Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги қарши муҳандислик-иқтисодиёт институти

1 rasm. Uyumli tanlab eritish texnologik sxemasi:
1-erituvchi eritma; 2-ruda massasi;3-boyigan eritma.
ӀӀ. ФОЙДАЛИ ҚАЗИЛМА КОНЛАРИНИ
ГЕОТЕХНОЛОГИК УСУЛДА ҚАЗИБ ОЛИШНИНГ
ФИЗИК-КИМЁВИЙ АСОСЛАРИ ВА ЖАРАЁНЛАРИ


2.1. Тоғ жинси массивларининг физик-кимёвий хусусиятлари

Фойдали қазилма конларини қазиб олишда тоғ жинслари массивининг гидравлик хусусияти бир мунча катта аҳамият кашф этади. Гидравлик хусусиятнинг асосий гуруҳи фильтрация ҳисобланади. Фильтрацион хусусият биринчи навбатда ғовакликка боғлиқ, яъни тоғ жинси таркибидаги минерал булаклари ёки уларнинг агрегатлари орасидан ўтган барча бўшлиқлар йиғиндиси.

Умумий ғоваклик - бўшлиқ ва ғовакларнинг умумий хажмини тоғ жинси хажмига нисбати.
Динамик ғоваклик - фақатгина суюқлик фильтрланиши мумкин бўлган ғоваклар, кўпинча уни очик (самарадор) ғоваклик ҳам дейилади.
Тоғ жинсларини ўзидан суюқлик ва газларни ўтқазиш ўтказувчанлик ва фильтрация коэффициентлари билан характерланади. Самарадор, мутлоқ ва нисбий ўтказувчанликлар мавжуд.
Бу хусусиятлардан ташқари тоғ жинсларини гидравлик хусусиятларига қуйидагилар ҳам киради: намни ўзида сақлаш, сув узатиш, сувга чидамлилик, капилярлик, шишиш, торайиш, адсорбция, ва ҳакозо.
Фойдали қазилма конларини геотехнологик усул билан қазиб олишда тоғ жинслари массивининг бир алоҳида механик ва акустик хусусиятларини хам ҳисобга олиш зарур. Алохида механик хусусиятларга, мустахкамлик, қаттиқлик, пластиклиги киради.
Геотехнологик усулнинг асосида физикавий ва кимёвий жараёнлар ётади. Физик жараёнлар фойдали қазилмани шаклини, ташқи кўринишини ва физик хусусиятларини ўзгартиради. Кимёвий жараён фодали қазилмаларни кимёвий таркибини ва кимёвий хусусиятини ўзгартиради. Ҳар бир геотехнологик усул бир эмас бир неча турли хил жараёнларни ўз ичига олади, уларнинг бири - асосий, бошкаси - ёрдамчи, учунчиси - таъминловчи ҳисобланади.
Асосий жараёнларга фойдали қазилмани қазиб олиш билан боғлиқ бўлган жараёнлар киради. Масалан: фойдали қазилмани ҳаракатчан холатга ўтқазиш, қазиб олиш майдонида ишчи агентларни етқазиб бериш, махсулдор флюидларни ер юзасига узатиш.
Таъминловчи жараёнларга қазиш жараёнларини бажаришга имкон яратиб берувчи жараёнлар киради. Буларга ишчи агентларни тайёрлаш, конни очиш ва тайёрлаш жараёни, махсулдор флюидларни қайта ишлаш, қазиб олиш ўлчамларини бошкариш ва назорат қилиш, сифат ва бошқалар киради.
Ёрдамчи жараёнларга энергия таъминоти, қазиб олиш ускуналарини ремонт қилиш, қазиб олиш ишларининг геолого-маркшейдерлик таъминоти.
Турли хил эритувчилар ёрдамида кўпчилик фойдали қазилмаларни ҳаракатчан холатга ўтқазиш мумкин. Бундай ўтиш фойдали қазилма ва эритувчини ўзаро таъсирлашуви механизми билан фаркланувчи, ишқорлаш ва эритиш жараёни натижасида содир бўлади.
Эриш фойдали қазилма кимёвий таркибини бузмасдан диффузия ва молекулалараро таъсирлашув натижасида содир бўлади. Эритиш жараёни асосида галит, сильвин бишофит ва бошка сувда эрувчи тузларни бурғулаш скважиналари ёрдамида қазиб олиш ётади.
Ишқорлаш натижасида фойдали қазилмани кимёвий таркиби ўзгариб эритмага айланади. Ишқорлаш усули орқали маъдандан металлар, уларнинг тузлари ва оксидлари ажратиб олинади.
Ишқорлаш агенти сифатида кислоталар ва тузларнинг сувли эритмалари қўлланилади.

Эриш жараёни - икки: қаттиқ ва суюқ муҳит орасида борадиган гетероген реакция.

У қуйидагича:
эритувчини эрувчи модда юзасига келиши;

12. 
    эритувчи ва эрувчи моддани ўзаро таъсирлашуви (фазалар аро жараён)
    
13. 
    эриган моддани эриётган модда юзасидан ажралиши (диффузион жараён)
    

Эриш тезлиги эриётган модда юзасининг қиялик бурчагига ва эритувчининг ҳароратига боғлиқ. Бу вақтда у босимга кам боғлиқ бўлади. Тузларни эритиш табиати жуда мураккаб, эримайдиган компонентлар ҳисобига янада мураккаблашади.
Ишқорлаш жараёни эритиш жараёнига қараганда янада мураккаброқ. У бўлаклар ўлчами ва шакли, қатлам узунлиги, эритувчи концентрацияси, суюқликлар ҳаракатини гидродинамикасини таъсирини ҳисобга олувчи мураккаб дифференциал тенглама билан ёзилади. Ишқорлашга асосланган минералларни кимёвий ажратиб олиш усули, асосан фойдали компонентни саралаб ажратиб олишга қаратилган. Ишқорлаш жараёни механизми эриётган минерал таркиби ва структураси, кристал панжарасидаги кимёвий боғланиш характери, эритувчининг физик-кимёвий хусусиятлари комплекси билан аниқланади. Ишқорлаш асосида қуйидагилар ётиши мумкин:

14. 
    алмашиниш реакцияси, ионлар алмашинуви натижасида енгил эрувчан бирикмалар хосил бўлади (металл тузлари ва оксидларини кислоталар билан таъсирлашуви натижасида);
    
15. 
    оксидланиш-қайтарилиш реакцияси, ишқорловчи атом электронлари минерал атомларига ўтиши ва аксинча бўладиган жараён хисобига енгил эрувчи бирикмалар хосил бўлади; электрон берувчи модда қайтарувчи, қабул қилувчи эса оксидловчи;
    
16. 
    комплекс бирикмалар ҳосил қилувчи реакциялар
    

Кўпинча ишқорлаш жараёни эриш юзасида қимматли компонентларни чўкишига ёки зич плёнка қобиқ билан қопланишига олиб келади.
Ер остида ишқорлашда эритувчига қуйидаги талаблар қўйилади:

17. 
    фойдали компонентни эритмада нисбатан бутунлай эришини таъминлаш;
    
18. 
    реагентнинг арзон тан нархи ва халк хўжалигида тутган ўрни;
    
19. 
    ишқорлаш жараёнида сараланиш
    
20. 
    қўлланиладиган аппарат ва материалларнинг коррозияга чидамлилигини таъминлаш
    
21. 
    ишқорланаётган руда массасида ғовак ва капилярларни беркилиб қолиши ва массивни ўтказувчанлигини пасайтирувчи шароитни бартараф қилиш;
    
22. 
    қизитмасдан, қўшимча майдаламасдан, аралаштирмасдан ва шунга ўхшашларсиз жараённи амалга ошириш;
    

Ишқорлаш учун бир мунча арзон эритувчи сульфат кислотаси ҳисобланади.
Ишқорлаш жараёни учта асосий босқични ўз ичига олади:

23. 
    эритувчини ишқорланувчи минерал сатхида ташиш;
    
24. 
    эрувчи туз шаклланиши билан борадиган кимёвий реакция;
    
25. 
    эриган махсулот реакциясини эритма ҳажмида ташиш;
    

Ишқорлаш жараёни вақтида массивнинг ўтказувчанлигини пасайиши юз беради. Бу кўриниш кольматация дейилади. Кольматациянинг қуйидаги шакллари ажратилади:

26. 
    кимёвий, ғовакларда кимёвий чўкиндиларни шаклланиши билан боғлиқ
    
27. 
    газли, кислота билан карбонат таркибли жинсларнинг таъсирлашуви натижасида табақада газсимон махсулотларни шакилланиши;
    
28. 
    ион алмашинув, ўтказувчан жинсларда органик моддалар ва гилли бўлаклар иштирокида ғовакларнинг улчамларини рН ўзгаришини таъсири остида ва эритмаларни фильтрлашда минерализацияланиш натижасида ўзгариши;
    
29. 
    механик, жинсларнинг бўшлиқ каналларини фильтрланувчи эритма таркибидаги зарачалар билан тўлиб қолиши;
    

Конларни ер ости ишқорлаш усули билан қазиб олишда асосан бир вақтнинг ўзида кольматациянинг бир неча шакллари юз беради.
Тоғ жинсларига термик таъсир қилиш натижасида модданинг агрегат ҳолатини шунингдек физик хоссаларини бурғулаш қудуғи ва ундан юкорига етқазиб бериш учун қулай шаклга ўзгартиради. Бу жараён эндотермик ва иссиклик энергиясини етқазиб беришни талаб қилади. Иссиқликни узатиш турли иссиқлик ташувчилар ёрдамида ёки табақага турли жинсдаги майдонлар билан таъсир қилиш билан амалга оширилиши мумкин. Ҳарорат таъсирини танлаш аниқ фойдали қазилма турига боғлиқ.
Гидравлик жараён қуйидагилардан иборат: гидроажратиш, гидрокўтариш, гидропарчалаш, гидротранспорт.
Гидроажратиш табақани юқори босимлиликчи суюқлик билан ёриш орқали массивни ўтказувчанлигини оширади.
Гидрокўтариш қизитилган ишчи агент энергияси, бурғулаш қудуғига киритилган сиқилган хаво энергияси, ботирма насос ва гидроэлеваторлар ёрдамида амалга оширилади.
Гидропарчалаш эгилувчан ва телескопик ниҳояга эга махсус бурғулаш қудуғига ўрнатилган гидромонитор ёрдамида ишчи суюқликни юкори босим остида йуналтириш орқали амалга оширилади.
Гидротранспорт - холати узгарган жинсларни аниқ нисбатдаги қаттиқ ва суюқ аралашма, пульпа кўринишида ташиш. Гидромониторли йуналтириш кон массасини ҳолатини ўзгартириш, сидириш, кўтариш учун ишчи орган ҳисобланади.
Маъданларни бурғулаш скважиналарида кўтариш гидроэлеватор, эрлифт ёки уларнинг комбинацияси орқали амалга оширилиши мумкин.