Что такое геотехнология?
Современная горная наука предлагает революционный подход к добыче полезных ископаемых, позволяющий обойтись без традиционных карьеров и глубоких шахт. Это направление называется геотехнологией. Её суть заключается в преобразовании ценных ресурсов прямо в недрах Земли в наиболее удобные для извлечения формы — растворы, расплавы, пары или гидросмеси. Для этого через пробуренные скважины в пласт закачивается специальный рабочий агент (теплоноситель, растворитель, бактерии), который «готовит» ископаемое к подъёму на поверхность уже в жидком или газообразном состоянии.
Основные методы геотехнологической добычи
Классификация способов напрямую зависит от типа используемого рабочего агента.
Теплофизический способ
Применяется для добычи серы, тяжёлой нефти, битума и озокерита (горного воска). В пласт подаётся теплоноситель — горячая вода, пар или даже электрический ток, который расплавляет полезное ископаемое, после чего его откачивают на поверхность.
Гидравлический способ
Один из самых простых методов, для которого нужен лишь мощный насос, вода и скважина. Струёй воды под высоким давлением размываются рыхлые породы, а образовавшаяся смесь воды с полезным компонентом (например, фосфоритами или золотоносным песком) откачивается для дальнейшей обработки.
Гидрохимический способ
Этот метод незаменим для извлечения многих цветных и редких металлов, таких как медь и уран. Руда под землёй подвергается воздействию кислот или щелочей, превращаясь в раствор. Этот обогащённый раствор поднимается на поверхность, где из него извлекают чистый металл.
Бактериальное выщелачивание
Природа предоставляет своих помощников — специальные бактерии, способные ускорять процессы растворения руд и накапливать в себе такие элементы, как никель, железо или сера. Добавление таких микроорганизмов в рабочие растворы позволяет в разы увеличить скорость и эффективность добычи.
Термохимический способ
Идея, предложенная ещё Д. И. Менделеевым, заключается в подземном сжигании угля или сланца. Образующиеся в недрах горючие газы улавливаются через скважины и используются в качестве топлива, что является примером комплексной переработки ресурса на месте его залегания.
Геотехнология как источник энергии
Возможности геотехнологии выходят за рамки добычи твёрдых полезных ископаемых. С её помощью можно получать и геотермальную энергию. Например, советскими инженерами был разработан проект «подземного теплового котла»: между двумя глубокими скважинами создаётся зона с множеством трещин. Холодная вода, закачанная в одну скважину, проходит через разогретые горные породы, нагревается и выводится через вторую скважину, отдавая тепло на поверхности, после чего цикл повторяется.
Преимущества и будущее геотехнологии
Главные достоинства геотехнологических методов — это бережное, практически полное и безотходное извлечение полезных ископаемых. Они позволяют минимизировать ущерб для ландшафта, не нарушать плодородный слой почвы и значительно снизить загрязнение атмосферы и водоёмов. Учёные уверены, что за такими «бесшахтными» технологиями — будущее горнодобывающей промышленности, так как они открывают доступ к месторождениям, разработка которых традиционными способами была бы нерентабельной или невозможной.