دليل الحفار للجيولوجيا

يعد فهم جيولوجيا مواقع العمل أمرًا بالغ الأهمية في عمليات الحفر الاستكشافي. أدناه ، استعراض لكيفية تأثر الوظيفة بظروف الصخور السائدة.

للظروف الجيولوجية في التعدين المكشوف تأثير مباشر على كفاءة وفعالية أعمال الاستكشاف. من أفضل الظروف إلى الأسوأ ، تحدد التكوينات الصخرية في الحفرة استراتيجيات الحفر الاستكشافي ، ومتطلبات المعدات ، وجودة العينات التي يمكن توقعها بشكل معقول.

تعتمد الإنتاجية في الحفر الأساسي على العديد من المعلمات المختلفة ، لكن ظروف الصخور هي عادة العامل الأكبر الذي يؤثر على سرعة الحفر ، وبالتالي على مستوى الإنتاجية وكذلك التكلفة. المعادن والجيولوجيا من 118 عنصرًا معروفًا ، وبعضها لا يحدث بشكل طبيعي ، والأكسجين هو الأكثر شيوعًا إلى حد بعيد ، ويشكل حوالي 50 ٪ من قشرة الأرض&بالوزن. يشكل السيليكون حوالي 25٪ والعناصر الشائعة الأخرى مثل الألمنيوم والحديد والكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم تشكل 99٪ من قشرة الأرض &. يتواجد السيليكون والألمنيوم والأكسجين في المعادن الأكثر شيوعًا مثل الكوارتز والفلسبار والميكا. تشكل هذه جزءًا من مجموعة كبيرة من السيليكات وهي مركبات حمض السيليك وعناصر أخرى. تحتوي الأمفيبولات والبيروكسينات على الألمنيوم والبوتاسيوم والحديد.

تتكون بعض صخور الكوكب الأكثر شيوعًا ، الجرانيت والنيس ، من السيليكات. يحدث الأكسجين أيضًا بشكل شائع مع العناصر المعدنية ، والتي غالبًا ما تكون مصادر مهمة لأغراض التعدين. يمكن أن تشكل هذه المركبات جزءًا من الخامات المؤكسدة ، مثل خامات الحديد والمغنتيت والهيماتيت.

يتحد الكبريت أيضًا بسهولة مع العناصر المعدنية لتكوين خامات الكبريتيد ، بما في ذلك الجالينا ، والسفاليريت ، والموليبدينيت ، والأرسينوبيريت. يعتبر الكالكوبايرايت (CuFeS2) أيضًا خامًا مهمًا جدًا ووفيرًا يتكون من معدن يحتوي على النحاس. تشمل المجموعات المعدنية الكبيرة الأخرى المهمة في التعدين الهالوجينات مثل الفلوريت والهاليت ؛ الكربونات مثل الكالسيت والدولوميت والملكيت ؛ الكبريتات مثل الباريت. تنغستات مثل asscheelite. والفوسفات مثل الأباتيت. في حالات نادرة ، يمكن أن تظهر بعض العناصر بشكل طبيعي ، بدون تركيبة. من أهمها معادن الذهب والفضة والنحاس ، بالإضافة إلى الكربون على شكل الماس والجرافيت. الخصائص والخصائص: من الصحيح القول إن التمعدن نادرًا ما يكون نقيًا. بدلاً من ذلك ، يتم خلطها عادةً ، وتتكون من هياكل متجانسة وغير متجانسة. يمثل الفلسبار ما يقرب من 50 ٪ من التركيب المعدني للأرض&# 39 ؛ s ، تليها معادن البيروكسين والأمفيبول ثم الكوارتز والميكا ، مما يشكل حوالي 90 ٪ من الأرض&# 39 ؛ s قشرة.

بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع المعادن بمجموعة متنوعة من الخصائص والخصائص ، وهي التي تحدد أفضل طريقة لاستخراجها.

الخصائص النموذجية هي:
• صلابة
• كثافة
• لون
• أثر
• بريق
• الكسر
• انقسام
• بلوري
الشكل يشير حجم الحبيبات ومدى ترطيب المعدن (ممزوجًا بالماء) إلى الطريقة التي ستتصرف بها الصخور عند التنقيب (انظر الطرق الجيولوجية ، ص 25).
عادة ما يتم تصنيف الصلابة وفقًا لمقياس موهس المكون من 10 نقاط. عادة ما تكون كثافة المعادن ذات الألوان الفاتحة أقل من 3. الاستثناءات هي الباريت أو الصبار الثقيل (كبريتات الباريوم - BaSO4 - الكثافة 4.5 جم / سم 3) ، السكيليت (تنجستات الكالسيوم - CaWO4 - الكثافة 6.0 جم / سم 3) والسيروزيت (كربونات الرصاص - PbCO4 - الكثافة 6.5 جم / سم 3).

المعادن ذات اللون الداكن مع بعض الحديد والسيليكات لها كثافة تتراوح بين 3 و 4. معادن خام المعادن لها كثافة أعلى من 4 ، والذهب ذو كثافة عالية جدًا تبلغ 19.3.
المعادن التي تحتوي على التنجستن والأوزميوم والإيريديوم عادة ما تكون أكثر كثافة. على الرغم من أن كثافة المعادن المكونة للركاز قد تكون عالية ، إلا أن الكثافة الإجمالية للخامات تعتمد كليًا على الصخور المضيفة حيث توجد هذه المعادن.

الخط هو لون المسحوق المعدني الذي ينتج عند خدش المعدن أو فركه على الخزف الأبيض غير المطلي والذي قد يختلف عن لون الكتلة المعدنية.

الكسر هو خاصية السطح التي تنتج عن كسر قطعة من المعدن وعادة ما تكون غير متساوية في اتجاه أو آخر. الانقسام يدل على خصائص البلورة
مما يسمح لها بالانقسام على الأسطح المستوية. يمكن أن يكون كل من الكسر والانقسام مهمين في بنية الصخور التي تحتوي على كميات كبيرة من المعادن المعنية ، وتتكون الصخور عادة من خليط من المواد. قد لا تجمع الصخور خصائص هذه المعادن فحسب ، ولكنها تظهر أيضًا الخصائص الناتجة عن الطريقة التي تشكلت بها الصخور أو تغيرت لاحقًا بفعل الحرارة والضغط والقوى الأخرى في قشرة الأرض. من النادر نسبيًا العثور على كتلة صخرية متجانسة ، ومن الصعب التنبؤ بحالات الانقطاع مثل الصدوع المملوءة بالمواد المكسرة والوصلات الرئيسية وعدم توافق الفراش.

هذه الانقطاعات مهمة أيضًا ، ليس فقط من أجل السلامة الهيكلية للمنجم والوصول إلى الرواسب المعدنية ، ولكن أيضًا كمسارات للسوائل التي تسبب تركيزات المعادن في الأرض. من أجل أن يكون التعدين مجديًا اقتصاديًا ، يجب أن تكون المعادن موجودة بتركيز كافٍ لتكون جديرة بالاستخراج وداخل الهياكل الصخرية التي يمكن التنقيب عنها بأمان واقتصادي. يجب أيضًا أن يكون من الممكن إثراء المعادن بطريقة اقتصادية. لتطوير المناجم وحفر الإنتاج ، يجب تقييم الصخور بشكل صحيح لأن النتائج ستؤثر على معدلات اختراق الحفر المتوقعة وجودة الحفرة وتكاليف حفر الصلب. من أجل تحديد الخصائص الإجمالية للصخور ، من الضروري التمييز بين الخصائص المجهرية والعيانية.

بما أن الصخور تتكون من حبيبات من معادن مختلفة ، فإن خصائصها المجهرية تشمل:
• التركيب المعدني
• حجم الحبوب
• شكل وتوزيع الحبوب
• إذا كانت الحبيبات مفكوكة أو متماسكة معًا بشكل جماعي ، فإن هذه العوامل تشتمل على خصائص الصخور مثل الصلابة وقابلية الكشط وقوة الانضغاط والكثافة. بدورها ، تحدد خصائص الصخور هذه معدل الاختراق الذي يمكن تحقيقه عند حفر ثقوب الاستكشاف ومدى التآكل في معدات الحفر. في بعض الظروف ، ستؤثر بعض الخصائص المعدنية بشكل مباشر على طريقة التعدين. العديد من الأملاح ، على سبيل المثال ، مرنة بشكل خاص ويمكن أن تمتص الصدمة من الانفجار. الظروف الجيدة والسيئة إلى حد بعيد أفضل تشكيل للحفر هو الصخور الصلبة والصلبة. معدل الاختراق أعلى ، والتآكل على المواد الاستهلاكية منخفض ، وانحراف الثقب أقل. على العكس من ذلك ، إذا كان التكوين أكثر ليونة ولديه تشققات وطبقات ، يزداد انحراف الثقب ، وتتآكل المواد الاستهلاكية بشكل أسرع ، وتكون معدلات الاختراق أقل وخطر التعثر ، أو فقدان أجزاء من اللب ، أعلى. قد يكون من الصعب أيضًا إبقاء الفتحة مفتوحة ومنعها من الانهيار. يعتبر تنظيف الحفرة أيضًا مهمًا للغاية ويمكن أن يحدث فرقًا بين النجاح أو الفشل عند الحفر. مشكلة واحدة شائعة هي فقدان الماء. يحدث هذا عندما يتم إجراء الحفر في تكوينات صخرية سيئة بها الكثير من الشقوق التي يمكن من خلالها تصريف الكثير من المياه بعيدًا. كلما زادت التشققات ، زاد فقدان الماء. في ظروف الصخور الأكثر تجزؤًا ، يمكن غالبًا فقدان الماء تمامًا مما يكون له تأثير سلبي للغاية على عملية الحفر ، وتلف المعدات وقضبان الحفر في الحفرة. تختلف تقنية شطف الماء اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على التكوين الصخري. في ظروف الصخور الصلبة ، تكون إمكانية استخدام الماء بمفردها أعلى ، بينما في التكوينات الصخرية اللينة ، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى استخدام البوليمرات أو الطين. يتم التنظيف لعدة أسباب. يبرد قليلا ،

ينظف الوجه أمام الريشة ويخرج الرقائق إلى السطح ، ويقلل الاحتكاك بين القضيب والثقب ويقلل الاهتزازات في سلسلة الحفر.

يعتبر تدفق الثقب في التكوينات غير المستقرة أكثر تعقيدًا بكثير مما هو عليه في التكوينات الصلبة لأنه من الضروري تتبع كثافة ولزوجة السائل المستخدم في تنظيف الحفرة. مطلوب أيضًا أن يفهم الحفار العلاقة بين هذه المعلمات والاستقرار في الحفرة ، وقدرة السائل على نقل الرمل والرقائق إلى السطح ، والقدرة على التحكم في فقد الماء والقدرة على تكوين قالب ترشيح في الحفرة. يتم استخدام التنظيف في هذه الظروف المعاكسة أيضًا لأسباب أخرى ، مثل تثبيت الفتحة وسد الشقوق وزيادة القدرة على إخراج القطع إلى السطح.

تحدي الحفار اليوم ، يواجه الحفارون الاستكشافيون مجموعة من التحديات المختلفة ، ليس أقلها أن الجيولوجيين يطالبون بعينات أساسية أكبر وأكبر. كلما كانت العينة أكبر ، يمكن الحصول على مزيد من المعلومات. هذا يفترض ، بالطبع ، أن هناك منصات حفر يمكنها التعامل مع هذه النوى كبيرة الحجم في الأعماق المحددة.

كما أن الأعماق المطلوبة تزداد عمقًا بسبب حقيقة أنه يتم بالفعل استخراج الرواسب الضحلة. علاوة على ذلك ، فإن التكوينات الصخرية المعاكسة تجعل مهمة الحفار أكثر تعقيدًا نظرًا لأنه من الصعب بعد ذلك استخراج العينات الأساسية ذات الجودة العالية والسليمة بتكلفة مقبولة. تقطع الحفارات الاستكشافية اليوم شوطًا طويلاً لتلبية هذه المطالب وزيادة الإنتاجية في نفس الوقت ، وبالتالي تمكين الحفار الاستكشافي من زيادة الأرباح. تتمثل إحدى الفوائد الرئيسية في أن هذه الحفارات توفر معلومات أكثر تفصيلاً حول المعلمات المختلفة التي تمكن الحفار من مراقبة الأحداث عن كثب أثناء الحفر واتخاذ أي إجراء ضروري قبل حدوث خطأ ما. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الابتكار فيما يتعلق بتقنية In-The-Hole (ITH) يجعل الحياة أسهل أيضًا من خلال مساعدة الحفار على ضمان توصيل التجاوز بشكل صحيح عند استرداد اللب. هذا يقلل من الحاجة إلى صيانة معدات ITH وتحسين القطع الماسية. إذا كان من الممكن تحسين أداء القطع الماسية ، فستستمر نفس القطعة لفترة أطول. هذا يعني أن الفترات الفاصلة بين تغييرات البت تصبح أطول وزيادة الإنتاجية. تغيير البت هو مضيعة للوقت. كلما كانت الحفرة أعمق ، زاد الوقت الذي يقضيه في تعثر القضبان داخل وخارج الحفرة. رؤية الأتمتة ليس هناك شك في أن معظم الشركات التي تطور معدات الحفر الأساسية تركز بشكل كبير على زيادة مستوى الأتمتة في الاستكشاف. في البداية ، قد يكون هذا محدودًا فقط ، على سبيل المثال لتمكين الحفارة من حفر قضيب واحد تلقائيًا أثناء تغيير نوبة العمل. لكن من الواضح أن الهدف هو أتمتة المزيد ، في النهاية لتمكين رحلة كاملة ذهابًا وإيابًا ليتم إكمالها تلقائيًا.

ومع ذلك ، فإن القدرة على تشغيل جهاز الحفر الأساسي بشكل مستقل تمامًا هي رؤية طويلة المدى للغاية. تعتبر منصات الحفر الأساسية أكثر تعقيدًا من تلك المصممة للحفر والتفجير. يمكن القول إن تطوير معدات الحفر الأساسية يركز بشكل أكبر على استخراج البيانات التفصيلية من الحفارة التي يمكن أن تمكن الحفار من تحليل ما يحدث بالضبط أثناء عملية الحفر. بالإضافة إلى ذلك ، يركز المطورون أيضًا على زيادة كمية البيانات التي يمكن استخراجها من كل منصة حفر ، بحيث يمكن دراسة الفروق بين الحفارات المختلفة والتكوينات الصخرية. تشمل الابتكارات الأخرى قيد التطوير نقل البيانات إلى مواقع بعيدة لإعلام عمال الحفر بوقت الصيانة ، ومتى قد يؤدي حدث ما إلى انهيار.

المصدر: Epiroc China

إذا كان هناك أي سؤال حول كيفية تحسين كفاءة الحفر ، وكيفية اختيار قطع الماس المشبعة المناسبة ، وأغلفة التوسيع ، وقضبان الحفر ذات الصلة ، فاتصل بمستشارنا الفني مجانًا.WhatsApp: +86-188 5151 3960

GEO EQUIP TECH WUXI

https://www.cgegtech.com/