Wydobycie otworowe
Borehole Mining (BHM) to zdalnie sterowana metoda wydobycia (wydobycia) surowców mineralnych otworami wiertniczymi, polegająca na przekształcaniu in situ rudy w postać ruchomą (szlam) za pomocą strumienia wody pod wysokim ciśnieniem (hydraulika ) . Proces ten jest przeprowadzany z powierzchni lądu, dna odkrywki, kopalni podziemnej lub pływającego statku przez wcześniej wywiercone otwory wiertnicze.
Historia
Na podstawie bazy danych patentów USA, historia metody sięga początku XX wieku (1906). Najbardziej zaawansowany projekt narzędzia BHM został opatentowany w 1926 roku. Z kilkoma ulepszeniami, ta koncepcja projektowa pozostaje podstawą nowoczesnych narzędzi i technologii BHM. W Stanach Zjednoczonych główne badania i rozwój były prowadzone przez USBM w latach 70. i 80. XX wieku. Odwiertowe wydobycie uranu w Kazachstanie pozostaje najbardziej zaawansowanym projektem BHM na świecie.
Proces
- Odwiert jest wiercony na wymaganą głębokość;
- Kolumna obudowy jest opuszczana do otworu. Ponieważ BHM odbywa się w otworze otwartym, stopa osłonowa znajduje się tuż nad górną granicą przedziału produkcyjnego (złoże rudy), pozostawiając resztę otwartą;
- Narzędzie BHM jest opuszczane do otworu;
- Woda pod wysokim ciśnieniem jest pompowana, a narzędzie obraca się i przesuwa w górę iw dół.
Opis narzędzia BHM
Narzędzie składa się z co najmniej dwóch koncentrycznych rur, które tworzą dwa kanały hydrauliczne - jeden do pompowania czynnika roboczego (wody) pod wysokim ciśnieniem, a drugi do dostarczania gęstej gnojowicy z powrotem na powierzchnię. Narzędzie BHM zazwyczaj składa się z 3 głównych jednostek: (1) Dolna głowica z edukatorem ( pompa wodna ) i sekcjami hydromonitora ; (2) odcinek przedłużający składający się z zestawu standardowych rur łączących Głowicę Dolną z Głowicą Górną; oraz (3) Głowicę Górną zawierającą krętlik umożliwiający zawieszenie i obracanie narzędzia w otworze wiertniczym oraz jego połączenie ze źródłem czynnika roboczego (pompownią) i kolektorem szlamu. Podnośnik powietrzny często używany do wspomagania edukatora w pompowaniu gnojowicy z większych głębokości. Standardowa wiertnica jest zwykle używana do obsługi narzędzia BHM.
Narzędzie jest opuszczane do studni, aż hydromonitor osiągnie wymaganą głębokość. Następnie woda pod wysokim ciśnieniem jest pompowana. Mniej więcej połowa opuszcza narzędzie przez hydromonitor i jest wyrzucana na zewnątrz narzędzia w postaci silnego strumienia wody. Strumień tnie i rozluźnia rudę, tworząc szlam, który jest pompowany z powrotem na powierzchnię przez edukator. W stawie zbiorczym lub zbiorniku gnojowica jest oddzielana, a oczyszczona woda jest ponownie wprowadzana do obiegu. Podczas wydobywania skał i rud można tworzyć jaskinie o różnych kształtach. Ich kształt zależy od manipulacji narzędziem BHM podczas wydobycia, które oczywiście polegają na obracaniu narzędzia, przesuwaniu go w górę iw dół oraz kombinacji tych dwóch. Eksploatacja otworowa prowadzona jest z odwiertów pionowych, poziomych i odchylonych.
Zalety BHM
Główne zalety tej metody to niski koszt inwestycyjny i operacyjny, mobilność, selektywność, możliwość pracy w niebezpiecznych i niebezpiecznych warunkach, niewielki wpływ na środowisko i kilka innych. Metodę stosuje się w wydobywaniu takich surowców naturalnych i przemysłowych jak: uran, ruda żelaza, piasek kwarcowy, drobny żwir, węgiel, rudy polimetaliczne, fosforany, złoto, diamenty, mangan, pierwiastki ziem rzadkich, fosforany, bursztyn i kilka innych . Wydobycie otworowe jest również wykorzystywane w eksploracji, stymulacji ropy naftowej, gazu i wody, budowie podziemnych magazynów, zastosowaniach środowiskowych i kilku innych.
