Большая Советская Энциклопедия (ПО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 54

Подземное выщелачивание

Подзе'мное выщела'чивание полезных ископаемых, метод добычи полезного ископаемого избирательным растворением его химическими реагентами в рудном теле на месте залегания с извлечением на поверхность. П. в. применяется для добычи цветных металлов и редких элементов, имеются предпосылки использования его для разработки фосфатов, боратов и др.

  П. в. цветных металлов известно с 16 в. (Испания), в крупных промышленных масштабах метод впервые освоен на медном руднике Кананеа в Мексике (1924) и на медноколчеданных месторождениях Урала (1939—42). Урановые руды разрабатываются П. в. с 1957. П. в. применяется в ряде стран (США, СССР, Франция, Япония, ГДР и др.); в 1974 этим способом было получено 20% мировой добычи меди.

  Выбор растворителя при П. в. зависит от состава руды и характера химического соединения, образуемого полезным компонентом.

  П. в. относится к фильтрационным процессам и основано на химических реакциях «твёрдое тело — жидкость».

  При П. в. проницаемых рудных тел месторождение вскрывается системой скважин, располагаемых (в плане) рядами, многоугольниками, кольцами. В скважины подают растворитель, который, фильтруясь по пласту, выщелачивает полезные компоненты. Продуктивный раствор откачивается через другие скважины (рис. 1 ). В случае монолитных непроницаемых рудных тел залежь вскрывают подземными горными выработками, отдельные рудные блоки дробят с помощью буровзрывных работ (рис. 2 ). Затем на верхнем горизонте массив орошают растворителем, который, стекая вниз, растворяет полезное ископаемое. На нижнем горизонте растворы собирают и перекачивают на поверхность для переработки.

  Одно из основных препятствий для применения П. в. — низкая скорость реакций, для увеличения которой ведутся исследования способов воздействия на рудный массив электрическими и электромагнитными полями, предварительным нагревом, обжигом и др. Для П. в. применяются также ядерные взрывы и микробиологические способы (см. Бактериальное выщелачивание ).

  П. в. позволяет вовлечь в разработку месторождения полезных ископаемых, залегающие на значительных глубинах (недоступных по экономическим показателям для обычной технологии), месторождения бедных руд и т.п. См. также Гидрометаллургия , Выщелачивание .

  Лит.: Бахуров В. Г., Руднева И. К., Химическая добыча полезных ископаемых, М., 1972; Арене В. Ж. [и др.], Геотехнологические способы добычи полезных ископаемых, в кн.: Технология разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых, т. 11, М., 1973.

  В. Ж. Аренс.

Рис. 2. Схема подземного выщелачивания скальных руд: 1 — ёмкость для растворителя; 2 — насос; 3 — трубопровод рабочих растворов; 4 — отрабатываемый блок руды; 5 — ёмкость для сбора продуктивных растворов; 6 — насос; 7 — ёмкость для продуктивных растворов на поверхности; 8 — сорбционная установка; 9 — отстойник отработанного раствора; 10 — ёмкость для доукрепления растворов; 11 — пресс-фильтр.

Рис. 1. Схема отработки пластовых месторождений выщелачиванием через скважины: 1 — узел приготовления растворов; 2 — нагнетательные скважины; 3 — дренажные скважины; 4 — компрессор; 5 — воздухопровод для эрлифта продуктивных растворов; 6 — коллектор для продуктивных растворов; 7 — отстойник; 8 — установка для переработки раствора.

Подземное растворение

Подзе'мное растворе'ние полезных ископаемых, метод добычи полезного ископаемого через скважины растворением водой на месте его залегания. Применяется для разработки залежей каменной и калийных солей.

  Добыча рассолов каменной соли через скважины известна с 12—14 вв. (см. Бурение ). Технология управляемого П. р. солей была предложена Е. Н. Трэпом (США) в 1933 и усовершенствована в СССР П. А. Кулле и П. С. Бобко. П. р. калийных солей в промышленном масштабе освоено в Саскачеване (Канада) только в 1964.

  При П. р. соляная залежь вскрывается скважиной, которая оборудуется концентрично расположенными свободновисящими рабочими колоннами: водоподающей и рассолозаборной (рис. ). Растворитель — вода поступает в соляную залежь под давлением по кольцевому зазору между рассолозаборной и водоподающей колоннами.

  Для получения рассолов промышленной концентрации (305—310 г/л ) отработка продуктивной толщи ведётся в камерах ступенями снизу вверх. К кровле камеры подаётся нерастворитель — нефть, керосин или воздух, который предохраняет потолочину от растворения. Растворитель, нагнетаемый в камеру, легче заполняющего рассола. Поэтому он всплывает к верхней части камеры и, соприкасаясь с массивом соли, постепенно насыщается и опускается до башмака рассолозаборной колонны. Рассол под остаточным давлением извлекается по рассолоподъёмной колонне на поверхность. От скважины по трубопроводам рассол направляется через контрольно-распределительный пункт в резервуар кондиционного рассола, откуда транспортируется к потребителям. Растворы, получаемые методом П. р., являются исходным сырьём для извлечения хлора, соды, пищевой соли и других продуктов. В 1973 в СССР методом П. р. добыто более 20 млн. м3 рассолов.

  Развитие П. р. связано с интенсификацией процесса конгруэнтного растворения и внедрением способов избирательного растворения (применением добавок тяжёлых металлов, созданием магнитного поля, использованием нагретого растворителя и др.).

  П. р. используется также для создания в соляных отложениях ёмкостей-хранилищ нефтепродуктов и сжиженных газов. См. также Геотехнология .

  Лит.: Здановский А. Б., Галургия, Л., 1972.

  Е. Ж. Аренс.

Схема добычи каменной соли подземным растворением: 1 — основная тампонажная колонна; 2 — соляной пласт; 3 — водоподающая колонна; 4 — рассолоподъёмная колонна; 5 — водопровод; 6 — рассолопровод; 7 — трубопровод нерастворителя.

Подземно-минная борьба

Подзе'мно-ми'нная борьба' , способ боевых действий войск при атаке и обороне крепостей , укрепленных городов, позиций, основанный на устройстве и использовании воюющими сторонами подземных ходов (галерей минных ). Ведение П.-м. б. известно с древних времён, когда осаждающие скрытно подводили под стенами города подземные ходы (галереи) с целью проникнуть по ним в осажденный город и, овладев воротами, впустить атакующих. Подкоп мог заканчиваться под крепостной стеной камерой, которая укреплялась деревянными стойками. При их поджигании и сгорании происходил обвал участка крепостной стены; через образовавшийся пролом в крепость (город) врывались осаждающие. Задача осажденных заключалась в своевременном обнаружении и разрушении, а также в затоплении или задымлении подземных ходов противника. С конца 15 в. при ведении П.-м. б. стали применять порох сначала для подрывания стоек в минных камерах под крепостными стенами, а затем для непосредственного подрывания стен крепости. Русские войска умело использовали П.-м. б. при обороне своих крепостей (Псков, 1581, Троице-Сергиева лавра, 1608) и при осаде укрепленных городов. Особенно успешно русские войска вели П.-м. б. при обороне Севастополя (1854—55), в ходе которой использовали контрминные галереи и минные горны. После 1-й мировой войны 1914—18 с дальнейшим развитием средств поражения и изменением способов ведения боевых действий П.-м. б. утратила своё значение.

Подземные воды

Подзе'мные во'ды , воды, находящиеся в толщах горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и парообразном состоянии. В зависимости от характера пустот водовмещающих пород П. в. делятся на поровые — в песках, галечниках и др. обломочных породах, трещинные (жильные) — в скальных породах (гранитах, песчаниках) и карстовые (трещинно-карстовые) — в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).