Скважинная гидродобыча фосфоритов (СГД)
Центром по сапропелю предлагается технология добычи фосфорита используя гидравлическое разрушение полезного пласта струей воды через скважины с последующей откачкой образовавшейся гидросмеси на обогащение и переработку.
Данное предложение успешно может быть использовано при разработке месторождений, где добыча открытым или подземным способом не рациональна и экономически не выгодна, может нанести ущерб окружающей среде. К такого рода месторождениям можно отнести залежи фосфорита в Украине, Эстонии и Беларуси.
Фосфориты используются как сырье для производства фосфатных удобрений, потребность в которых особенно ощущают в Украине черноземные почвы. Сейчас государство имеет достаточную фосфоритоносную базу; значительные залежи фосфоритов обнаружены в Сумской, Приднестровском Подолье, юге Волынской области.
Залежи фосфорита в Эстонии оцениваются от 3 до 8 миллиардов тонн. Эстония лидирует в Европе по запасам фосфоритного природного сырья. Наиболее крупным месторождением ракушечных фосфоритов является местечко Тоолсе в северной части Раквереского административного района. Концерн Viru Keemia Grup планирует начать разработку месторождения фосфоритов на удобрения. По оценкам экспертов, это производство принесет государству прямых и косвенных доходов почти на 70 млн. евро и обеспечит работой 2800 человек. Месторождение находится в волости Рягавере, на восток от реки Кунда. При этом Министерство окружающей среды страны категорически выступает против не только начала производства, но и даже против геологоразведки, подчеркивая, что финансовая выгода проекта не перевесит ущерб экологии, нанесенный в процессе освоения. Возобновление добычи фосфорита в Эстонии щадящими природу технологиями может вывести ее в одну из самых передовых стран не только Прибалтики, но и ЕС.
Фосфорит белорусских месторождений представляет собой осадочную породу, содержащую значительное количество фосфатов кальция. В Беларуси расположено два фосфоритоносных бассейна — Сожский на востоке и Припятский на юге республики. Они включают несколько месторождений фосфоритов — Мстиславльское и Лобковичское (Могилевская область), Ореховское и Приграничное (Брестская область). Мстиславльское считается самым крупным. Мощность фосфоритоносного пласта этого месторождения составляет 1,5 метров, глубина залегания фосфоритов колеблется от 5 до 70 метров. По оценкам ученых, общие прогнозные ресурсы этих пород в указанном месторождении достигают около 60 млн.т.
Работы по апробации способа добычи фосфорного сырья через скважины с размывом продуктивного пласта струей воды под давлением проводились в 1988-1989 г.г. на Маардусском руднике ПО «Эстонфосфорит» под Таллинном. Руководил работами к.т.н. горный инженер, геотехнолог, гидрогеолог Николай Бычек. Добыча осуществлялась мобильным оборудованием через скважины диаметром 320 мм с глубины 22 м. Мощность слоя фосфорита не превышала 2.4 м. Среднее содержание фосфорита в пласте – 18-24%. Проведенные исследования метода СГД на эстонских фосфоритах показали эффективность скважинной добычи сырья и дали возможность предложить эксплуатационной добыче мобильное высокопроизводительное оборудование.
В настоящее время Маардусский рудник, разрабатывающий фосфориты открытым способом, прекратил свое существование. Разведанные запасы месторождения выработаны на 67-70%. Горные работы вплотную подошли к границе столицы Эстонии, затрагивая сельхозугодья и луговые пастбища.
Возобновление добычи полезного ископаемого методом СГД может снизить себестоимость фосфоритной руды в разы, позволит производить извлечение фосфорита без затрагивания поверхности месторождения, сохраняя ее первозданный вид. Наиболее перспективной выявлена камерно-столбовая схема отработки продуктивных пластов.
Данный способ можно применять на скважинной добыче драгоценных камней в Юго-Восточной Азии, Мадагаскаре и Шри Ланка, янтаря – на Украине и в Калининградской области, гагата – в Крыму.
Современные технологические решения в области техники разведки и разработки полезных ископаемых позволяют разрабатывать перспективное оборудование для СГД и осуществлять добычу фосфорита, янтаря, сапфира, лунного камня и т.д. с наименьшими затратами, сохраняя поверхность месторождения и экологию окружающей среды.
Центр по сапропелю (Россия, Астрахань. www.sapropex.ru) под руководством к.т.н. Бычека Николая Дмитриевича в 2004 г. также апробировал скважинную добычу полезных ископаемых на месторождении лунного камня в Шри Ланка. Работа выполнена качественно и дала положительный результат.
Подготовительный период перед эксплуатационной добычей полезного ископаемого включает в себе технико-экономическое обоснование применения способа СГД на месторождении, определяет его целесообразность и все нюансы технологического процесса. При проведенной геологической разведке на территории месторождения данный этап длится не более 2-3 мес.
Комплекс оборудования для скважинной гидродобычи фосфорита состоит из буровой и добычной мобильной установки, насосно-компрессорного оборудования и скважинного гидромонитора (СГМ). Причем, для каждого отдельно взятого месторождения фосфоритов могут быть свои конструктивные особенности СГМ. Они определяются на этапе подготовительных работ и выдаются проектировщиками для изготовления того или другого скважинного оборудования.
Разработку месторождения ведут отдельными скважинами или кустом скважин вертикального или наклонного бурения. Добыча фосфорита через наклонные скважины осуществляется с посадкой кровли при неустойчивых покрывающих полезный слой породах. Способ отработки пласта – камерный, сплошной.
При добыче фосфорита через вертикальные скважины применяется камерно-столбовой способ добычи. Глубина скважин может достигать до 120 и более метров.
Последние опытно-промышленные работы при добыче фосфорита дали положительные результаты при использовании на месторождении скважинного шнеково-гидравлического оборудования большого диаметра (до 800 мм). Глубина вскрытия не превышала 15 м. Данное оборудование позволило увеличить производительность добычи полезного ископаемого в несколько раз, а также уменьшило себестоимость эксплуатации на 25-35%.
Смотрите вложенный файл по теме — скважинная разработка месторождений фосфорита
