Înțelegerea geologiei șantierelor este primordială în forajul de explorare. Mai jos, o trecere în revistă a modului în care locul de muncă este afectat de condițiile de rock predominante.
Condițiile geologice din mineritul de cariere deschise au un efect direct asupra eficienței și eficacității lucrărilor de explorare. De la condițiile cele mai favorabile la cele mai rele, formațiunile de rocă din groapă determină strategii de foraj de explorare, cerințe de echipamente și calitatea probelor care pot fi așteptate în mod rezonabil.
Productivitatea în forajul de bază depinde de mulți parametri diferiți, dar condițiile de rocă sunt în mod normal cel mai mare factor care afectează viteza de foraj și, prin urmare, nivelul de productivitate, precum și costul. Mineralele și geologia celor 118 elemente cunoscute, dintre care unele nu apar în mod natural, oxigenul este de departe cel mai frecvent, alcătuind aproximativ 50% din scoarța terestră în greutate. Siliciul formează aproximativ 25%, iar celelalte elemente comune, cum ar fi aluminiul, fierul, calciul, sodiul, potasiul, magneziul și titanul, reprezintă 99% din scoarța Terestră. Siliciul, aluminiul și oxigenul apar în cele mai comune minerale, cum ar fi cuarțul, feldspatul și mica. Acestea fac parte dintr-un grup mare de silicați care sunt compuși ai acidului silicic și alte elemente. Amfibolele și piroxenul conțin aluminiu, potasiu și fier.
Unele dintre cele mai comune roci ale planetei, granit și gneiss, sunt compuse din silicați. Oxigenul apare, de asemenea, frecvent în combinație cu elemente metalice, care sunt adesea surse importante în scopuri miniere. Acești compuși pot face parte din minereuri oxidice, cum ar fi magnetitul minereurilor de fier și hematitul.
De asemenea, sulful se combină ușor cu elemente metalice pentru a forma eureuri sulfurate, inclusiv galenă, sphalerit, molibdenit și arsenopirit. Calcoscopitul (CuFeS2) este, de asemenea, un minereu foarte important și abundent care formează minerale care conțin cupru. Alte grupuri minerale mari importante în minerit includ halogenidele, cum ar fi fluoritul și halitul; carbonați, cum ar fi calcitul, dolomitul și malachitul; sulfați, cum ar fi baritul; tungstates, cum ar fischeelite; și fosfați, cum ar fi apatitul. Rareori, unele elemente pot apărea în mod natural, fără combinație. Cele mai importante sunt metalele aur, argint și cupru, plus carbon sub formă de diamante și grafit. Proprietăți și caracteristiciEste adevărat să spunem că mineralizarea este rareori pură. În schimb, este de obicei amestecat, constând atât din structuri omogene, cât și din structuri eterogene. Feldspatul reprezintă aproape 50% din compoziția minerală a compoziției minerale a Pământului, urmată de piroxen și minerale amfibole și apoi de cuarț și mică, alcătuind aproximativ 90% din scoarța terestră.
În plus, mineralele au o mare varietate de proprietăți și caracteristici, iar acestea sunt cele care determină cel mai bun mod de a le extrage.
Caracteristicile tipice sunt:
• Duritate
• Densitate
• Culoare
• Dungă
• Luciu
• Fractură
• Clivaj
• Cristalin
forma Dimensiunea particulelor și măsura în care mineralul este hidratat (amestecat cu apă) indică modul în care roca se va comporta atunci când este excavată (a se vedea metodele geologice, p.25).
Duritatea este frecvent clasificate în funcție de mohs 10-punct de scară. Densitatea mineralelor de culoare deschisă este de obicei sub 3. Excepție fac baritul sau sparul greu (sulfat de bariu – BaSO4 – densitate 4,5 g/cm3), scheelitul (tungstatul de calciu – CaWO4 – densitate 6,0 g/cm3) și cerusitul (carbonat de plumb – PbCO4 – densitate 6,5 g/cm3).
Mineralele de culoare închisă cu puțin fier și silicat au densități între 3 și 4. Mineralele metalice de minereu au densități de peste 4, iar aurul are o densitate foarte mare de 19,3.
Mineralele cu wolfram, osmiu și iridiu sunt în mod normal chiar mai dense. Deși densitatea minerală care formează minereu poate fi ridicată, densitatea totală a minereului depinde în întregime de roca gazdă în care există aceste minerale.
Dungile sunt culoarea pulberii minerale produse atunci când un mineral este zgâriat sau frecat de porțelan alb neglazed, care poate fi diferit de culoarea masei minerale.
Fractura este caracteristica de suprafață produsă prin ruperea unei bucăți de mineral și este de obicei neuniformă într-o direcție sau alta. Clivajul denotă proprietățile unui cristal
ceea ce îi permite să fie împărțit de-a lungul suprafețelor plane. Atât fractura, cât și decolteul pot fi importante pentru structura rocilor care conțin cantități substanțiale de minerale în cauză. Roca este în mod normal compusă dintr-un amestec de materiale. Roca poate nu numai să combine proprietățile acestor minerale, ci să prezinte și proprietăți care rezultă din modul în care rocile au fost formate sau modificate ulterior de căldură, presiune și alte forțe din scoarța Terestră. Este relativ rar să se găsească o masă omogenă de rocă, iar discontinuitățile, cum ar fi defectele umplute cu material zdrobit, îmbinările majore și neconformitățile așternutului sunt greu de prezis.
Aceste discontinuități sunt, de asemenea, importante, nu numai pentru integritatea structurală a unei mine și pentru obținerea accesului la zăcăminte minerale, ci și ca căi pentru fluidele care provoacă concentrații minerale pe Pământ. Pentru ca mineritul să fie viabil din punct de vedere economic, mineralele trebuie să fie prezente într-o concentrație suficientă pentru a merita extrase și în cadrul structurilor de rocă care pot fi excavate în condiții de siguranță și economic. De asemenea, trebuie să fie posibilă îmbogățirea mineralelor într-un mod economic. Pentru dezvoltarea minelor și forajul de producție, roca trebuie evaluată corect, deoarece rezultatele vor afecta ratele de penetrare a forajului proiectate, calitatea găurilor și costurile oțelului de foraj. Pentru a determina caracteristicile generale ale rocii, este necesar să se facă distincția între proprietățile microscopice și macroscopice.
Deoarece roca este compusă din boabe de diferite minerale, proprietățile sale microscopice includ:
• Compoziția minerală
• Dimensiunea cerealelor
• Forma și distribuția cerealelor
• În cazul în care boabele sunt libere sau cimentate împreună Colectiv, acești factori cuprind proprietățile rocii, cum ar fi duritatea, abrazivitatea, rezistența la compresiune și densitatea. La rândul lor, aceste proprietăți de rocă determină rata de penetrare care poate fi atinsă la forarea găurilor de explorare și gradul de uzură a echipamentului de foraj. În anumite circumstanțe, anumite caracteristici minerale vor influența în mod direct metoda minieră. Multe săruri, de exemplu, sunt deosebit de elastice și pot absorbi șocul de la sablare. Condiții bune și rele De departe cea mai bună formațiune pentru foraj este roca tare, solidă. Rata de penetrare este mai mare, uzura consumabilelor scăzută și deviația găurii mai puțin. În schimb, dacă formarea este mai moale și are fisuri și straturi, deviația găurii crește, consumabilele se uzează mai repede, ratele de penetrare sunt mai mici și riscul de a se bloca sau de a pierde părți ale miezului este mai mare. De asemenea, poate fi mai dificil să păstrați gaura deschisă și să o împiedicați să se prăbușească. Spălarea găurii este, de asemenea, extrem de importantă și poate face diferența între succes sau eșec la foraj. O problemă comună este pierderea de apă. Acest lucru se întâmplă atunci când forajul se efectuează în formațiuni de rocă rău, cu o mulțime de fisuri prin care o mare parte din apă se poate scurge departe. Cu cât crăpăturile sunt mai mari, cu atât mai multă apă va fi pierdută. În condiții de rocă mai fragmentată, apa poate fi adesea pierdută complet, ceea ce are un efect extrem de negativ asupra procesului de foraj, deteriorarea echipamentelor și bruiajul tijelor de foraj în gaură. Tehnica de spălare a apei diferă foarte mult în funcție de formarea rocilor. În condiții de rocă dură, posibilitatea de a folosi apa singură este mai mare, în timp ce în formațiunile de rocă moale este adesea nevoie să se utilizeze polimeri sau noroi. Spălarea se face din mai multe motive. Se răcește puțin,
curăță fața în fața bitului și aduceți așchii la suprafață, reduce frecarea dintre tijă și gaură și reduce vibrațiile din șirul de foraj.
Spălarea găurilor în formațiuni instabile este mult mai complicată decât în formațiunile dure, deoarece este necesar să se țină evidența densității și vâscozității fluidului utilizat pentru a spăla gaura. De asemenea, este necesar ca burghiul să înțeleagă relația dintre acești parametri și stabilitatea din gaură, capacitatea fluidului de a transporta nisipul și așchii la suprafață, capacitatea de a controla pierderea de apă și capacitatea de a construi un tort de filtrare în gaură. Spălarea în aceste condiții nefavorabile este, de asemenea, utilizată și din alte motive, cum ar fi stabilizarea găurii, etanșarea fisurilor și creșterea capacității de a aduce butașii la suprafață.
Provocarea burghiului Astăzi, forajele de explorare se confruntă cu o serie de provocări diferite, nu în ultimul rând că geologii cer mostre de bază mai mari și mai mari. Cu cât eșantionul este mai mare, cu atât se pot obține mai multe informații. Acest lucru presupune, desigur, că există platforme de foraj care se pot ocupa de aceste nuclee de dimensiuni mari la adâncimile specificate.
Adâncimile necesare devin, de asemenea, din ce în ce mai adânci datorită faptului că depozitele mai puțin adânci sunt deja extrase. În plus, formațiunile de rocă adverse fac munca burghiului mai complicată, deoarece este apoi mai dificil să se extragă probe de bază care sunt de bună calitate și intacte la un cost acceptabil. Platformele de foraj de explorare de astăzi merg un drum lung pentru a satisface aceste cerințe și pentru a crește productivitatea în același timp, permițând astfel burghiului de explorare să crească câștigurile. Un beneficiu major este că aceste platforme oferă informații mai detaliate cu privire la diferiții parametri care permit burghiului să monitorizeze evenimentele mai îndeaproape în timpul forajului și să ia orice măsuri necesare înainte ca ceva să nu meargă bine. În plus, inovația în ceea ce privește tehnica In-The-Hole (ITH) face, de asemenea, viața mai ușoară, ajutând burghiul să se asigure că overshot-ul este conectat în mod corespunzător la recuperarea miezului. Acest lucru reduce nevoia de întreținere a echipamentului ITH și îmbunătățirea biților de diamant. Dacă este posibil să se îmbunătățească performanța biților de diamant, același bit va dura mai mult. Aceasta înseamnă că intervalele dintre modificările de biți devin mai lungi și productivitatea crește. Schimbarea bit este consumatoare de timp. Cu cât gaura este mai adâncă, cu atât mai mult timp este petrecut tripping tije în și din ea. Viziunea automatizării Nu există nici o îndoială că majoritatea companiilor care dezvoltă echipamente de foraj de bază se concentrează puternic pe creșterea nivelului de automatizare în explorare. Inițial, acest lucru poate fi limitat, de exemplu pentru a permite unei platforme să foreze automat o tijă în timpul unei schimbări de schimbare. Dar este clar că scopul este de a automatiza mai mult, în cele din urmă pentru a permite o călătorie dus-întors întreg pentru a fi finalizată în mod automat.
Cu toate acestea, pentru a putea rula o platformă de foraj de bază complet autonom este o viziune pe termen foarte lung. Platformele de foraj de bază sunt mult mai complexe decât cele concepute pentru foraj și explozie. Fără îndoială, dezvoltarea echipamentelor de foraj de bază se concentrează mai mult pe extragerea datelor detaliate de pe platformă care pot permite burghiului să analizeze exact ceea ce se întâmplă în timpul procesului de foraj. În plus, dezvoltatorii se concentrează și pe creșterea cantității de date care pot fi extrase din fiecare platformă, astfel încât să poată fi studiate diferențele dintre diferite foraje și formațiuni de rocă. Alte inovații în curs de dezvoltare includ transferul de date către site-uri la distanță pentru a informa forajele cu privire la momentul în care este timpul pentru întreținere și când un eveniment poate duce la o defecțiune.
Sursa: Epiroc China
Dacă există vreo întrebare despre cum să îmbunătățiți eficiența forajului și cum să alegeți un diamant impregnat corect, cochilii de reaming și tije de foraj aferente, contactați gratuit consultantul nostru tehnic.WhatsApp: +86-188 5151 3960
GEO EQUIP TECH WUXI
https://www.cgegtech.com/
