Entendre la geologia dels llocs de treball és primordial en la perforació d'exploració. A continuació, una revisió de com l'obra es veu afectada per les condicions de roca predominants.
Les condicions geològiques de la mineria a cel obert tenen un efecte directe sobre l'eficiència i l'eficàcia dels treballs d'exploració. Des de les condicions més favorables fins a les pitjors, les formacions rocoses de la fossa determinen les estratègies de perforació d'exploració, els requisits d'equip i la qualitat de les mostres que es pot esperar raonablement.
La productivitat en la perforació de nucli depèn de molts paràmetres diferents, però les condicions de la roca són normalment el factor més important per afectar la velocitat de perforació i, per tant, el nivell de productivitat i el cost. Minerals i geologia dels 118 elements coneguts, alguns dels quals no es troben de manera natural, l'oxigen és, amb diferència, el més comú, ja que constitueix al voltant del 50% de l'escorça terrestre' en pes. El silici forma al voltant del 25% i els altres elements comuns com l'alumini, el ferro, el calci, el sodi, el potassi, el magnesi i el titani constitueixen el 99% de l'escorça terrestre'. El silici, l'alumini i l'oxigen es troben en els minerals més comuns com el quars, el feldspat i la mica. Aquests formen part d'un gran grup de silicats que són compostos d'àcid silícic i altres elements. Els amfíbols i els piroxens contenen alumini, potassi i ferro.
Algunes de les roques més comunes del planeta', el granit i el gneis, estan compostes per silicats. L'oxigen també es produeix habitualment en combinació amb elements metàl·lics, que sovint són fonts importants per a la mineria. Aquests compostos poden formar part de minerals òxids, com els minerals de ferro magnetita i hematita.
El sofre també es combina fàcilment amb elements metàl·lics per formar minerals de sulfur, com ara galena, esfalerita, molibdenita i arsenopirita. La calcopirita (CuFeS2) també és un mineral molt important i abundant que conté coure. Altres grans grups minerals importants en la mineria inclouen halogenurs com la fluorita i l'halita; carbonats com la calcita, la dolomita i la malaquita; sulfats com la barita; tungstats com la scheelita; i fosfats com l'apatita. Rarament, alguns elements poden ocórrer de manera natural, sense combinació. Els més importants són els metalls or, plata i coure, més carboni en forma de diamants i grafit. Propietats i característiques És cert que la mineralització rarament és pura. En canvi, sol ser mixt, format per estructures tant homogènies com heterogènies. El feldspat representa gairebé el 50% de la composició mineral de la Terra', seguit dels minerals de piroxè i amfíbols i després de quars i mica, que representen al voltant del 90% de la Terra' escorça.
A més, els minerals tenen una gran varietat de propietats i característiques, i són aquestes les que determinen la millor manera d'extreure'ls.
Les característiques típiques són:
• Duresa
• Densitat
• Color
• Ratxa
• Lluentor
• Fractura
• Escot
• Cristalí
forma La mida de les partícules i el grau d'hidratació del mineral (mesclat amb aigua) indiquen com es comportarà la roca quan s'excava (vegeu mètodes geològics, p.25).
La duresa es classifica habitualment segons l'escala de 10 punts de Mohs. La densitat dels minerals de color clar sol ser inferior a 3. Les excepcions són la barita o l'espar pesat (sulfat de bari – BaSO4 – densitat 4,5 g/cm3), scheelite (tungstat de calci – CaWO4 – densitat 6,0 g/cm3) i cerussita (carbonat de plom – PbCO4 – densitat 6,5 g/cm3).
Els minerals de color fosc amb una mica de ferro i silicat tenen densitats d'entre 3 i 4. Els minerals metàl·lics tenen densitats superiors a 4, i l'or té una densitat molt alta de 19,3.
Els minerals amb tungstè, osmi i iridi solen ser encara més densos. Tot i que la densitat mineral que forma el mineral pot ser alta, la densitat total del mineral depèn completament de la roca hoste on existeixen aquests minerals.
La ratlla és el color de la pols mineral que es produeix quan un mineral es ratlla o es frega amb porcellana blanca no esmaltada que pot ser diferent del color de la massa mineral.
La fractura és la característica superficial produïda pel trencament d'un tros del mineral i sol ser irregular en una direcció o una altra. L'escissió denota les propietats d'un cristall
que permet dividir-lo en superfícies planes. Tant la fractura com l'escissió poden ser importants per a l'estructura de les roques que contenen quantitats substancials dels minerals en qüestió. La roca normalment està formada per una barreja de materials. La roca pot no només combinar les propietats d'aquests minerals, sinó que també exhibeix propietats resultants de la forma en què les roques es van formar o es van alterar posteriorment per la calor, la pressió i altres forces a l'escorça terrestre'. És relativament rar trobar una massa rocosa homogènia, i les discontinuïtats, com ara falles plenes de material triturat, grans articulacions i no conformitats de llit són difícils de predir.
Aquestes discontinuïtats també són importants, no només per a la integritat estructural d'una mina i per accedir als jaciments minerals, sinó també com a camins per als fluids que provoquen concentracions de minerals a la Terra. Per tal que la mineria sigui econòmicament viable, els minerals han d'estar presents en una concentració suficient perquè valgui la pena extreure's i dins d'estructures de roca que es puguin excavar de manera segura i econòmica. També ha de ser possible enriquir els minerals de manera econòmica. Per al desenvolupament de la mina i la perforació de producció, la roca s'ha de valorar correctament perquè els resultats afectaran les taxes de penetració de la perforació projectades, la qualitat del forat i els costos de l'acer de la perforació. Per determinar les característiques generals de les roques, cal distingir entre propietats microscòpiques i macroscòpiques.
Com que la roca es compon de grans de diversos minerals, les seves propietats microscòpiques inclouen:
• Composició mineral
• Mida del gra
• La forma i distribució del gra
• Si els grans estan solts o cimentats conjuntament, aquests factors inclouen les propietats de la roca com ara la duresa, l'abrasivitat, la resistència a la compressió i la densitat. Al seu torn, aquestes propietats de la roca determinen la taxa de penetració que es pot aconseguir en perforar forats d'exploració i l'extensió del desgast de l'equip de perforació. En algunes circumstàncies, determinades característiques minerals influiran directament en el mètode d'extracció. Moltes sals, per exemple, són especialment elàstiques i poden absorbir el xoc de la voladura. Condicions bones i dolentes Amb diferència, la millor formació per a la perforació és la roca dura i sòlida. La taxa de penetració és més alta, el desgast dels consumibles és baix i la desviació del forat és menor. Per contra, si la formació és més suau i té esquerdes i capes, la desviació del forat augmenta, els consumibles es desgasten més ràpidament, les taxes de penetració són més baixes i el risc d'enganxar-se o perdre parts del nucli és més gran. També pot ser més difícil mantenir el forat obert i evitar que es col·lapsi. El rentat del forat també és extremadament important i pot marcar la diferència entre l'èxit o el fracàs a l'hora de perforar. Un problema comú és la pèrdua d'aigua. Això es produeix quan la perforació es realitza en formacions rocoses dolentes amb moltes esquerdes per les quals es pot drenar gran part de l'aigua. Com més grans siguin les esquerdes, més aigua es perdrà. En condicions de roca més fragmentada, l'aigua sovint es pot perdre completament, cosa que té un efecte extremadament advers en el procés de perforació, danyant l'equip i encallant les barres de perforació al forat. La tècnica de rentat d'aigua difereix molt segons la formació de roca. En condicions de roca dura la possibilitat d'utilitzar aigua sola és més gran, mentre que en formacions de roca tova sovint es necessita utilitzar polímers o fang. El rentat es fa per diversos motius. Refreda el tros,
neteja la cara davant de la broca i porta les estelles a la superfície, redueix la fricció entre la vareta i el forat i redueix les vibracions a la sarda de perforació.
El rentat de forats en formacions inestables és molt més complicat que en formacions dures, ja que cal fer un seguiment de la densitat i viscositat del fluid utilitzat per rentar el forat. També es requereix que el perforador entengui la relació entre aquests paràmetres i l'estabilitat al forat, la capacitat del fluid per transportar sorra i estelles a la superfície, la capacitat de controlar la pèrdua d'aigua i la capacitat de crear un pastís de filtre. al forat. El rentat en aquestes condicions adverses també s'utilitza per altres motius, com ara estabilitzar el forat, segellar esquerdes i augmentar la capacitat de portar els talls a la superfície.
El repte del perforador Avui en dia, els perforadors d'exploració s'enfronten a una sèrie de reptes diferents, entre els quals els geòlegs demanen mostres de nucli cada cop més grans. Com més gran sigui la mostra, més informació es podrà obtenir. Això pressuposa, per descomptat, que hi ha equips de perforació que puguin manejar aquests nuclis de gran mida a les profunditats especificades.
Les profunditats necessàries també són cada cop més profundes a causa del fet que ja s'estan extreure els dipòsits menys profunds. A més, les formacions rocoses adverses fan que la feina del perforador sigui més complicada, ja que llavors és més difícil extreure mostres de nucli que siguin de bona qualitat i intactes a un cost acceptable. Les plataformes de perforació d'exploració actuals fan un llarg camí per satisfer aquestes demandes i augmentar la productivitat alhora, permetent així al perforador d'exploració augmentar els ingressos. Un dels principals avantatges és que aquestes plataformes proporcionen informació més detallada sobre els diferents paràmetres que permet al perforador supervisar els esdeveniments més de prop durant la perforació i prendre qualsevol acció necessària abans que alguna cosa surti malament. A més, la innovació pel que fa a la tècnica In-The-Hole (ITH) també està facilitant la vida ajudant el perforador a assegurar-se que l'excés es connecti correctament quan es recupera el nucli. Això redueix la necessitat de manteniment de l'equip ITH i millora les broques de diamant. Si és possible millorar el rendiment de les broques de diamant, la mateixa broca durarà més temps. Això vol dir que els intervals entre canvis de bit s'allargaran i augmenta la productivitat. Canviar el bit requereix molt de temps. Com més profund és el forat, més temps es dedica a ensopegar les barres dins i fora d'ell. La visió de l'automatització No hi ha dubte que la majoria d'empreses que desenvolupen equips de perforació central estan molt enfocades a augmentar el nivell d'automatització en l'exploració. Inicialment, això només pot estar limitat, per exemple, per permetre que una plataforma perfori una vareta automàticament durant un canvi de torn. Però és evident que l'objectiu és automatitzar-ne més per permetre, eventualment, que es completi automàticament tot un viatge d'anada i tornada.
Tanmateix, poder executar una plataforma de perforació de nucli de manera totalment autònoma és una visió a molt llarg termini. Les plataformes de perforació de nuclis són molt més complexes que les dissenyades per a perforació i explosió. Sens dubte, el desenvolupament d'equips de perforació de nucli es centra més a extreure dades detallades de la plataforma que permetin al perforador analitzar exactament què està passant durant el procés de perforació. A més d'això, els desenvolupadors també estan centrats a augmentar la quantitat de dades que es poden extreure de cada plataforma, de manera que es puguin estudiar les diferències entre diferents perforadors i formacions rocoses. Altres innovacions en desenvolupament inclouen la transferència de dades a llocs remots per informar els perforadors de quan és el moment del manteniment i quan un esdeveniment pot provocar una avaria.
Font: Epiroc Xina
Si hi ha alguna pregunta sobre com millorar l'eficiència de la perforació i com triar les broques de diamant impregnades, les carcasses d'escariat i les barres de perforació relacionades, poseu-vos en contacte amb el nostre consultor tècnic de manera gratuïta.WhatsApp: +86-188 5151 3960
GEO EQUIP TECH WUXI
https://www.cgegtech.com/
