Физико-химическая геотехнология

УТВЕРЖДАЮ: УТВЕРЖДАЮ:

Сопредседатель симпозиума Сопредседатель симпозиума

акад. РАН _________К.Н. Трубецкой чл.-корр. РАН_________Л.А. Пучков

«Неделя Г орняка» МГГУ

январь 1999 г.

РЕШЕНИЕ семинара № 20 «ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ГЕОТЕХНОЛОГИЯ»

Стабилизация и подъем экономики России путем ускоренного освоения минерально-сырьевых ресурсов страны во многом сопряжено с вовлечением в отработку месторождений, залегающих в сложных природных условиях: в отдаленных районах, на больших глубинах, в области вечной мерзлоты, под водоемами и т.д., разработка которых традиционными методами сопряжена со значительными технологическими, экономическими и экологическими трудностями.

Подземные и открытые горные работы, основанные на механическом отделении полезного ископаемого от массива, погрузке и доставке горной массы, требуют присутствия людей на месте добычи, извлечения и перемещения огромных объемов пустых пород и переработки всей рудной массы. При вскрытии и складировании руд и пород изымаются значительные площади ценных земельных угодий. Кроме того реализация проектов, базирующихся на подземных и открытых горных работах, требует значительных капитальных вложений с большими сроками их окупаемости.

Современная экономика требует поиска принципиально новых путей, позволяющих расширить сырьевую базу и увеличить объем добычи полезных ископаемых, снизить себестоимость их добычи, исключить присутствие людей под землей, свести к минимуму вредные экологические последствия ведения горных работ, значительно снизить величину капитальных вложений.

Выявляется необходимость коренного преобразования технологии добычи полезных ископаемых, замены устаревших технических средств горного производства на

2 Л 1999

новые, работающие на иных принципах. Это во многом связано с развитием нового научного направления - физико-химической геотехнологии и использованием ее возможностей для разработки гео-технологических методов добычи.

За предыдущие годы в нашей стране были получены важные научные и практические результаты по физико-химической геотехнологии: в широких промышленных масштабах были освоены технологии подземной выплавки серы, подземного растворения солей, в т.ч. для создания подземных хранилищ нефти и газа добычи урана подземным выщелачиванием, освоены тепловые методы интенсификации добычи нефти путем паротепловой обработки и создания внутрипластового очага горения. Опробованы в опытно-промышленном масштабе различные способы выщелачивания меди и золота, скважинной гидродобычи полезных ископаемых (фосфоритов, строительных песков, рыхлых железных руд и др. металлов), растворения калийной соли и бишофита.

Созданы научно-технические предпосылки для освоения месторождений железа, марганца, стронция, золота, молибдена, никеля, кобальта и др. металлов выщелачиванием; битумов, озокерита, асфальтита, тяжелой нефти термическими методами на месте залегания, погребенных металлоносных россыпей - скважинной гидродобычей. Разработаны технические системы извлечения и использования тепла Земли.

Выполнен большой комплекс научных исследований, позволивший разработать теоретические основы физико-химической геотехнологии.

В то же время, участники семинара отмечают, что большинст-

во месторождений твердых полезных ископаемых в результате проведения геологоразведочных работ не подготовлены к СГД и ПВ по уровню получаемой информации.

В работе семинара-симпозиума по физико-химической геотехнологии приняли участие представители различных научных учреждений, предприятий и организаций. На конференцию представлено 72 доклада.

Симпозиум считает целесообразным сконцентрировать усилия специалистов геотехнологов, НИИ и проектных организаций в следующих направлениях:

1. Создание высокоэффективной техники и технологии вскрытия месторождений полезных ископаемых для их отработки скважинными геотехнологическими методами (в т.ч. для бурения скважин сложного профиля, вскрытия продуктивного пласта пенами, создания типоразмерного ряда буровых установок), что позволит снизить себестоимость буровых работ в 3-5 раз, увеличить производительность в 5-7 раз и уменьшить вредное влияние на окружающую среду.

2. Разработка эффективных методов подготовки месторождений к отработке геотехнологиче-скими методами (в т.ч. технологий искусственного улучшения фильтрационных свойств рудного тела, технологий физических воздействий, ослабляющих структурные связи минералов и пород в горных массивах), что даст возможность увеличить коэффициент извлечения полезного ископаемого, снизить расход реагентов, улучшить характеристики продукционных флюидов.

3. Разработка эффективных конструкций оборудования, отвечающих технологическим и эконо-

199

мическим требованиям, увеличивающих эффективность использования геотехнологических методов.

4. Создание теоретических основ физико-химических процессов, протекающих при геотехно-логических методах, разработка математических основ и программных средств для экономикоматематического моделирования, вычислительного эксперимента при решении научно-исследовательских и производственных задач, позволяющие снизить затраты, сократить время на разработку, обосновать оптимальные параметры технологических процессов, увеличить эффективность проектных работ, усовершенствовать методы контроля и управления производственными процессами, а также выявить технические возможности создания новых геотехнологических методов.

5. Разработка методов обеспечения оптимальных режимов, нагнетания, движения и подъема на поверхность рабочих и продукционных флюидов, обеспечивающих полноту охвата отрабатываемой залежи рабочими флюидами, надежность работы технологических скважин.

6. Разработка техники и техно ло-гии подготовки рабочих флюидов, в том числе выявления новых эффективных реагентов для выщелачивания, снижающих затраты на их производство и обеспечивающих экологичность производства.

7. Разработка новых техники и и технологии, позволяющих осуществить комплексную переработку продукционных флюидов, снизить эксплуатационные затраты, увеличить производительность труда, уменьшить нагрузку на окружающую среду.

8. Разработка экологических и экономических аспектов и мероприятий по охране окружающей среды при использовании геотех-нологических методов.

9. Создание комбинированных схем использования геотехнологи-ческих и традиционных методов отработки запасов полезных ископаемых.

200

10. Разработка способов отработки техногенных образований геотехнологическими методами.

11. Активизировать работы по использованию тепла земли.

Симпозиум считает необходимым:

1. Отметить, что отсутствие координации научно-исследовательских работ в области физикохимической геотехнологии сдерживает развитие этих прогрессивных методов добычи полезных ископаемых. Для усиления координации НИР в области физикохимической геотехнологии:

а) просить Министерство науки и технологии, Министерство природных ресурсов РФ, РАН, РАЕН, АГН совместно со всеми заинтересованными организациями разработать координационный план НИР в области физико-химической геотехнологии на 2000-2020 гг. и подготовить предложения в соответствующие учреждения.

б) создать из ведущих специалистов под председательством проф. Д.П. Лобанова комиссию по разработке терминологического словаря по физико-химической геотехнологии;

в) организовать постоянно действующий научный семинар по физико-химической геотехнологии при Московской государственной геологоразведочной Академии (МГГА);

г) создать комиссию (под председательством проф. А.Е. Воробьева) по разработке предложений в Федеральную программу экономической стабилизации России (на 2000-2015 гг.).

2. Отмечая важность подготовки высококвалифицированных кадров в области физико-химической геотехнологии:

а) одобрить опыт подготовки специалистов по физико-химической геотехнологии в МГГА. Просить Министерство высшего и среднего специального образования РФ, включить в учебные планы для студентов геологических, горных и нефтяных специальностей курс «Основы физико-химической геотехнологии»;

б) организовать постоянно функционирующие курсы по переподготовке и повышению квалификации инженеров горного профиля, занимающихся работами в области физико-химической геотехнологии;

3. Придавая большое значение информации и пропаганде прогрессивных геотехнологических методов добычи полезных ископаемых:

а) просить редколлегии журналов «Физико-химические проблемы разработки полезных ископаемых», «Горного журнала», «Цветные металлы» и «Природные ресурсы» выделить раздел, посвященный проблемам физикохимической геотехнологии;

б) просить Министерство природных ресурсов РФ обеспечить широкую информацию геологов-произ-водственников о научных и практических достижениях в области геотехнологии через журналы «Разведка и охрана недр», «Отечественная геология», «Руды и металлы», «Минеральные ресурсы России»;

в) рекомендовать редакциям

журналов публиковать ежегодные обзоры о состоянии и перспективах развития геотехнологических методов добычи полезных ископаемых;

г) издавать специальный журнал «Физико-химическая геотехнология».

4. Усилить теоретические работы в области физико-химической геотехнологии, для чего:

а) рекомендовать институтам

физической химии РАН усилить работы по методам интенсификации процессов капиллярной пропитки горных пород, по изучению механизма процессов выщелачивания и переноса в капиллярных системах;

б) рекомендовать СО АН

СССР, Кольскому филиалу РФ,

МВиССО, Научно-исследовательским институтам Мин. природных ресурсов РФ организовать комплексные исследования по развитию физико-химической геотехнологии в условиях Сибири и Дальнего Востока и Крайнего Севера; по изысканию высокоэффективных химических реагентов для выщелачивания металлов и других полезных ископаемых, усилить работы по методам интенси-

ГИАБ

фикации физико-химических гео-технологических процессов с использованием тепловых, электромагнитных, микробиологических и других воздействий;

в) рекомендовать включить в планы институтов РАН и Минтопэнерго научно-исследовательских работ по физико-химическим гео-технологическим методам разработки горючих ископаемых, в т.ч. сланцев и битумов, как новых источников углеводородного сырья;

г) рекомендовать ИФЗ и ИП-КОН РАН, МГГА, МГГУ, СпГИ, Институту гидродинамики СО РАН и др. провести НИР по созданию высокоэффективных методов разрушения и трещинооб-разования в горных породах в целях подготовки месторождений к отработке геотехнологиче-скими методами;

д) просить Институт микробиологии РАН усилить исследования по изучению геохимической деятельности микроорганизмов в месторождениях полезных ископаемых и в коре выветривания, а также по выведению высокоактивных бактериальных штаммов для выщелачивания руд меди, золота и др. металлов и по адаптации микроорганизмов в условиях конкретных месторождений;

е) всем заинтересованным организациям и специалистам подготовить проекты научно-исследовательских работ в области физикохимической геотехнологии для подачи в Российский фонд фундаментальных исследований. Просить РФФИ поддержать работы по физико-химической технологии в уже объявленных конкурсах. Объявить

в 2000 г. специальный конкурс по физико-химической технологии.

5. Ускорить проведение исследовательских, проектных, опытных и опытно-промышленных работ по физико-химическим геотехноло-гическим методам добычи полез-

ных ископаемых, для чего:

а) завершить сооружение опытно-промышленной системы извлечения и технологического использования тепла Земли на прииске объединения «Севвосток-золото»;

б) рекомендовать институтам ВСЕГИНГЕО, ВОДГЕО, провести изучение и освоение гидроминеральных ресурсов, включая отходы и стоки нефтепромыслов, рудников, обогатительных фабрик и промышленных предприятий с целью их использования как источника минерального сырья;

в) просить СПГИ совместно с ВНИИнефть, МГГА, ВНИИБТ, ГИГХСом, ВНИИГом и другими институтами выполнить анализ экономической целесообразности использования тепла Земли для повышения эффективности физико-химических геотехнологических методов добычи нефти, цветных металлов, калийных солей и т.д.;

г) расширить НИР и маркетинг по переработке и использованию растворов подземного растворения бишофита;

д) просить Министерство природных ресурсов оказывать финансовую поддержку в проведении опытных и опытно-методических работ по СГД и ПВ, расширить работы по скважинной гидродобыче железорудных и марганцевых россыпных месторождений и др. полезных ископаемых РФ;

е) рекомендовать институтам физико-технических проблем Севера Якутского филиала СО РАН изучить физико-химические геотехно-логические способы разработки погребенных прибрежных россыпей;

ж) расширить и ускорить строительство промышленных установок по подземному выщелачиванию меди и золота.

з) ускорить разработку промышленной технологии скважинной гидродобычи богатых железных руд Шемраевского и других

месторождений КМА с разработкой способов управления свойствами рудной залежи.

6. Отметить необходимость подготовки минеральной базы развития физико-химических гео-технологических методов, для чего:

а) просить Министерство природных ресурсов учитывать перспективы развития физикохимических геотехнологических методов добычи полезных ископаемых при планировании поисково-разведочных работ. В отчетах о разведке месторождений давать оценку возможности и условий их отработки физикохимическими геотехнологически-ми методами. Рекомендовать научно-исследовательским институтам Министерства совместно с НИИ горнодобывающих отраслей разработать методические указания по разведке месторождений, включающей их оценку с точки зрения возможности применения физико-химических геотехнологи-ческих методов их разработки;

б) просить ГКЗ РФ при составлении инструкций и рассмотрении отчетов учитывать возможность разработки месторождений полезных ископаемых, физико-химическими геотехнологическими методами, для чего привлечь к составлению инструкций ГКЗ отраслевые НИИ, ведущие работы в области физико-химической геотехнологии;

в) считать целесообразным проведение ежегодного семинара-симпозиума по физико-химической геотехнологии в рамках «Недели горняка» МГГУ.

Семинар симпозиум призывает всех работников горнодобывающей промышленности, НИИ, проектных и геологоразведочных организаций, академий и научнотехнических обществ принять активное участие в разработке новых физико-химических методов добычи полезных ископаемых.

Председатели семинара-симпозиума «Физико-химическая геотехнология»

Профессор В.Ж. Аренс

Профессор Ю.Ф. Васючков

Ученый секретарь семинара-симпозиума

канд. техн. наук И.Л. Демьянова

2 $ 1999

199

200