ﾞ анализом. ﾞ Сначала ﾞ порода ﾞ подвергается ﾞ воздействию ﾞ высокоэнергетического ﾞ рентгеновского ﾞ излучения, ﾞ благодаря ﾞ чему ﾞ золото ﾞ становится ﾞ радиоактивным ﾞ в ﾞ течение ﾞ нескольких ﾞ секунд. ﾞ В ﾞ этот ﾞ момент ﾞ в ﾞ работу ﾞ вступает ﾞ чувствительный ﾞ детектор. ﾞ

Результаты ﾞ опытов ﾞ показали, ﾞ что ﾞ гамма-активационный ﾞ анализ ﾞ в ﾞ два-три ﾞ раза, ﾞ точнее ﾞ лабораторного ﾞ метода ﾞ обнаружения ﾞ золота ﾞ в ﾞ минерале. ﾞ

Помимо ﾞ своей ﾞ точности ﾞ новая ﾞ технология ﾞ обладает ﾞ и ﾞ другими ﾞ преимуществами. ﾞ Ее ﾞ легко ﾞ автоматизировать, ﾞ а ﾞ установка ﾞ для ﾞ гамма-активационного ﾞ анализа ﾞ настолько ﾞ невелика, ﾞ что ﾞ ее ﾞ можно ﾞ транспортировать ﾞ на ﾞ удаленные ﾞ шахты ﾞ при ﾞ помощи ﾞ грузового ﾞ автомобиля. ﾞ При ﾞ этом ﾞ сам ﾞ процесс ﾞ обнаружения ﾞ золота ﾞ в ﾞ породе ﾞ занимает ﾞ всего ﾞ несколько ﾞ минут. ﾞ

Ученые ﾞ также ﾞ уверены, ﾞ что ﾞ данная ﾞ технология ﾞ также ﾞ может ﾞ быть ﾞ применима ﾞ и ﾞ для ﾞ обнаружения ﾞ других ﾞ металлов ﾞ – ﾞ серебра, ﾞ свинца, ﾞ цинка, ﾞ олова, ﾞ меди ﾞ и ﾞ металлов ﾞ платиновой ﾞ группы.

Методы ﾞ увеличения ﾞ нефтеотдачи ﾞ (МУН). ﾞ В ﾞ международной ﾞ практике ﾞ роль ﾞ воспроизводства ﾞ сырьевой ﾞ базы ﾞ нефтедобычи ﾞ за ﾞ счет ﾞ внедрения ﾞ современных ﾞ методов ﾞ увеличения ﾞ нефтеотдачи ﾞ (тепловых, ﾞ газовых, ﾞ химических, ﾞ микробиологических) ﾞ на ﾞ базе ﾞ инновационных ﾞ техники ﾞ и ﾞ технологий ﾞ быстро ﾞ растет ﾞ и ﾞ становится ﾞ все ﾞ более ﾞ приоритетной.[8]

В ﾞ настоящее ﾞ время ﾞ приоритетным ﾞ направлением ﾞ прироста ﾞ запасов ﾞ нефти ﾞ в ﾞ мировой ﾞ нефтедобыче ﾞ является ﾞ - ﾞ развитие ﾞ и ﾞ промышленное ﾞ применение ﾞ современных ﾞ интегрированных ﾞ методов ﾞ увеличения ﾞ нефтеотдачи ﾞ (МУН), ﾞ которые ﾞ способны ﾞ обеспечить ﾞ синергетический ﾞ эффект ﾞ в ﾞ освоении ﾞ новых ﾞ и ﾞ разрабатываемых ﾞ нефтяных ﾞ месторождений. ﾞ За ﾞ последнее ﾞ десятилетие ﾞ дополнительная ﾞ добыча ﾞ за ﾞ счет ﾞ применения ﾞ современных ﾞ МУН ﾞ в ﾞ России ﾞ непрерывно ﾞ снижается ﾞ и ﾞ в ﾞ настоящее ﾞ время ﾞ ее ﾞ объем ﾞ в ﾞ общей ﾞ добыче ﾞ нефти ﾞ практически ﾞ незаметен.

Методы ﾞ увеличения ﾞ нефтеотдачи ﾞ (МУН) ﾞ подразделяется ﾞ на ﾞ 2 ﾞ группы: ﾞ гидродинамические ﾞ методы ﾞ увеличения ﾞ нефтеотдачи, ﾞ включают ﾞ в ﾞ себя ﾞ различные ﾞ методы ﾞ интенсификации ﾞ притока ﾞ жидкости ﾞ и ﾞ скважине ﾞ и ﾞ их ﾞ комбинации, ﾞ и ﾞ третичные ﾞ методы ﾞ увеличения ﾞ нефтеотдачи.