Гірничовидобувний комплекс

1. ГІРНИЧОВИДОБУВНИЙ КОМПЛЕКС

2.

Гірничовидобувний комплекс – це
комплекс галузей видобутку та
первинної переробки корисних
копалин.
Основні
групи:
паливна,
рудовидобувна,
промисловість
нерудних
корисних
копалин,
гірничохімічна.

3.

Паливна - сукупність галузей промисловості, зайнятих
видобутком і переробкою різних видів палива (вугільна,
нафтова, газова, сланцева і торф'яна).
Рудовидобувна – видобуває руди
металів, рідких і розсіяних елементів.
чорних,
кольорових
Промисловість нерудних корисних копалин видобуває
будівельні матеріали, а також вогнетриви, абразиви, технічні і
дорогоцінні камені.
Гірничохімічна промисловість видобуває, збагачує і здійснює
первинну обробку апатитонефелінових і фосфоритних руд,
природних кам'яних солей, руд, що містять сірку, бор, миш'як,
барій, барит, а також одержує йод і бром.

4.

Категорією А класифікуються запаси, розвідані і
вивчені детально, при цьому забезпечується повне
виявлення умов залягання, форми і будови тіл
корисної копалини; повне виявлення природних типів
і промислових сортів мінеральної сировини, їхнього
співвідношення і просторового положення; повне
з'ясування
якості,
технологічних
властивостей
корисної копалини і природних факторів, що
визначають умови ведення гірно-екслуатаційних робіт.
Контур запасів корисних копалин по категорії А
встановлюється
свердловинами
чи
гірськими
виробками. Для запасів, затверджених по категорії А,
можливе складання і затвердження технічного проекту.

5.

Категорією В класифікуються запаси менш
детально вивчені. При цьому визначаються
основні особливості умов залягання, форми і
будови тіл корисної копалини без точного
відображення їхнього просторового положення.

6.

Контур запасів по категорії C встановлюється за
даними розвідницьких виробок.
Категорією C1 класифікуються запаси корисної
копалини, вивчені загалом. Контур запасів по категорії
C1 визначається на підставі розвідницьких вироблень,
а також по геологічним і геофізичним даним.
Категорією C2 класифікуються запаси, попередньо
оцінені на підставі геологічних і географічних даних,
підтверджених розкриттям корисної копалини в
окремих місцях, або за аналогією з розвіданою
ділянкою.

7.

Існує міжнародна класифікація корисних копалин.
У ній виділені три категорії ресурсів:
R-1 – ресурси детально вивчених родовищ, для яких
встановлені умови залягання, морфологія і якість
окремих тіл корисних копалин;
R-2 – ресурси оцінені загалом, геологічні параметри
обміряні в деяких місцях, є резервом для приросту
ресурсів R-1;
R-3 – ресурси невиявлених типів, оцінені на основі
геологічної екстраполяції, геофізичних і геохімічних
даних або за допомогою пошукових методів, що
використовуються для вибору напрямку розшукових
робіт і оцінки перспектив окремих районів.

8.

У видобувній промисловості об'єктами основного
виробництва вважаються підприємства по видобутку
(шахти, розрізи, кар'єри), фабрики по збагаченню, а
також відвали і хвостосховища, де складуються і
консервуються некондиційні руди і відходи всього
промислового комплексу.
Технологічні процеси видобувної промисловості
можна розділити на 3 групи:
• переміщення речовини в межах літосфери,
• зменшення концентрації елемента в літосфері,
• зміна складу при збагаченні.
На території України розвідано 7,5 тис.родовищ
корисних копалин, з яких 4,5 тис. експлуатуються.
Обсяг видобутку гірської маси складає 2,7 млрд.т/рік,
з яких 1,9 млрд.т є розкривними породами і
відходами переробки.

9.

Оцінка термінів виснаження викопних ресурсів
(розрахунки «Римського клубу»)
Глобальні запаси *,
млрд. т
Ймовірний щорічний
приріст видобутку, %
Розрахунковий час
вичерпання, років
Залізо
100
1,8
173
Хром
0,17
2,6
154
Вугілля
5000
4,1
150
Свинець
0,1
2,0
64
Алюміній
1,2
6,4
55
Нафта
450
4,0
50
Природний газ
220
4,7
49
Мідь
0,3
4,6
48
0,0025**
1,0
7000***
Викопні ресурси
Уран, торій
* Оптимістичний прогноз, що розвідані запаси зростуть у найближчі десятиліття в 5 разів.
** Наведено запаси дешевого ядерного палива - менш 80 $ за 1 кг.
***3апаси ядерного палива можуть забезпечити енергією людство на десятки століть при використанні
розроблених технологій «спалювання» плутонію в реакторах на швидких нейтронах

10.

У
розвитку мінерально-сировинного комплексу
визначилися наступні закономірності:
погіршуються гірничо-геологічні і гірничотехнічні
умови розробки родовищ через зниження змісту
корисних компонентів,
розширюються
масштаби
освоєння
нових
родовищ у важкодоступних районах, що мають
складні умови розробки,
гірські розробки поглибилися до 1500-2000м для
підземної і 1000м для відкритого видобутку,
збільшуються прояви гірського тиску (результат
дії гравітаційних, тектонічних сил і зміни
температури верхніх шарів земної кори), раптових
викидів гірської маси і газів не тільки на
вугільних, але і на рудних родовищах,

11.

• недостатня повнота екстрагування, низька
комплексність освоєння і використання мінеральносировинних ресурсів, інтенсивно збільшуються
відходи гірського виробництва. Зараз утилізується
всього 8-10% з них. У гірничовидобувних районах
країни
фактично
сформувався
новий
тип
мінеральних
утворень
з
відходів
гірського
виробництва – техногенні родовища, масштаби яких
постійно зростають.
• гідродинамічні порушення:
• зарегулювання,
як
форма
порушення
виявляється у виді водоймищ і водоканалів.
Викликано необхідністю осушення поверхні над
родовищем,

12.

• заболочування спостерігається навколо відвалів із
площею більше 200 га,
• затоплення характерне для випадків, коли
виробництво має надлишок води і цілком її у
водообігу не використовує. Води скидаються на
землю, у водотоки і водойми, відбувається
затоплення додаткових площ землі. В іншому місці в
зв'язку з цим може виникнути
• виснаження,
• осушення – відбувається через дренаж ґрунтових
підземних вод виробками і шпарами. Біля кожного
кар'єру депресійна вирва ґрунтових вод досягає
діаметра 35-50км,
• заводнення виникає при похованні рідких відходів
виробництва.

13. Процеси видобування корисних копалин відкритим способом

14.

При розробці шарів корисних копалин, що неглибоко
залягають, для створення доступу до них, видаляють
покриваючу товщу порожніх порід, тобто проводять
відкриті гірські виробки.
Відкритий спосіб видобутку – генеральний напрямок
гірничовидобувної промисловості. Відкритим способом
видобувається ¾ всього обсягу корисних копалин (у
тому числі залізної руди – 86%, фосфоритів – 75%, руд
кольорових металів – 66%, вугілля – 42%, будівельних
гірських порід – 100%).

15.

ВПЛИВ ВІДКРИТИХ ГІРНИЧИХ РОЗРОБОК НА ЕКОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ
Порушення грунтово-рослинного покриву на великих
територіях
Порушення режиму та складу поверхневих вод
Порушення земної поверхні в процесі проведенні
відкритих гірничих виробок
Порушення режиму та скиду підземних вод
Пило газове забруднення при масових вибухах
Зміна ландшафтів
Тріщиноутворення та термокарсти
Зміна напруженого стану масиву та оповзневі
деформації уступів
Активізація фізико-хімічних процесів у масиві
Активізація мерзлотних процесів
Водна ерозія відвалів та бортів кар’єрів
Теплове забруднення довкілля
Забруднення повітря газами, що виділяються з
масиву та корисних копалин
Забруднення атмосфери газами двигунів
транспортних, технологічних і енергетичних машин
Забруднення повітря пилом при вітровій ерозії
відвалів, бортів кар’єрів та хвостосховищ
Забруднення повітря мінеральним пилом при
машинному відбиванні, подрібнені,
навантажувально-розвантажувальних і
транспортних операцій, бурінні свердловин
Електромагнітне забруднення довкілля
Шумове забруднення довкілля
Радіоактивне забруднення довкілля
Розсіювання в навколишньому середовищі
шкідливих, токсичних та радіоактивних елементів
земної кори

16. Розкривні роботи на кар’єрі.

17.

При розробці родовищ відкритим способом до
основних джерел забруднень відноситься проведення
масових вибухів, експлуатація гірничовидобувної
техніки й автомобілів. Масові вибухи на кар'єрі
відносяться до періодичних джерел забруднень, тому
що проводяться звичайно раз у 2 тижні. Заряд вибуху
досягає 800-1200т, а кількість висадженої ним гірської
маси – 6млн.т. При цьому в атмосферу викидається
близько 200-400т пилу. Вважається, що 1т висадженої
вибухової речовини дає 40м3 СО, крім цього
виділяються оксиди азоту.

18. Космічний знімок Криворізьких залізорудних кар’єрів

19.

Великі обсяги стічних вод, що утворяться при гірських роботах, зв'язані
з високою водоємністю розроблювальних вугільних родовищ. Наприкінці 90х років минулого сторіччя основні вугільні басейни характеризувалися
наступними величинами водопритоків і коефіцієнтами водоємності:
Водоприток у шахти, м3/год
Басейни
Коефіцієнт водоємності,
м3/т
переважний
максимум
середній
максимум
Донецький
100-400
1100
3,2
8,3
Кузнецький
150-600
1800
2,2
20
Карагандинськи
й
100-220
400
9,54
2
Печорський
140-550
800
0,8
2
Підмосковний
240-700
2230
10,5
30
Кизеловський
300-600
2200
15,1
49
Для вугільних розрізів звичайно
1-2

20. Процеси видобування корисних копалин шахтним способом

21.

Шахта – самостійна виробничо-господарська
одиниця гірського підприємства, що веде розробку
родовища чи його ділянки підземним способом.
Рудник – сукупність шахт поверхневих цехів,
об'єднаних одним адміністративним, технічним і
господарським керівництвом.
Застосовувані
системи
підземних
розробок:
камерно-стовпова, розробка довгими стовпами по
довжині і система розробки з магазинуванням .

22.

1 – залізничні колії; 2 – відвали породи; 3 – підвісна дорога; 4 – бункер для
завантаження вугілля; 5 – підйомна споруда (копер) головного стволу; 6 –
надшахтна будівля; 7 – копер вентиляційного стволу; 8 – склад матеріалів для
кріплення; 9 – будівля вентилятора; 10 – будівля підйомної машини; 11 –
відкаточні гірничі виробки; 12 – головний ствол; 13 – конвеєрний штрек; 14 –
вибій; 15 – пласт вугілля.

23.

Види порушень навколишньою середовища:
•геомеханічні – розтріскування порід внаслідок проведення вибухів,
зміна рельефу місцевості, вирубування лісів, деформація земної
поверхні;
•гідрологічні – зміна запасів, режиму руху, якості та рівня ґрунтових
вод, винесення у водойми шкідливих речовин з поверхні і надр
землі;
•хімічні – зміна складу і властивостей атмосфери та гідросфери
(підкислення, засолення, забруднення води і повітря);
•фізико-механічні – забруднення довкілля пилом, зміна властивостей
ґрунтового покриву та інше;
•шумове забруднення і вібрація ґрунту.

24.

ТЕХНОГЕННИЙ ВПЛИВ РОЗРОБОК РОДОВИЩ КОРИСНИХ
КОПАЛИН ПІДЗЕМНИМ СПОСОБОМ НА ДОВКІЛЛЯ
Зміна напруженого стану масиву та техногенні
рухи землі
Осідання і провали на земній поверхні
Забруднення земель під терикони
Зміна режиму і складу підземних вод
Зміна режиму і складу поверхневих вод та
забруднення водоймищ шахтними водами
Активізація фізико-хімічних процесів
(окислення, вилуговування)
Зсувні деформації на схилах
Зміна температурного поля
Забруднення атмосфери шахтним повітрям
Забруднення атмосфери газами, що
виділяються з териконів та складів корисних
копалин
Осушення території, фільтраційні ущільнення
ґрунтів, прориви пливунів
Активізація карстових і суфозних процесів
Забруднення мінеральним пилом при
вітровій ерозії відвалів
Забруднення ґрунтів при водній ерозії
Забруднення водоймищ від водної ерозії
териконів
Активізація мерзлотних процесів
Забруднення надр і підземної гідросфери
при підземному похованні токсичних
відходів радіоактивних речовин

25.

При підземному відпрацьовуванні джерелами впливів
на навколишнє середовище служить проходка гірських
виробок, транспортування корисної копалини і
порожньої породи, очисні роботи. При цьому можливі
зрушення масивів гірських порід (плавні без розриву
суцільності чи інтенсивні з розривом суцільності). На
поверхні при цьому утворюються просідання.
Практично усі види зрушень гірських порід руйнують
наземні об'єкти і підземні комунікації.

26.

Основними забруднювачами є газопилові викиди з
підземних гірських виробок – рудниковий газ (суміш
атмосферного повітря з різними газоподібними і
пиловими домішками, що виділяються з порід чи
шахтних вод). З підземних гірських вироблень в
атмосферу щорічно надходить більш 200 тис.т пилу.
При аварійних викидах концентрація газопилових
домішок у рудниковому газі багаторазово зростає.
Деяка кількість метану при дегазації шарів
піднімається по тріщинах до земної поверхні,
безпосередньо забруднюючи атмосферне повітря.
Щорічно в Донбасі (364 шахти) викидається в
атмосферу 3870 млн.м3 метану і 1200 млн.м3
вуглекислого газу.

27. Процеси видобування нафти і газу із надр свердловинними методами

28.

ЗАПАСИ НАФТИ
Найбільші нафтові родовища: Леляківське, Гнідинцивське і ГлинськоРозбишевське; нафтогазові — Качанівське, Рибальске;
На півдні України найбільша кількість родовищ нафти і газу досліджена
на Тарханкутському і Керченському півостровах. З 1966 р. тут
добувається газ, а з 1993 р.нафта. Основна надія покладається на найбільш
глибокі
шари
вже
відомих
провінцій (особливо Передкарпаття) і шельфи Чорного й Азовського
морів. Необхідно також врахувати, що в колишньому СРСР переважно
добували тільки 30—40 % загальногеологічних запасів родовищ, а в
країнах з високим рівнем технології віддача шарів досягає 70—80 %.
Оскільки в Україні до цього часу вже добуто більш 250 млн. т.
нафти і більш 1 трлн м3 природного газу, то, використовуючи
новітні технології підвищення віддачі шарів, можна різко підвищити
видобуток нафти і газу.

29.

ЗАПАСИ ГАЗУ
На Прикарпатську нафтогазоносну область припадає 3,1% всього
видобутку газу в Україні. Розвідані запаси газу становлять 94
млрд.куб.м. Більше половини їх сконцентровано в ІваноФранківській області, де вони залягають на глибині 5-6 км, що є
основною технічною проблемою їх промислового видобутку.
Дніпровсько-Донецька нафтогазоносна область найбільша в Україні,
на неї припадає 93,8% видобутку газу. Основні родовища
розташовані
у
Харківській,
Сумській,
Полтавській,
Дніпропетровській та Чернігівській областях. Тут виявлено 111
газових родовищ, запаси газу становлять 785,4 млрд.куб.м.
У Причорноморсько-Кримській нафтогазоносній області відкрито й
експлуатується 17 газових родовищ із загальними запасами 14,3
млрд.куб.м.
Нещодавно
на
дні
Чорного
моря
геологи виявили ряд перспективних газових підвищень.

30. Запаси сланцевого газу

Горючі сланці сконцентровані в Карпатах,
в Болтишській западині (на межі
Кіровоградської і Черкаської обл.), в
Криму, в межах Дніпровсько-Донецької
западини і Волино-Подільської плити, в
Харківській
області.
За
оцінками
Міністерства екології та природних
ресурсів України запаси сланцевого газу в
Україні складають 60 трлн.м3.

31.

Нафтовий промисел – це комплекс виробничих
споруджень,
роз'єднаних
територіально,
але
взаємозв’язаних
системами
трубопроводів,
енергопередач і організацією роботи. До основних
споруджень нафтопромислу відносяться свердловини
(створювані,
експлуатовані,
нагнітальні
і
спостережливі), компресорні станції, збірні пункти,
нафтосховища, пункти первинної переробки нафти,
трубопроводи, різні комори, відстійники, площадки
спалювання
надлишків
газу
і
конденсату,
електропідстанції і деякі допоміжні споруди. Кожне з
перерахованих споруджень – одиничне потенційне
джерело техногенного впливу на навколишнє
середовище. Ці впливи можуть бути ізольовані чи
перетинатися в часі і просторі, виходячи чи не
виходячи за межі промислу.

32.

Залежно від умов залягання і кількісного
співвідношення нафта:газ поклади поділяють на:
•чисто газові (скупчення природних газів не зв'язані з
іншими корисними копалинами),
•газоконденсатні
вуглеводнями),
(газ
збагачений
рідкими
•газонафтові (газ розчинений у нафті чи знаходиться
над нафтовим покладом у виді газової шапки),
•нафтові без газової шапки з розчиненим у нафті газом.
Співвідношення вода:нафта може змінюватися від 1:100 до
100:1.

33.

Видобуток нафти і газу здійснюється
Звичайно розрізняють:
• неглибоке буріння (до 1500 м),
• буріння на середні глибини (до 4500 м),
• глибоке буріння (до 6000 м),
• надглибоке буріння (глибше 6000 м).
зі
свердловин.
При глибокому бурінні вибій свердловин звичайно
очищається від вибуреної породи потоком безупинно
циркулюючої промивної рідини (бурового розчину), рідше
робиться продувка вибою газоподібним робочим агентом.
З екологічної точки зору вибурені породи створюють
серйозну проблему, тому що при середній глибині свердловин
2500 м на поверхню витягається 350 м3 ґрунту, а при глибині
5000-6000 м – 800 м3. Ці породи складуються у виді відвалів
поблизу свердловини, сильно забруднені буровими розчинами і
нафтопродуктами.

34.

ХІМІЧНІ ДОБАВКИ В БУРОВИХ РОЗЧИНАХ:
Компонент
Макс.вміст,
мг/дм3
ГДКр-госп,
мг/дм3
Кратність
перевищення
Нітролігнін
Карбоксиметилцелюлоза
Барит
Са(ОН)2
Хромпік
Поліфенол
Вуглелужний реагент
Нафта
Зважені речовини
10000
30000
60000
10000
2000
10000
30000
150000
2000000
60,0
20,0
50,0
50,0
0,1
7,0
1000
0,05
800-1250
167
1500
1200
1200
20000
1428
30
3000000
250

35.

ПРИ РОЗКРИТТІ НАФТОВОГО РОДОВИЩА НАФТА
МОЖЕ ПІДНІМАТИСЯ ЗА РАХУНОК:
• пластового тиску,
• тиску газової шапки, причому при початковому зниженні її
тиску з нафти починає виділятися розчинений газ і
підтримувати тиск,
Якщо перших двох факторів не вистачає для підняття
нафти на поверхню, використовують системи розробки зі
штучним заводненням (свердловина 1 – нагнітальна) шарів і/чи
з нагнітанням у шар газу ( повітря чи газ). Продуктивність
газової
(газоконденсатної)
свердловини
підвищують
нагнітанням у шар сухого газу (після відділення конденсату).
При сучасних методах розробки нафтових родовищ навіть
при порівняно сприятливих умовах (однорідні шари, невисока
в'язкість нафти) нафтовіддача шарів при заводненні складає 5060%. Якщо шари містять важку високов'язку нафту, то
нафтовіддача не перевищує 15-20%.

36.

МЕТОДИ ПІДВИЩЕННЯ НАФТОВІДДАЧІ ШАРІВ
1 - методи удосконалення процесу заводнення. Застосовують
для покладів нафти з підвищеною в'язкістю.
У воду, що закачується, додають різні хімічні реагенти
(ПАРи, наприклад, ОП-10, чи лугу), що збільшують змочуваність
породи водою, що приводить до збільшення витиснення нафти
водою на 6-8%.
Застосування високов'язких водорозчинних полімерів (типу
поліакриламіду) приводить до збільшення в'язкості води в шарі і до
зміни співвідношення рухомості нафти і води в шарі. Нафтовіддача
при цьому збільшується на 10%.
Застосування вуглекислого газу при заводненні покладів
вязких нафт зв'язано з гарною розчинністю його в нафті і воді. При
цьому в'язкість нафти, насиченої вуглекислим газом може знизиться
на кілька сотень відсотків, а в'язкість води, насиченої вуглекислим
газом збільшується до 20%. Нафтовіддача може підвищиться на
15%.

37.

2 – теплові методи впливу на поклади в цілому.
Застосування внутрішньопластового горіння знижує
в'язкість нафти, приводить до випару легких фракцій
нафти. Нафтовіддача зростає до 50-60% при нафтовіддачі
без горіння в 10-20%.
3 – накачування в шари розчинників приводить до
зникнення границі розмежування фаз і виникнення зони
змішуваності. Метод може застосовуватися тільки для
легких нафт (із щільністю менше 0,8кг/м3). Нафтовіддача
зростає до 90%.

38.

З метою збільшення продуктивності свердловин застосовують
штучний вплив на породи призабійної зони для збільшення їхньої
проникності:
1-гідророзрив
2 – обробка призабійної зони соляною кислотою. Така обробка
заснована на здатності кислоти розчиняти карбонатні породи з
утворенням каналів, що сприяє збільшенню проникності порід і
з'єднує забій свердловини з ділянками шару, що слабко віддали газ
чи нафту. Продукти реакції добре розчинні у воді, тому легко
видаляються із шару:
MCO3 + 2HCl = MCl2 + H2O + CO2↑
Залежно від пластових умов концентрацію соляної кислоти
змінюють від 12 до 25%.
Для зменшення впливу кислоти на метал устаткування в неї
додають інгібітори корозії. Оцтову кислоту в робочий розчин
додають для уповільнення реакції і для попередження випадання
Fe(OH)3.
На 1 м потужності оброблюваної частини шару накачують від
0,4 до 1,5 м3 соляної кислоти.

39.

3 – термокислотна обробка свердловин. Доломіти й інші
малопроникні породи погано розчиняються в холодній кислоті.
Крім цього проходженню реакції можуть заважати відкладення у
вибої шпари парафіну, смол, асфальтенів. Для підвищення
ефективності обробки варто застосовувати нагріту кислоту. Підігрів
здійснюють хімічним шляхом, за рахунок екзотермічної реакції
соляної кислоти з реагентами, що завантажуються в спеціальний
резервуар, що опускають у свердловину. Найбільш часто
застосовують магній, при його розчиненні виділяється 19,1 МДж/(кг
магнію), а продукти реакції розчинні у воді. Соляну кислоту
використовують з розрахунку 100 дм3 на 1 кг магнію. На одну
обробку витрачається кілька десятків кілограмів магнію.

40.

4 – термоакустична і електротеплова обробка призабійних
зон застосовуються для очищення від парафіну і смол.
При термоакустичній дії шари одночасно опромінюються
могутніми тепловими й акустичними полями. Акустичні коливання
сприяють
значному
збільшенню
теплопровідності
порід.
термоакустичний вплив розкладає гідрати природних газів у
призабійній зоні й у свердловині (СН4*6Н2О, С2Н6*8Н2О,
С3Н8*17Н2О, С4Н10*17Н2О, Н2S*Н2О). Метод використовують, якщо
зона засмічення шару складає 1-8 метрів. Якщо зона засмічення
менше, застосовують електротеплову обробку. Тому що породи
мають невелику теплопровідність, прогрів ведуть 3-7 діб
(використовують три U-подібних елементи-електронагрівники
потужністю 2 кВт, напругою 380В. Процес прискорюється при
електроакустичній обробці.

41. Схеми нафто- і газозбору

42.

Система збору і транспортування – це
розгалужена
мережа
трубопроводів,
прокладених на площі родовища на (під)
землею чи над (під) водою (для морських
родовищ). Загальна довжина транспортної
мережі досягає декількох тисяч кілометрів.

43.

На старих родовищах застосовують негерметизовані самопливні
системи збору і транспортування (за рахунок різниці
геодезичних оцінок). У таких системах низька швидкість руху,
тому відбувається відкладення механічних домішок, солей,
парафіну. Така система металоємна, важко автоматизується,
тому що вимагає великого числа обслуговуючого персоналу –
операторів, лаборантів. Утрати нафти від випару легких
фракцій і газу досягають 3%. В даний час такі системи вже не
будують, але ще експлуатують. Сучасні нафтопромисли
постачені
високонапірними
герметизованими
й
автоматизованими системами збору. Утрати від випару зведені
до мінімуму і не перевищують 0,2%.

44.

У призабійній зоні і при русі нафти і води по
трубопроводах можливе утворення емульсій.
Емульсії бувають двох типів:
• нафта у воді (неполярна речовина в полярному –
емульсія першого роду чи пряма емульсія),
• вода в нафті (полярна речовина в неполярному –
емульсія другого роду чи зворотна емульсія).
На нафтопромислах емульсії руйнують для:
• відділення води від нафти і виведення її із системи
транспортування,
• знесолення нафти, що збільшує термін служби
устаткування через зменшення корозії.
Для
руйнування
емульсій
застосовують
деемульгатори
–
численні
ПАРи,
а
також
електродегідратори.

45. Видобуток сланцевого газу

Для досягнення сланцевої породи, в якій знаходиться природний газ, вертикально
пробурюють свердловину глибиною 3-4 кілометри від поверхні землі. Свердловину
обладнують трубою з багатошаровою стінкою із міцної сталі (обсадна колона) і
цементу, що проходить крізь водоносні пласти і геологічні формації. Бар’єр
захищає ґрунтові води, утримуючи рідини, що їх закачують у свердловину, і
накопичений природний газ в межах стовбура свердловини. Після буріння
свердловини заданої глибини застосовують горизонтальне буріння для досягнення
більшого об'єму сланцевої породи. Цей спосіб вимагає меншої кількості
свердловин для розробки родовища, тобто для бурових робіт потрібна менша
площа землі. довжина горизонтальних свердловин може сягати 1500 метрів. Після
завершення буріння сталеву обсадну колону вставляють у горизонтальну ділянку
свердловини, потім закачують цемент всією довжиною обсадної колони для
створення навколо неї оболонки, яка зміцнює свердловину і запобігає проникненню
в ґрунт газу і рідини під час їх транспортування на поверхню. Для збору газу, який
надходить із породи в свердловину, використовують свердловинний перфоратор
для створення невеликих отворів у сталевій обсадній колоні і цементі для
з'єднання зі сланцевою формацією. Сланцевий газ із породи вивільняє
гідророзрив. Технологія гідророзриву, яка широко застосовується на протязі 70
років у видобуванні нафти та газу, передбачає закачування рідини під тиском у
свердловину і в породу через перфорацію. Це призводить до розриву, що
розповсюджується в породі на відстань від 50 до 300 метрів навколо стовбура
свердловини. Ці розриви дозволяють газу надходити у свердловинну трубу і на
поверхню.

46. Схема створення гідророзриву у сланцевих пластах

47.

Зазвичай використовують суміш води і піску (99,5 %) і
присадок (0,5 %). Пісок (розклинюючий наповнювач)
допомагає забезпечувати відкритий стан розривів і
потік газу. Невеликі кількості хімічних присадок,
здебільшого ПАРів, допомагають піску проникати в
розриви, запобігають розповсюдженню бактерій і
очищають систему. Гідравлічні розриви виконують на
ділянках уздовж довжини горизонтальної труби зазвичай від 6 до 20 розривів, розташованих на
відстані.
Після виконання гідророзривів у свердловини
встановлються сталеві колони. Оголовок колони
обладнується неохідною запірною арматурою,
система свердловин обладнується необхідними
трубопроводами та обладнанням для збору,
транспортування та зберігання газу.

48. Впливи на навколишнє природне середовище нафто- та газовидобутку

Впливи на навколишнє
природне середовище нафтота газовидобутку

49.

ОСНОВНІ ЗАБРУДНЕННЯ ПРИ ЗАСТОСУВАННІ СВЕРДЛОВИННИХ
ТЕХНОЛОГІЙ ВИДОБУВАННЯ КОРИСНИХ КОПАЛиН НА ДОВКІЛЛЯ
Фонтани нафти і газу
Витікання вуглеводнів та інших газів в процесі
пошуково-розвідувального і промислового
буріння свердловин
Забруднення гідросфери реагентами при
бурінні та очищенні свердловин
Засолення територій при видобуванні розсолів
та мінеральних вод
Витікання газів і зберігання нафти і газу
Термальне та мінеральне забруднення
гідросфери
Забруднення середовища через витікання нафти
і газу з трубопроводів
Радіоактивне забруднення атмосфери і
гідросфери радоном та іншими радіонуклідами
Забруднення гідросфери при розробці
шельфових родовищ нафти і газу
Забруднення земельних ділянок шлаком та
відвалами при бурінні свердловин
Забруднення атмосфери газами від роботи
двигунів внутрішнього згорання
Втрати корисних копалин в надрах

50.

У результаті вилучення з надр нафти, газу і підземних вод,
що підтримують пластовий тиск, можливі деформації
земної поверхні. Найбільша відома величина осідання –
8,8 м (родовище Ленг-Біч у Каліфорнії). Переміщення
поверхні можуть бути значно більшими, ніж при
тектонічних рухах земної кори. Осідання можуть бути
причиною зсувів. Можуть відбуватися раптові осідання,
що по характеру протікання і по викликуваному ефекту
мало відрізняються від землетрусів. Викликувані зміни
приводять до руйнування будівель, підземних і наземних
комунікацій, доріг, мостів.
На ділянках з порушеним рослинним покривом
збільшується глибина розтавання ґрунту, утворюються
тимчасові потоки і розвиваються ерозійні процеси.

51.

Небезпечні протікання пластової рідини в підземній
системі збору нафти, що важко знайти і на які не діють
процеси фотохімічного розкладання.
Взаємодія
з
гідросферою
характеризується
порушенням водообороту, викидами стічних вод і їхньою
підвищеною температурою, споживанням води буровими
установками, компресорними станціями.
Середньодобова витрата води на одну свердловину,
що буриться, складає 100-120 м3. При цьому утвориться
25-40м3/сут стічних вод.

52.

На видобуток 1 т нафти затрачається близько 2 т води.
При цьому використовується ряд хімічних реактивів:
для бурових розчинів. Для «змащення» і промивання стовбурів
свердловин під час буравлення використовують розчини амінів,
ПАВів, полімерних речовин;
для обробки призабійної зони шару з метою збільшення
нафтовіддачі використовують розчини кислот (соляна, плавикова,
оцтова), ПАВів, полімерів, комплексонів, органічні розчинники;
для боротьби з корозією, відкладенням солей, асфальтів,
смол, парафінів використовують розчини лугів, фторорганічних
сполук, органічні розчинники.

53.

Стічні води нафтопромислів містять:
механічні домішки – до 11,5 г/дм3,
нафта – до 5 г/дм3,
загальна мінералізація – до 180 г/дм3,
хлор-іон – до 124 г/дм3.
Основні пункти забруднення – збірні пункти. Відділена від
нафти вода високомінералізована. Її намагаються утилізувати
накачуючи в шари для підтримки пластового тиску. Вплив таких
стічних вод згубний для екосистем, тому що вони додають воді у
водоймах запах, присмак, колір, мутність, викликають
піноутворення, впливають на самоочищуваність води і спричиняють
токсичну дію. Один обсяг пластової води робить непридатної до
вживання 40-60 обсягів чистої води.

54.

Нафто- і газодобувна промисловість споживає атмосферний
кисень і викидає побіжні гази, продукти їхнього спалювання і
продукти спалювання палива, тобто у викидах містяться CnHm,
H2S, COx, SОx, NOx, продукти неповного згоряння важкі вуглеводні
– ПАВ (поліциклічні ароматичні вуглеводні).
Типи викидів:
• фонові постійні (викликані нещільністю устаткування – при
нормальній роботі один насос виділяє 1 кг газів і парів
нафтопродуктів на годину, компресор – до 3 кг/год.);
• технологічні неминучі епізодичні (продувка свердловини
супроводжується викидом до 150тис.м3 газу, при ремонті
трубопроводів і апаратів відбувається підбурення газу і нафти);
• технологічні неминучі постійні зв'язані з димарями і
смолоскипами. При температурі повітря 0-6оС підвищення
температури фіксується на відстані 200м від смолоскипа,
порушення сніжного покриву – до 100 м, а мінералізація снігових
вод – до 1 км;
• аварійні, зв'язані з розривами й ушкодженнями основного
устаткування.

55.

Види
робіт
Пошуковорозвідні,
обладнанн
я
промислів
Джерела впливу, що
відповідають даному
етапу розробки
родовища
Підготовчі роботи
(знищення рослинності,
прокладка доріг,
обваловка площадок),
буріння свердловин.
Джерела впливу:
свердловини, комори,
циркуляційні системи
рідин, важка техніка.
Причини впливів:
аварійні викиди
пластової рідини,
низька герметичність
обладнання, скиди
неочищених стоків,
прориви та переповнення
комор.
Можливі групи забруднювачів,
що відповідають
запровадженій технології
Пластові та промивні рідини,
бурові шлами, реагенти
впливу на пласт:
нафтопродукти, цементні,
гіпсові, силікатні, содові,
вапняні, сольові та др. види
бурових та промивних
розчинів, водонафтова
емульсія, інгібітори
корозії, ПАР, глина, барит,
графіт та.інші.

56.

Експлуата Добування
і
-ція
транспортування
нафти,
води
для
родовища закачування
підтримки
пластового
тиску.
Джерела впливу:
відстійники,
кущові
насосні
станції,
видобувні і нагнітальні
свердловини,
трубопроводи.
Причини впливу:
корозія металів, погана
герметичність,
руйнування
трубопроводів,
несумісність
складу
пластових вод і тих, що
закачуються.
Нафта при аварійних викидах
і витратах при
транспортуванні, стічні води
різноманітної мінералізації,
вуглеводні, феноли, ПАР,
інгібітори корозії,
сірководень, залізо,
механічні домішки, солі
(особливо багато хлоридних),
рідкісні і розсіяні
елементи, полімери
(поліакриламіди,
полісахариди), луги.

57.

Збирання
і
первинна
переробк
а нафти
на
промислі
Збирання
сирої
нафти,
сепарація,
утилізація
супутніх
газів та конденсату.
Джерела впливу:
нафтові
резервуари,
трубопроводи,
факельні системи.
Причини впливу:
витрати легких
фракцій при
зберіганні, піроліз
вуглеводнів, корозія
трубопроводів.
Теплові впливи, продукти
неповного згоряння
супутніх газів і
конденсату (викиди ПАВ,
включно б(а)п), нафта,
мастила і др.
нафтопродукти, феноли,
азотисті, сірчисті
сполуки, включно
сірководень, ПАР,
одоранти, інгібітори
корозії, деемульгатори,
солі (хлоридні,
сульфатні), рідкісні та
розсіянні елементи.

58.

Розвідка та видобуток сланцевих газів методом гідравлічного
розриву (фрекінгу) в Україні може призвести до значного
погіршення довкілля, що спричиняється можливістю виникненням
ряду екологічних проблем:
1. З одного боку, для буріння і експлуатації свердловин
(нагнітання рідини в пласт) необхідні великі обсяги води. З іншого
боку, великі обсяги них рідин після буріння і експлуатації необхідно
скидати, що викликає необхідність спорудження ефективних
очисних споруд, які б забезпечили необхідний рівень очищення.
2. Для утилізації відходів буріння свердловин необхідне
спорудження полігонів для захоронення вибуреної породи і шламу.
Відповідно необхідно передбачити запобіжні міри проти
забруднення земельних ресурсів в процесі виносу породи і шламу
на поверхню.
.

59.

3. Необхідне проведення системних досліджень сейсміки,
геологічної стабільності, стійкості та екосистемної рівноваги
регіонів. Слід науковими дослідженнями доказати, що застосування
фрекінгу не спричинить порушення стабільності зсувних ділянок та
негативного впливу на стан інженерних споруд, в першу чергу
магістральних нафто- та газопроводів, не приведе до втрати
екрануючих властивостей водотривких товщ та неконтрольованого
поширення фрекінгових рідин та газів у геологічному середовищі.

60.

Найбільші екологічні проблеми виникають на стадії
використання нафти або газу в промисловості. Найчастіше
забруднення
здійснюється в результаті діяльності
промисловості по переробці нафти. Це первинні
забруднення, які під дією водяної пари, кисню, світла та
інших чинників утворюють вторинні забруднювачі такі як
сульфати, озон, нітрати і органічні сполуки.
Нафтопереробні заводи є джерелами забруднення ґрунтів
нафтопродуктами. Крім того, необхідно утилізувати такі
відходи нафтопереробки, як нафтові шлаки, кислі гудрони,
відпрацьовані відбілюючи глини, надлишковий активний
мул, попіл.

61.

Розповсюдження на поверхні води 1 т нафти, утворює плівку
площею 12 км2. Нафтова плівка на поверхні моря пригнічує
життєдіяльність морського фітопланктону – одного з головних
постачальників кисню в земну атмосферу, порушує тепло- й
вологообмін між океаном і атмосферою, губить мальків риб та інші
морські організми.
Підприємства нафтопереробної промисловості забруднюють
атмосферне повітря викидами вуглеводнів (73% сумарного викиду),
діоксиду сульфуру (18%), оксидів карбону (7%), оксидів нітрогену
(2%).
Потреба у великій кількості води зумовлює необхідність
розташування підприємств поблизу водойм, в свою чергу, вимагає
заходів з захисту водних об’єктів від забруднення. Зі стічними
водами у водойми потрапляють значні кількості нафтопродуктів,
фенолів, сульфатів, хлоридів, сполук нітрогену, солей важких
металів.

62.

Науково-виробниче підприємство “ БІОПОЛІТЕХ” (м. Київ) та
“БТУ- ЦЕНТР” (м. Ладижин, Вінницька обл.) розробили і успішно
використовують на практиці ефективну технологію використання
мікробного препарату (біодеструктора) “Родекс”. Ця технологія
дозволяє здійснювати біологічну очистку водних поверхонь і
відновлення ґрунтів, забруднених нафтою та нафтопродуктами,
знезараження промислових стічних вод, які містять нафтопродукти
тощо.
Для екстреної локалізації та поглинання нафтового
забруднення були розроблені та
серійно
виготовляються
сорбційно-деструктивні бони (СДБ) “Родекс”. СДБ представляє
собою рукав круглої форми діаметром 0,08–0,14 см, довжиною 2–5
м з міцною поліетиленовою сіткою з комірками 3–7мм (рис. 2.9).
Оболонка наповнена сорбент- біодеструктором
“Родекс-Т”,
механізм дії якого – незворотний швидкий процес сорбції
вуглеводнів з наступною їх деструкцією до нешкідливих речовин.

63.

64.

ВПЛИВ НА ДОВКІЛЛЯ КАЛІЙНОГО
ВИРОБНИЦТВА

65. Родовище полімінеральних калійних руд на Україні

66. Обзорна карта району

67. Характеристика поліменеральних калійних руд Прикарпаття

Хімічний склад руди (%)
MgCl2 -0,03
MgSO4 -23,2
CaSO4 -4,2
K2SO4 - 7,2
KCl - 9,2
H2O - 21,9
NaCl - 35,4
K2O - 9,7

68. Галургійна схема переробки руд включає

Одержання сульфату калію
Флотаційне розділення малорозчинних калійних мінералів і
галіту
Одержання сульфату натрію
Регенерація солей з маточного лугу
Одержання штучного карналіту

69. Хвостосховище Стебниківського ДГХП «Полімінерал»

70.

71. Характеристика хвостосховища

• Загальна площа хвостосховища -125 га
• Площа акваторії
-70 га
• Висота дамби
-12 м
• Довжина дамби
-1900 м
• Рівень води
-312 м
• Об'єм рідкої фази
-134 000м3

72. Хімічний склад розсолів хвостосховища

Na+ - 115 г/л
Mg+ - 6,4 г/л
K+ - 14 г/л
Cl-
- 167,3 г/л
SO42- - 48 г/л
Загальна мінералізація - 380 г/л

73.

Аварійна ситуація на Стебницькому хвостосховищі
(осідання гребеня греблі в районі ПК8) була виявлена
15 вересня 1983 року. Спостерігалося вертикальне
осідання гребеня греблі до 4-х метрів за висотою з
довжиною близько 60 метрів. Перемичка, що
залишилася, була прорвана розсолами через 6,5 год.
після того як була виявлена аварійна ситуація.
Основне скидання розсолів відбулося за перші 3
години. Розміри прориву, що утворився: ширина в
верхній частині – 50 м; ширина біля основи дамби – 20
м; висота – 14 м. Внаслідок аварії за короткий час в
ріку
Дністер
вилилося
4,5
млн.
м3
високомінералізованих розсолів. Максимальний вміст
солей в розсолах становив 335 г/л.

74.

Величезні збитки були нанесені перш за все
біологічному та гідрохімічному стану р. Дністер, вода
якої стала тимчасово непридатною для всіх
водокористувачів. Хвилею розсолів було пошкоджено
400 м полотна залізниці Трускавець-Львів, тимчасово
затоплено 238 га сільськогосподарських угідь та
присадибних ділянок жителів с.Раневичі, підтоплено
139 власних господарств, затоплено 66 питних
колодязів в с.Раневичі, на річках Солониця,
Тисмениця, Бистриця та Дністер підмито 7,9 км
берегів, біля 1 км берегозахисних споруд, 0,4 км
захисних дамб. Загальні збитки заподіяні народному
господарству України та Молдавії склали 62 млн. 575,5
тис. крб.

75. Стратегія утилізації розсолів

Визначитись із тим, які продукти та напівпродукти можуть
бути отримані з розсолів:
а) в результаті фізичного розділення на прості речовини
незалежно від того, які для цього потрібні технології;
б) в результаті хімічних перетворень, наприклад отримання
металічного магнію, хлору і т.ін.
Встановити, які існують потреби та ринки збуту цих речовин
зараз та в перспективі в майбутньому

76. Методи термічного знесолення розсолів

Просте випарювання
Парокомпресійна дистиляція
Вакуумне випарювання
Знесолення з використанням гідрофобних рідин
Геліознесолення
Штучне виморожування
Природне виморожування

77.

Після завершення гірничих робіт необхідно здійснювати
рекультивацію. Рекультивація приводить землі в стан, який
дозволяє використовувати землю надалі в сільськогосподарському
виробництві, для лісових насаджень, будівництва тощо.
Гірничотехнічна рекультивація передбачає гасіння териконів,
формування плоских відвалів, згладжування схилів, засипання
понижень.
Біологічна рекультивація здійснює відновлення ґрунтів з метою
забезпечення їх родючості. На землях, які звільнюються від гірничих
робіт створюють орні землі, сінокоси, насаджують ліс. Іноді кар’єри
використовують під водосховища.

78.

ЕКОЛОГІЧНЕ ВІДРОДЖЕННЯ ЛАНДШАФТІВ
В ЗОНАХ ДІЯЛЬНОСТІ ПІДПРИЄМСТВ
ГІРНИЧО-ХІМІЧНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ ЛЬВІВЩИНИ

79.

Відновлення ландшафту
в зоні діяльності Яворівського ДГХП СІРКА
План майбутнього Яворівського озера
і оточуючих порушених гірничими роботами
земель
Зона впливу
гірничих
2
робiт близько 90 км . Площа
земельного відводу до 74 км2, в
тому
числі кар'єр 1210 га,
гідровідвал - 794 га, зовнішні
відвали 472 га, хвостосховища
530 га, видобувні
поля
підземної виплавки сірки - 706
га,
водосховища - 1518 га,
промислові зони - 388 га.
Яворівське озеро. Об’єм до рівня затоплення 195 млн м3, площа дзеркала води 9 км2. Затоплення
кар’єру проводиться водою з річок Шкло і Гноєнець, площа їх водозбору досягає 235 км2. Приток
поверхневих вод 37 млн м3/рік. Приток підземних вод по мірі затоплення скоротиться з 35 до 3.6 млн м3/рік.
Зараз глибина озера досягає 40 м, залишилося затопити ще 30 м. Затоплення закінчиться в 2006 або 2007
році, залежно від кліматичних умов. Після того виток води буде організовано в старе русло р.Шкло.

80.

Відновлення ландшафту в зоні
діяльності
Роздільського ДГХП „СІРКА”
На місці
сірчаного кар’єру
створено троє озер: Чисте,
Середнє і Глибоке. Вони утворять
каскад,
рівні
води
будуть
відрізнятися на 7 м. Площа озер:
Чистого 10 га, Середнього 45 га
Глибокого 82 га.
У
виїмці
Центрального
кар’єру накопичено 0.5 млн. м3
кислих вод з відвалу фосфогіпсу.
Передбачена
гідроізоляція
відвалу і нейтралізація кислих
вод, знешкодження відходів..

81.

Відновлення ландшафту
в зоні діяльності Подорожненського рудника
Площа
земельного
відводу 1565 га, в тому числи
кар’єр 570 га, відвали 603 га,
акумулюючий басейн 95 га.
Довжина кар’єру 3.3 км,
ширина до 1 км, глибина до
100 м.
Відмітка
затоплення 255 м, об’єм
води після затоплення 124
млн м3.

82.

Передбачено наступний
порядок консервації
шахти:
заливка розсолами
виробок 3 і 4 горизонтів.
- розчинення солей з
хвостосховища і закачка
розсолів на 2-й і 1-й
горизонти,
- буріння свердловин,
гідравлічна закладка
камер з малим запасом
стійкості, виробок
дренажного горизонту і
карстових порожнин
зернистим матеріалом,
- тампонаж зон
розущільнення над
карстовими
порожнинами,
- консервація шахтних
стовбурів,
- демонтаж надшахтних
будівель і рекультивація
поверхні.
Проектом передбачено створення дослідно-промислового виробництва калійних добрив, відновлення
видобутку руди на руднику №1. Вартість проекту 160 млн грн
Консервація шахти дозволить в майбутньому повернутися до видобутку калійних солей
способом вилуговування.

83.

В
результаті
втілення
проекту консервації рудника №2
буде усунуто негативний вплив
хвостосховища
на
довкілля.
Замість шкідливого об’єкту
утвориться
ландшафт,
придатний для рекреації.
Площа 125 га, з них акваторія 70 га. На
площу випадає 1612 тис. м3/рік опадів.
Надлишок води 1040 тис. м3/рік. До січня
2003 року в хвостосховище подавали
розсіл з рудника №2. Приток 328 тис. м3/рік
.Надлишок води - 1 368 тис м3/рік скидали в річку. Зараз шахтні розсоли
затоплюють рудник №2. По проекту
консервації рудника солі в хвостосховищі
будуть розчиняти, розсіл з вмістом солей
350-360 г/л в кількості 11 млн м3 подавати в
шахту. В секції №1 знаходиться 8.4 млн. м3
відходів. На приготування 11 млн. м3
розсолу піде 3.9 млн. т солі. Після
розчинення солі залишиться 2.6 млн. т
нерозчинного залишку. Він буде розрівняний
для того, щоб покрити залишок солевмісних
відходів.
В секції №2 після затоплення шахти
ємність буде порожньою, буде
використовуватися для збору прісної води.
Після закінчення затоплення шахти дамби
будуть понижені. Виїмка, що залишиться ,
буде мати об’єм 600 000 м3, площу 53 га,
глибину 0-5 м, що є оптимальним для
риборозведення і для відпочинку.

84.

Нові озера ЛьвівщиниВодосховища в Яворівському районі
Найменування
Площа
, га
Ємність,
млн. м3
Новий Яр
140
4,75
Руське
21
0,67
Вел.Гноєнець
380
12.7
Мал..Гноєнець
291
14
Оселя
530
23
Завадівка
337
5
Якша
21
0,67
Озера
Площа,
км2
Відмітка
рівня, м
Глибина,
м
Об’єм, млн.м3
Яворівське
9
232
15- 80
195
Роздільське
1.4
253, 260, 267
10 - 40
20
Подорожне
4.2
255
30 - 85
135

85.

В результаті втілення проектів негативні наслідки діяльності гірничо-хімічних
підприємств будуть усунені. Відновлені ландшафти за своїми показниками і
біопродуктивністю будуть кращими за історичні – ті, що були до початку гірничих
робіт.
ВАТ ГІРХІМПРОМ працює над створенням системи екологічного моніторингу, який дозволить при
необхідності скоректувати процеси перетворення неврівноважених техногенних систем у природні
ландшафти

86.

Дякую за увагу