Η κατανόηση της γεωλογίας των εργοταξίων είναι πρωταρχικής σημασίας για τις εξερευνητικές γεωτρήσεις. Παρακάτω, μια ανασκόπηση του τρόπου με τον οποίο η εργασία επηρεάζεται από τις επικρατούσες συνθήκες βράχου.
Οι γεωλογικές συνθήκες στην ανοιχτή εξόρυξη έχουν άμεση επίδραση στην αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα των εργασιών εξερεύνησης. Από τις πιο ευνοϊκές συνθήκες έως τις χειρότερες, οι βραχώδεις σχηματισμοί στο λάκκο καθορίζουν τις στρατηγικές γεώτρησης εξερεύνησης, τις απαιτήσεις εξοπλισμού και την ποιότητα των δειγμάτων που μπορεί εύλογα να αναμένεται.
Η παραγωγικότητα στη γεώτρηση πυρήνα εξαρτάται από πολλές διαφορετικές παραμέτρους, αλλά οι συνθήκες βράχου είναι συνήθως ο μεγαλύτερος παράγοντας που επηρεάζει την ταχύτητα της γεώτρησης και επομένως το επίπεδο παραγωγικότητας καθώς και το κόστος. Ορυκτά και γεωλογία των 118 γνωστών στοιχείων, μερικά από τα οποία δεν απαντώνται φυσικά, το οξυγόνο είναι μακράν το πιο κοινό, καθώς αποτελεί περίπου το 50% του φλοιού της Γης's κατά βάρος. Το πυρίτιο σχηματίζει περίπου το 25% και τα άλλα κοινά στοιχεία όπως το αλουμίνιο, ο σίδηρος, το ασβέστιο, το νάτριο, το κάλιο, το μαγνήσιο και το τιτάνιο αποτελούν το 99% του φλοιού της Γης' Το πυρίτιο, το αλουμίνιο και το οξυγόνο βρίσκονται στα πιο κοινά ορυκτά όπως ο χαλαζίας, ο άστριος και η μαρμαρυγία. Αυτά αποτελούν μέρος μιας μεγάλης ομάδας πυριτικών που είναι ενώσεις πυριτικού οξέος και άλλων στοιχείων. Οι αμφίβολοι και τα πυροξένια περιέχουν αλουμίνιο, κάλιο και σίδηρο.
Μερικά από τα πιο κοινά πετρώματα του πλανήτη', ο γρανίτης και το γνεύσι, αποτελούνται από πυριτικά άλατα. Το οξυγόνο εμφανίζεται επίσης συνήθως σε συνδυασμό με μεταλλικά στοιχεία, τα οποία είναι συχνά σημαντικές πηγές για εξορυκτικούς σκοπούς. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να αποτελούν μέρος οξειδωτικών μεταλλευμάτων, όπως τα μεταλλεύματα σιδήρου μαγνητίτης και αιματίτης.
Το θείο συνδυάζεται επίσης εύκολα με μεταλλικά στοιχεία για να σχηματίσει θειούχα μεταλλεύματα, συμπεριλαμβανομένων των γαληνών, φαλερίτη, μολυβδενίτη και αρσενοπυρίτη. Ο χαλκοπυρίτης (CuFeS2) είναι επίσης ένα πολύ σημαντικό και άφθονο ορυκτό που σχηματίζει μεταλλεύματα που περιέχει χαλκό. Άλλες μεγάλες ομάδες ορυκτών σημαντικές στην εξόρυξη περιλαμβάνουν αλογονίδια όπως ο φθορίτης και ο αλογονίτης. ανθρακικά άλατα όπως ασβεστίτης, δολομίτης και μαλαχίτης. θειικά άλατα όπως βαρίτης. Βολφραμίδια όπως ο σκελίτης? και φωσφορικά άλατα όπως ο απατίτης. Σπάνια, ορισμένα στοιχεία μπορούν να εμφανιστούν φυσικά, χωρίς συνδυασμό. Τα σημαντικά είναι τα μέταλλα χρυσός, ασήμι και χαλκός, καθώς και άνθρακας σε μορφή διαμαντιών και γραφίτη. Ιδιότητες και χαρακτηριστικά Είναι αλήθεια ότι η ανοργανοποίηση σπάνια είναι καθαρή. Αντίθετα, είναι συνήθως μικτή, αποτελούμενη από ομοιογενείς και ετερογενείς δομές. Ο άστριος αντιπροσωπεύει σχεδόν το 50% της ορυκτής σύνθεσης της ορυκτής σύνθεσης της Γης, ακολουθούμενο από πυροξένιο και ορυκτά αμφιβολίας και μετά χαλαζία και μαρμαρυγία, που αποτελούν περίπου το 90% της Γης's κρούστα.
Επιπλέον, τα ορυκτά έχουν μεγάλη ποικιλία ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών, και αυτά είναι που καθορίζουν τον καλύτερο τρόπο εξαγωγής τους.
Τυπικά χαρακτηριστικά είναι:
• Σκληρότητα
• Πυκνότητα
• Χρώμα
• Σερί
• Λάμψη
• Κάταγμα
• Διάσπαση
• Κρυσταλλικό
μορφή Το μέγεθος των σωματιδίων και η έκταση στην οποία το ορυκτό ενυδατώνεται (αναμιγνύεται με νερό) υποδεικνύει τον τρόπο συμπεριφοράς του βράχου κατά την εκσκαφή (βλ. γεωλογικές μεθόδους, σελ. 25).
Η σκληρότητα συνήθως βαθμολογείται σύμφωνα με την κλίμακα 10 σημείων Mohs. Η πυκνότητα των ανοιχτόχρωμων ορυκτών είναι συνήθως κάτω από 3. Εξαιρούνται ο βαρίτης ή ο βαρύς σπάρος (θειικό βάριο – BaSO4 – πυκνότητα 4,5 g/cm3), ο σχελίτης (βολφραμικό ασβέστιο – CaWO4 – πυκνότητα 6,0 g/cm3) και ο κηρουσίτης (ανθρακικός μόλυβδος – PbCO4 – πυκνότητα 6,5 g/cm3).
Τα σκουρόχρωμα ορυκτά με λίγο σίδηρο και πυριτικό άλας έχουν πυκνότητες μεταξύ 3 και 4. Τα μεταλλικά ορυκτά έχουν πυκνότητες πάνω από 4 και ο χρυσός έχει πολύ υψηλή πυκνότητα 19,3.
Τα ορυκτά με βολφράμιο, όσμιο και ιρίδιο είναι συνήθως ακόμη πιο πυκνά. Αν και η πυκνότητα ορυκτών που σχηματίζουν μεταλλεύματα μπορεί να είναι υψηλή, η συνολική πυκνότητα μεταλλεύματος εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το πέτρωμα ξενιστή όπου υπάρχουν αυτά τα ορυκτά.
Η λωρίδα είναι το χρώμα της ορυκτής σκόνης που παράγεται όταν ένα ορυκτό γρατσουνίζεται ή τρίβεται πάνω σε λευκή πορσελάνη που δεν έχει βερνίκι, η οποία μπορεί να διαφέρει από το χρώμα της ορυκτής μάζας.
Η θραύση είναι το χαρακτηριστικό της επιφάνειας που παράγεται από το σπάσιμο ενός κομματιού του ορυκτού και είναι συνήθως ανώμαλο προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση. Η διάσπαση υποδηλώνει τις ιδιότητες ενός κρυστάλλου
που του επιτρέπει να χωρίζεται κατά μήκος επίπεδων επιφανειών. Τόσο η θραύση όσο και η διάσπαση μπορεί να είναι σημαντικά για τη δομή των πετρωμάτων που περιέχουν σημαντικές ποσότητες των σχετικών ορυκτών. Ο βράχος συνήθως αποτελείται από ένα μείγμα υλικών. Το πέτρωμα μπορεί όχι μόνο να συνδυάζει τις ιδιότητες αυτών των ορυκτών, αλλά και να παρουσιάζει ιδιότητες που προκύπτουν από τον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκαν τα πετρώματα ή στη συνέχεια μεταβλήθηκαν από τη θερμότητα, την πίεση και άλλες δυνάμεις στον φλοιό της Γης' Είναι συγκριτικά σπάνιο να βρεθεί μια ομοιογενής βραχώδης μάζα και οι ασυνέχειες όπως τα ρήγματα γεμάτα με θρυμματισμένο υλικό, οι κύριες αρθρώσεις και οι ασυμφωνίες στο στρώμα είναι δύσκολο να προβλεφθούν.
Αυτές οι ασυνέχειες είναι επίσης σημαντικές, όχι μόνο για τη δομική ακεραιότητα ενός ορυχείου και για την απόκτηση πρόσβασης σε κοιτάσματα ορυκτών, αλλά και ως μονοπάτια για ρευστά που προκαλούν συγκεντρώσεις ορυκτών στη Γη. Προκειμένου η εξόρυξη να είναι οικονομικά βιώσιμη, τα ορυκτά πρέπει να υπάρχουν σε επαρκή συγκέντρωση ώστε να αξίζει να εξορυχθούν και μέσα σε βραχώδεις δομές που μπορούν να ανασκαφούν με ασφάλεια και οικονομία. Πρέπει επίσης να είναι δυνατός ο εμπλουτισμός των ορυκτών με οικονομικό τρόπο. Για την ανάπτυξη ορυχείων και τη γεώτρηση παραγωγής, ο βράχος πρέπει να εκτιμηθεί σωστά γιατί τα αποτελέσματα θα επηρεάσουν τους προβλεπόμενους ρυθμούς διείσδυσης του τρυπανιού, την ποιότητα των οπών και το κόστος του χάλυβα διάτρησης. Προκειμένου να προσδιοριστούν τα συνολικά χαρακτηριστικά των πετρωμάτων, είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ μικροσκοπικών και μακροσκοπικών ιδιοτήτων.
Καθώς ο βράχος αποτελείται από κόκκους διαφόρων ορυκτών, οι μικροσκοπικές του ιδιότητες περιλαμβάνουν:
• Σύνθεση ορυκτών
• Μέγεθος κόκκου
• Η μορφή και η κατανομή του κόκκου
• Εάν οι κόκκοι είναι χαλαροί ή τσιμεντωμένοι συλλογικά, αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν τις ιδιότητες του πετρώματος όπως η σκληρότητα, η λειαντικότητα, η αντοχή σε θλίψη και η πυκνότητα. Με τη σειρά τους, αυτές οι ιδιότητες του βράχου καθορίζουν το ποσοστό διείσδυσης που μπορεί να επιτευχθεί κατά τη διάνοιξη οπών εξερεύνησης και την έκταση της φθοράς στον εξοπλισμό γεώτρησης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ορισμένα χαρακτηριστικά ορυκτών θα επηρεάσουν άμεσα τη μέθοδο εξόρυξης. Πολλά άλατα, για παράδειγμα, είναι ιδιαίτερα ελαστικά και μπορούν να απορροφήσουν τους κραδασμούς από την ανατίναξη. Καλές και κακές συνθήκες Με διαφορά ο καλύτερος σχηματισμός για διάτρηση είναι ο σκληρός, συμπαγής βράχος. Ο ρυθμός διείσδυσης είναι υψηλότερος, η φθορά στα αναλώσιμα χαμηλή και η απόκλιση οπών μικρότερη. Αντίθετα, εάν ο σχηματισμός είναι πιο μαλακός και έχει ρωγμές και στρώματα, η απόκλιση των οπών αυξάνεται, τα αναλώσιμα φθείρονται πιο γρήγορα, οι ρυθμοί διείσδυσης είναι χαμηλότεροι και ο κίνδυνος κολλήματος ή απώλειας τμημάτων του πυρήνα είναι υψηλότερος. Μπορεί επίσης να είναι πιο δύσκολο να κρατήσετε την τρύπα ανοιχτή και να αποτρέψετε την κατάρρευσή της. Το ξέπλυμα της τρύπας είναι επίσης εξαιρετικά σημαντικό και μπορεί να κάνει τη διαφορά μεταξύ επιτυχίας ή αποτυχίας κατά τη διάτρηση. Ένα κοινό πρόβλημα είναι η απώλεια νερού. Αυτό συμβαίνει όταν η γεώτρηση εκτελείται σε κακούς βραχώδεις σχηματισμούς με πολλές ρωγμές μέσω των οποίων μπορεί να αποστραγγιστεί μεγάλο μέρος του νερού. Όσο μεγαλύτερες είναι οι ρωγμές, τόσο περισσότερο νερό θα χαθεί. Σε συνθήκες πιο κατακερματισμένου βράχου, το νερό μπορεί συχνά να χαθεί εντελώς, γεγονός που έχει εξαιρετικά δυσμενή επίδραση στη διαδικασία γεώτρησης, καταστρέφοντας τον εξοπλισμό και μπλοκάρει τις ράβδους διάτρησης στην τρύπα. Η τεχνική της έκπλυσης με νερό διαφέρει πολύ ανάλογα με τον σχηματισμό βράχου. Σε συνθήκες σκληρού βράχου η δυνατότητα χρήσης μόνο του νερού είναι μεγαλύτερη, ενώ σε σχηματισμούς μαλακών πετρωμάτων συχνά υπάρχει ανάγκη χρήσης πολυμερών ή λάσπης. Το ξέπλυμα γίνεται για διάφορους λόγους. Δροσίζει λίγο,
καθαρίζει το πρόσωπο μπροστά από τη μύτη και φέρνει τα τσιπ στην επιφάνεια, μειώνει την τριβή μεταξύ της ράβδου και της τρύπας και μειώνει τους κραδασμούς στη χορδή του τρυπανιού.
Η έκπλυση οπών σε ασταθείς σχηματισμούς είναι πολύ πιο περίπλοκη από ό,τι σε σκληρούς σχηματισμούς, καθώς είναι απαραίτητο να παρακολουθείται η πυκνότητα και το ιξώδες του ρευστού που χρησιμοποιείται για την έκπλυση της οπής. Απαιτείται επίσης ο γεωτρητής να κατανοεί τη σχέση μεταξύ αυτών των παραμέτρων και τη σταθερότητα στην τρύπα, την ικανότητα του ρευστού να μεταφέρει άμμο και ροκανίδια στην επιφάνεια, την ικανότητα ελέγχου της απώλειας νερού και την ικανότητα δημιουργίας κέικ φίλτρου. στην τρύπα. Το ξέπλυμα σε αυτές τις αντίξοες συνθήκες χρησιμοποιείται επίσης για άλλους λόγους, όπως η σταθεροποίηση της οπής, η σφράγιση ρωγμών και η αύξηση της ικανότητας να φέρουν τα μοσχεύματα στην επιφάνεια.
Η πρόκληση του γεωτρύπανου Σήμερα, οι γεωτρύπανοι εξερεύνησης αντιμετωπίζουν μια σειρά από διαφορετικές προκλήσεις, μεταξύ των οποίων οι γεωλόγοι απαιτούν όλο και μεγαλύτερα δείγματα πυρήνα. Όσο μεγαλύτερο είναι το δείγμα, τόσο περισσότερες πληροφορίες μπορούν να ληφθούν. Αυτό προϋποθέτει, φυσικά, ότι υπάρχουν γεωτρήσεις που μπορούν να χειριστούν αυτούς τους πυρήνες μεγάλου μεγέθους στα καθορισμένα βάθη.
Τα απαιτούμενα βάθη γίνονται επίσης βαθύτερα λόγω του ότι ήδη εξορύσσονται τα μικρότερα κοιτάσματα. Επιπλέον, οι δυσμενείς σχηματισμοί βράχων κάνουν τη δουλειά του γεωτρύπανου πιο δύσκολη, καθώς είναι πιο δύσκολη η εξαγωγή δειγμάτων πυρήνα που είναι καλής ποιότητας και άθικτα με αποδεκτό κόστος. Τα σημερινά γεωτρύπανα εξερεύνησης ανταποκρίνονται σε μεγάλο βαθμό σε αυτές τις απαιτήσεις και αυξάνουν την παραγωγικότητα ταυτόχρονα, επιτρέποντας έτσι στον γεωτρύπανο εξερεύνησης να αυξήσει τα κέρδη. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι αυτές οι εξέδρες παρέχουν πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τις διάφορες παραμέτρους, οι οποίες επιτρέπουν στο γεωτρύπανο να παρακολουθεί τα γεγονότα πιο προσεκτικά κατά τη διάτρηση και να προβεί σε οποιαδήποτε απαραίτητη ενέργεια προτού κάτι πάει στραβά. Επιπλέον, η καινοτομία σε σχέση με την τεχνική In-The-Hole (ITH) διευκολύνει επίσης τη ζωή βοηθώντας το τρυπάνι να διασφαλίσει ότι η υπέρβαση είναι σωστά συνδεδεμένη κατά την ανάκτηση του πυρήνα. Αυτό μειώνει την ανάγκη συντήρησης στον εξοπλισμό ITH και βελτιώθηκε τα κομμάτια διαμαντιού. Εάν είναι δυνατό να βελτιωθεί η απόδοση των κομματιών διαμαντιού, το ίδιο κομμάτι θα διαρκέσει περισσότερο. Αυτό σημαίνει ότι τα διαστήματα μεταξύ των αλλαγών bit γίνονται μεγαλύτερα και η παραγωγικότητα αυξάνεται. Η αλλαγή του bit είναι χρονοβόρα. Όσο πιο βαθιά είναι η τρύπα, τόσο περισσότερος χρόνος δαπανάται για να σκοντάψουν ράβδους μέσα και έξω από αυτήν. Το όραμα του αυτοματισμού Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι περισσότερες εταιρείες που αναπτύσσουν εξοπλισμό γεώτρησης πυρήνα επικεντρώνονται σε μεγάλο βαθμό στην αύξηση του επιπέδου αυτοματισμού στην εξερεύνηση. Αρχικά, αυτό μπορεί να περιοριστεί μόνο, για παράδειγμα για να επιτρέψει σε μια εξέδρα να τρυπήσει αυτόματα μια ράβδο κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής βάρδιας. Αλλά είναι σαφές ότι ο στόχος είναι να αυτοματοποιηθούν περισσότερα, τελικά να καταστεί δυνατή η αυτόματη ολοκλήρωση ενός ολόκληρου ταξιδιού μετ' επιστροφής.
Ωστόσο, το να μπορεί κανείς να λειτουργεί πλήρως αυτόνομα ένα γεωτρύπανο πυρήνα είναι ένα πολύ μακροπρόθεσμο όραμα. Οι εξέδρες γεώτρησης πυρήνα είναι πολύ πιο περίπλοκες από αυτές που έχουν σχεδιαστεί για διάτρηση και ανατίναξη. Αναμφισβήτητα, η ανάπτυξη του εξοπλισμού γεώτρησης πυρήνα επικεντρώνεται περισσότερο στην εξαγωγή λεπτομερών δεδομένων από το γεωτρύπανο που μπορούν να επιτρέψουν στο γεωτρύπανο να αναλύσει ακριβώς τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γεώτρησης. Εκτός από αυτό, οι προγραμματιστές επικεντρώνονται επίσης στην αύξηση του όγκου των δεδομένων που μπορούν να εξαχθούν από κάθε εξέδρα, έτσι ώστε να μπορούν να μελετηθούν οι διαφορές μεταξύ διαφορετικών γεωτρήσεων και σχηματισμών βράχου. Άλλες καινοτομίες υπό ανάπτυξη περιλαμβάνουν τη μεταφορά δεδομένων σε απομακρυσμένες τοποθεσίες για την ενημέρωση των γεωτρύπανων για το πότε είναι ώρα για συντήρηση και πότε ένα συμβάν ενδέχεται να οδηγήσει σε βλάβη.
Πηγή: Epiroc China
Εάν υπάρχει οποιαδήποτε ερώτηση σχετικά με το πώς να βελτιώσετε την απόδοση της διάτρησης και πώς να επιλέξετε τα σωστά εμποτισμένα διαμάντια, κελύφη και σχετικές ράβδους διάτρησης, επικοινωνήστε δωρεάν με τον τεχνικό μας σύμβουλο.WhatsApp: +86-188 5151 3960
GEO EQUIP TECH WUXI
https://www.cgegtech.com/
