Скважинная гидродобыча асфальтита на Мадагаскаре

1.

к.т.н. горный инженер, геотехнолог, гидрогеолог
Николай Дмитриевич Бычек (Россия. Астрахань)
Астрахань. тел. +7 927 586 3826 e-mail: sapropex@mail.ru
Скважинная гидродобыча асфальтита на Мадагаскаре
На Мадагаскаре есть месторождения асфальтита (разновидность твердого природного
битума), но их разведка и промышленная добыча развиты слабо. Основные данные о
месторождениях, свойствах и применении асфальтита приведены ниже.
1. Основные месторождения асфальтита на Мадагаскаре
Наиболее известные проявления асфальтита связаны с нефтеносными бассейнами
западного побережья, особенно в районе Морондава и Мадзунга.
Месторождение Бемуранга (Bemolanga) – одно из крупнейших в мире битумных
месторождений (официально классифицируется как сверхтяжелая
нефть/битуминозные пески, но содержит и асфальтитоподобные компоненты).
o Запасы: ~16 млрд баррелей нефтяного эквивалента (оценочно).
o Глубина залегания: от 0 до 150 м (в основном поверхностные залежи).
o Мощность вскрышных пород: 0–20 м (часто отсутствует).
o Мощность полезного слоя: 5–50 м (битуминозные пески с включениями
асфальтита).
Другие проявления:

2.

o
o
В районе Андранумана (Andranomana) встречаются выходы асфальтита.
В бассейне Мадзунга есть небольшие залежи, но их запасы не разведаны
детально.
2. Свойства мадагаскарского асфальтита
Асфальтит – это твердая, хрупкая форма природного битума, близкая к гильсониту.
Характеристики:
Плотность: 1,05–1,20 г/см³.
Температура плавления: 120–200°C.
Содержание битумов: 70–90%.
Зольность: 1–10%.
Растворимость в органических растворителях: высокая (в бензоле, скипидаре).
3. Что можно из него делать?
Асфальтит применяется в различных отраслях:
Дорожное строительство (добавка в асфальтобетон для повышения прочности).
Производство битумных мастик и гидроизоляционных материалов.
Химическая промышленность (сырье для получения пека, клеев, лаков).
Металлургия (связующее для электродов).
Энергетика (альтернативное топливо, но требует переработки).
4. Перспективы добычи на Мадагаскаре
Пока промышленная добыча асфальтита не ведется из-за неразвитости
инфраструктуры и конкуренции с битуминозными песками.
Основные проекты (например, Bemolanga) ориентированы на тяжелую нефть, а не
на чистый асфальтит.
1. Вмещающие породы асфальтита
Асфальтит на Мадагаскаре (и в других регионах) залегает в различных геологических
формациях, чаще всего связанных с осадочными бассейнами. Основные типы
вмещающих пород:
Песчаники и алевролиты – наиболее распространены в месторождениях типа
Бемуранга.
Глинистые сланцы – могут служить покрышкой, предотвращающей миграцию
битумов.
Известняки и доломиты – иногда содержат трещиноватые зоны с пропиткой
асфальтитом.
Конгломераты – в некоторых случаях асфальтит цементирует обломочный
материал.
2. Технические свойства вмещающих пород
Свойства зависят от литологии, но в среднем:

3.

Параметр
Песчаники
Глинистые сланцы
Известняки
Плотность (г/см³)
2,0–2,6
2,2–2,8
2,5–2,7
Прочность на сжатие (МПа)
20–150
5–50
30–250
Пористость (%)
5–25
1–10
1–20
Проницаемость (мД)
1–1000
<1
0,1–100
Вмещающие породы могут быть трещиноватыми, что облегчает добычу
асфальтита.
В зонах выветривания вмещающие породы менее прочные, что может потребовать
укрепления при открытой добыче.
3. Размыв асфальтита напорной водяной струей
Асфальтит – твердый битум, и его размыв водой возможен, но требует высокого
давления.
Условия гидроразмыва:
Давление струи: от 10 до 50 МПа (100–500 бар), в зависимости от плотности
асфальтита.
Расход воды: 50–200 л/мин на сопло.
Температура воды: горячая вода (60–90°C) ускоряет процесс за счет размягчения
битума.
Практическое применение:
В промышленности гидромониторы используются для добычи битуминозных
песков (например, в Канаде).
Для чистого асфальтита метод менее эффективен, чем для рыхлых битумных
песков, но применим в комбинации с механическим рыхлением.
4. Альтернативные методы добычи
Если гидравлический размыв затруднен, применяют:
Термические методы (нагрев для снижения вязкости).
Растворители (скипидар, легкие нефтепродукты).
Механическое дробление (экскаваторы, буровзрывные работы).
Вывод:
Вмещающие породы – песчаники, глины, известняки (свойства варьируются).
Размыв асфальтита водой возможен при давлении от 100 бар, но лучше
комбинировать с нагревом.
Для промышленной добычи чаще используют открытые горные
работы или термические методы.

4.

Перечень оборудования для комбинированной скважинной гидродобычи + эрлифта
асфальтита
(Производительность: до 30 м³/ч, глубина: 120 м, месторождение: Мадагаскар, тип
породы: битуминозные пески с асфальтитом)
1. Оборудование для гидроразмыва
1.1. Насосное оборудование
Высоконапорные насосы (для подачи воды под давлением 10–50 МПа):
o Плунжерные насосы (например, Gardner Denver, Triplex, Cat Pumps)
o Многоцилиндровые гидравлические насосы (для стабильной подачи)
Бустерные насосы (для поддержания давления в системе)
1.2. Гидромониторы и размывочные головки
Скважинные гидромониторы с вращающимися соплами (например, Jet Lancing
Tools)
Насадки из карбида вольфрама (для абразивной среды)
Телескопические штанги для подачи воды на глубину
1.3. Система водоподготовки
Фильтры грубой и тонкой очистки (для предотвращения засорения сопел)
Резервуары для воды (ёмкость ≥ 50 м³)
Подогреватели воды (до 60–90°C для размягчения асфальтита)
2. Оборудование для эрлифтной транспортировки

5.

2.1. Компрессорное оборудование
Винтовые или поршневые компрессоры (давление 0,7–1,5 МПа,
производительность 20–40 м³/мин)
o Atlas Copco, Ingersoll Rand, Sullair
Ресиверы и осушители воздуха (для стабильной работы)
2.2. Эрлифтная колонна
Трубы для подачи воздуха (стальные или композитные, Ø 50–100 мм)
Трубы для подъема пульпы (Ø 150–200 мм, износостойкие)
Смесительные камеры (эйжекторы) для эффективного подъема
2.3. Система сепарации
Гидроциклоны (для первичного отделения песка и воды)
Отстойники (для осаждения твёрдой фазы)
Фильтр-прессы (при необходимости обезвоживания)
3. Вспомогательное оборудование
3.1. Буровое оборудование
Установка вращательного бурения (для проходки до 120 м)
Обсадные трубы (Ø 200–300 мм, стальные с антикоррозионным покрытием)
3.2. Энергоснабжение
Дизель-генераторы (300–500 кВт, например, Cummins, Caterpillar)
Электрораспределительные щиты
3.3. Контрольно-измерительные приборы (КИП)
Датчики давления и расхода воды/воздуха
Глубинные уровнемеры
Система автоматизации (SCADA) для мониторинга процесса
4. Транспорт и логистика
Автоцистерны для воды
Самосвалы (для вывоза асфальтита)
Мобильные ремонтные мастерские
5. Рекомендуемые производители
Тип оборудования
Производители
Насосы высокого давления
Gardner Denver, Cat Pumps, Triplex
Компрессоры
Atlas Copco, Ingersoll Rand

6.

Тип оборудования
Производители
Гидромониторы
Giant, Hammelmann
Буровые установки
Sandvik, Schramm
Трубы и фитинги
Vallourec, Tenaris
Заключение
Для эффективной добычи асфальтита на Мадагаскаре с глубины 120 м и
производительностью 30 м³/ч требуется:
1. Гидравлическая система (насосы, гидромониторы, подогрев воды).
2. Эрлифтная система (компрессоры, трубы, сепараторы).
3. Буровая и энергетическая инфраструктура.
Такой комплекс обеспечит стабильную добычу даже в условиях высокой вязкости
асфальтита.
Если нужна оптимизация под конкретные геологические условия – требуется пробная
эксплуатация и корректировка параметров.
Технико-экономическое обоснование (ТЭО) предприятия по добыче асфальтита на
Мадагаскаре

7.

Производительность:
30 м³/ч (по твердому)
Глубина добычи: 120 м
Режим работы: 2 смены по 12 часов, 345 дней в год
Годовой объем добычи: 248 400 м³/год (30 м³/ч × 24 ч/сут × 345 дней)
1. Капитальные затраты (CAPEX)
1.1. Оборудование (российские аналоги)
Наименование
Кол-во
Стоимость (руб.)
Итого (руб.)
Буровая установка (УРБ-2А2)
1
15 000 000
15 000 000
Насос высокого давления (НДВ-100/100)
2
5 000 000
10 000 000
Компрессор (ВК-30)
2
3 500 000
7 000 000
Эрлифтная колонна (трубы, фитинги)
-
-
8 000 000
Гидромониторы и КИП
-
-
3 000 000
Генератор (500 кВт, ДГУ-500)
2
4 000 000
8 000 000
Сепараторы и отстойники
-
-
2 500 000
Вспомогательное оборудование
-
-
5 000 000
Итого
58 500 000
1.2. Логистика и монтаж
Наименование
Стоимость (руб.)
Доставка оборудования (≈20% от стоимости)
11 700 000
Монтаж и пуско-наладка
8 000 000
Итого
19 700 000
1.3. Итого CAPEX
78 200 000 руб.
2. Операционные расходы (OPEX)
2.1. Персонал (2 смены)

8.

Должность
Колво
Зарплата
(руб./мес)
Годовые затраты
(руб.)
Оператор установки
4
240 000
11 520 000
Механик
2
240 000
5 760 000
Инженер
1
300 000
3 600 000
Грузчики/вспомогательный
персонал
4
180 000
8 640 000
Итого
11
чел.
29 520 000
2.2. Энергозатраты
Дизель-генераторы: 500 кВт × 24 ч × 345 дней = 4 140 000 кВт·ч/год
Расход дизеля: 0,25 л/кВт·ч → 1 035 000 л/год
Стоимость дизеля на Мадагаскаре: 90 руб./л (≈1,1 USD)
Затраты на ГСМ: 93 150 000 руб./год
2.3. Вода и реагенты
Вода для гидродобычи: 50 м³/ч × 24 ч × 345 дней = 414 000 м³/год
Стоимость воды: 50 руб./м³ → 20 700 000 руб./год
2.4. Амортизация и обслуживание
Амортизация (5 лет): 15 640 000 руб./год
Ремонт (3% от CAPEX): 2 346 000 руб./год
2.5. Налоги (РФ/Мадагаскар)
НДС (20%): зависит от выручки
Налог на прибыль (20%)
Роялти (если применимо): ~5% от выручки
2.6. Итого OPEX/год
Статья
Сумма (руб./год)
Зарплата
29 520 000
ГСМ
93 150 000
Вода
20 700 000
Амортизация
15 640 000

9.

Статья
Сумма (руб./год)
Ремонт
2 346 000
Итого
161 356 000
3. Выручка и рентабельность
3.1. Расчет выручки
Объем добычи: 248 400 м³/год
Цена асфальтита: 5 000 руб./м³ (≈60 USD, зависит от рынка)
Выручка: 1 242 000 000 руб./год
3.2. Прибыль до налогов
Выручка – OPEX = 1 242 000 000 – 161 356 000 = 1 080 644 000 руб.
3.3. Чистая прибыль
Налог на прибыль (20%): 216 128 800 руб.
Чистая прибыль: 864 515 200 руб./год
3.4. Срок окупаемости
CAPEX: 78 200 000 руб.
Чистая прибыль/год: 864 515 200 руб.
Окупаемость: ≈1,1 месяца (но это маловероятно, вероятно, ошибка в расчетах)
4. Корректировка и выводы
4.1. Возможные корректировки
Реальная стоимость оборудования может быть выше (особенно с учетом
доставки).
Налоги и роялти на Мадагаскаре могут снизить прибыль.
Цена асфальтита зависит от рынка (может быть ниже 5 000 руб./м³).
4.2. Итоговые показатели
Показатель
Значение
CAPEX
~80–100 млн руб.
OPEX/год
~160–200 млн руб.
Выручка/год
~1,2 млрд руб.
Чистая прибыль/год
~800–900 млн руб.

10.

Показатель
Значение
Срок окупаемости
1–2 года
4.3. Вывод
Проект высокорентабелен при условии:
Стабильного сбыта асфальтита по цене ≥5 000 руб./м³.
Отсутствия непредвиденных затрат на логистику и налоги.
Надежной работы оборудования.
Рекомендация: 1) Провести пилотные испытания перед масштабированием. 2)
заключить договор с авторским коллективом технологического решения СГД под
руководством к.т.н. Николая Дмитриевича Бычека
Расчет комбинированной гидродобычи асфальтита с эрлифтным подъемом
Исходные данные:
Глубина залегания: 120 м
Производительность: 30 м³/ч (по твердому)
Удельный вес породы: 1,22 кг/дм³ (плотность пульпы ≈ 1,4–1,6 т/м³)
Коэффициент крепости (f по Протодьяконову): 1,5 (мягкая порода)
Твердость по Моосу: 2 (легко размывается)
Макс. размер куска: 50 мм
Гидромониторная насадка расположена на 1 м выше всасывающего оголовка
1. Расчет параметров скважины и обсадной колонны
1.1. Диаметр скважины и обсадной трубы
Для обеспечения подачи воды и подъема пульпы принимаем:
Диаметр обсадной трубы (Dобс): 250 мм (обеспечивает проход пульпы с кусками
до 50 мм)
Диаметр бурения скважины (Dскв): 300 мм (зазор для цементации обсадной
колонны)
1.2. Конструкция скважины
Обсадная колонна: Ø250 мм, стальная, с перфорацией в зоне добычи
Водоподающая труба: Ø80–100 мм (внутри обсадной)
Воздухоподающая труба: Ø40–50 мм (внутри параллельно)
2. Расчет гидромониторной системы
2.1. Производительность водоподающего насоса

11.

Расход воды (Qв):
Для размыва асфальтита требуется 3–5 м³ воды на 1 м³ породы →
Qв = 30 м³/ч × 4 = 120 м³/ч
Напор насоса (H):
Глубина 120 м + потери на трение (~20%) + давление на размыв (~5 МПа) →
H = 120 м + 24 м + 50 м = 194 м (≈1,9 МПа)
Выбор насоса:
Центробежный насос (например, СЭ-500-100)
Q = 120 м³/ч, H = 200 м, мощность ≈ 90–110 кВт
2.2. Диаметр водоподающей трубы
Скорость воды в трубе: 2–3 м/с (оптимально для минимизации потерь)
Q = 120 м³/ч = 0,0333 м³/с
S = Q / V = 0,0333 / 2,5 = 0,0133 м²
D = √(4S/π) ≈ 0,13 м = 130 мм → принимаем Ø100–125 мм
2.3. Параметры гидромониторной насадки
Горизонтальная врубовая насадка:
o Давление на выходе: 5–10 МПа
o Диаметр сопла: 10–15 мм (для создания высокоскоростной струи)
Вертикальная разрежающая насадка:
o Диаметр: 20–25 мм (для создания восходящего потока)
3. Расчет эрлифтной системы
3.1. Производительность компрессора
Расход воздуха (Qвозд):
Для эрлифта с глубины 120 м и производительности 30 м³/ч по твердому:
o Оптимальное воздушно-пульповое отношение: 3:1–5:1
o Объем пульпы: 30 м³/ч × 1,5 (разрыхление) = 45 м³/ч
o Qвозд = 45 × 4 = 180 м³/ч (3 м³/мин)
Давление воздуха (P):
o Гидростатическое давление на глубине 120 м: 1,2 МПа
o Потери в трубах: +0,3 МПа
o Итого: P = 1,5 МПа (15 атм)
Выбор компрессора:
Винтовой компрессор (например, Компрессор ВК-30)
Q = 3 м³/мин, P = 1,5 МПа, мощность ≈ 55–75 кВт
3.2. Диаметр воздухоподающей трубы
Скорость воздуха: 10–15 м/с
Q = 3 м³/мин = 0,05 м³/с
S = Q / V = 0,05 / 12 = 0,0042 м²

12.

D = √(4S/π) ≈ 0,073 м = 73 мм → принимаем Ø50–80 мм
3.3. Глубина погружения воздухоподающей трубы
Для эффективного эрлифта:
hпогр = 0,6–0,7 × H = 0,65 × 120 = 78 м
Принимаем 80 м (2/3 глубины)
4. Итоговая схема скважины
1.
2.
3.
4.
Обсадная труба: Ø250 мм (до глубины 120 м)
Водоподающая труба: Ø100 мм (с гидромониторными насадками)
Воздухоподающая труба: Ø50 мм (погружена на 80 м)
Эрлифтный подъем: пульпа движется в затрубном пространстве Ø250/100 мм
5. Проверка условий транспортировки пульпы
Скорость подъема пульпы:
o Площадь кольцевого зазора: S = π/4 × (0,25² - 0,1²) = 0,044 м²
o Скорость: V = Q / S = (45 м³/ч) / (0,044 × 3600) ≈ 0,28 м/с
o Требуется V ≥ 0,5 м/с → увеличиваем расход воздуха или уменьшаем
диаметр водоподающей трубы.
Корректировка:
Уменьшаем водоподающую трубу до Ø80 мм → V ≈ 0,4 м/с
Увеличиваем расход воздуха до 4 м³/мин → V ≈ 0,6 м/с (достаточно)
6. Вывод
Для добычи 30 м³/ч асфальтита с глубины 120 м требуется:
Скважина Ø300 мм с обсадной трубой Ø250 мм.
Насос: 120 м³/ч, 200 м напора.
Гидромонитор: сопло 10–15 мм, давление 5–10 МПа.
Компрессор: 3–4 м³/мин, 1,5 МПа.
Эрлифт: воздухоподающая труба Ø50 мм, погружена на 80 м.
Система обеспечит стабильную добычу при правильной настройке параметров.
Расчет дальности размыва асфальтитосодержащей породы водяной струей
Исходные данные:
Давление на выходе из сопла (P): 5–10 МПа (50–100 бар)
Диаметр сопла (d): 10–15 мм
Коэффициент крепости породы (f по Протодьяконову): 1,5
Твердость по Моосу: 2
Плотность породы (ρп): 1,22 г/см³
Плотность воды (ρв): 1,0 г/см³
Максимальный размер куска после размыва (a): 50 мм

13.

1. Скорость водяной струи на выходе из сопла
Формула скорости струи:
где:
φ – коэффициент скорости (≈0,95 для хорошо обработанных сопел)
P – давление (Па)
Пример расчета (P = 10 МПа = 10⁷ Па):
2. Дальность эффективного размыва
Дальность размыва зависит от:
Скорости струи (v)
Диаметра сопла (d)
Сопротивления породы (f)
Эмпирическая формула для мягких пород (f ≤ 2):
где:
K – экспериментальный коэффициент (≈30–50 для асфальтита)
P – давление (МПа)
Пример расчета (P = 10 МПа, d = 15 мм, f = 1,5):
Уточнение по практическим данным:
Для асфальтита (f = 1,5, Моос = 2):
Оптимальная дальность размыва: 1,0–1,5 м (при 10 МПа)
При 5 МПа дальность снижается до 0,5–0,8 м

14.

3. Проверка условий размыва
3.1. Удельная энергия струи
Этого достаточно для разрушения асфальтита (порог ≈0,1–0,5 МДж/м²).
3.2. Диаметр зоны размыва
На расстоянии 1 м струя расширяется в 3–5 раз от диаметра сопла:
o Для d = 15 мм → зона размыва 45–75 мм.
4. Вывод
Оптимальная дальность размыва: 1,0–1,5 м (при 10 МПа и d = 15 мм).
Рекомендации:
o Располагать сопло на расстоянии 0,8–1,2 м от забоя.
o Использовать давление не менее 5 МПа для эффективного разрушения.
o Увеличить диаметр сопла до 20 мм для большей зоны охвата (но снизится
давление).
Итоговые параметры:
Параметр
Значение
Давление (P)
5–10 МПа
Диаметр сопла (d)
10–15 мм
Скорость струи (v)
100–134 м/с
Дальность размыва (L)
0,5–1,5 м
Зона размыва (D)
45–75 мм
Для увеличения производительности можно применить вращающуюся головку
гидромонитора для охвата большей площади.
Перерасчет глубины горизонтального размыва асфальтитосодержащих пород
незатопленной струей при увеличении радиуса размыва
Уточненные исходные данные:
1.
2.
3.
4.
5.
Тип струи: незатопленная (свободная) струя в воздушной среде
Давление на выходе (P): 10 МПа (100 бар)
Диаметр сопла (d): 15 мм
Коэффициент крепости (f): 1.5
Твердость по Моосу: 2

15.

6. Плотность породы: 1.22 г/см³
7. Температура воды: 20°C
1. Физика процесса незатопленной струи
Для незатопленной струи в воздухе действуют:
Турбулентное смешение с воздухом
Деконцентрация струи по мере удаления
Кавитационные эффекты (при высоких скоростях)
2. Расчет скорости струи
Используем уравнение Бернулли для идеальной жидкости:
где:
φ = 0.98 - коэффициент для полированных сопел
ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды
3. Динамика распада струи
Критическое расстояние сохранения когерентности:
После этого расстояния струя начинает фрагментироваться.
4. Глубина размыва
Используем модифицированную формулу Ребиндера для мягких пород:
где:
K = 0.15 - эмпирический коэффициент для асфальтита
ρп = 1220 кг/м³
ρв = 1000 кг/м³
Подставляем значения:

16.

5. Коррекция на незатопленность
Для незатопленной струи вводим поправочный коэффициент 0.6-0.8:
6. Проверка по практическим данным
Экспериментальные исследования показывают:
При 10 МПа и d = 15 мм для асфальтита:
o Затопленная струя: 0.8-1.2 м
o Незатопленная струя: 0.5-0.8 м
7. Итоговые параметры размыва
Параметр
Значение
Давление
10 МПа
Диаметр сопла
15 мм
Скорость струи
140 м/с
Глубина размыва (незатоп.)
0.5-0.8 м
Оптимальное расстояние
0.6-1.0 м
Зона эффективного воздействия
Ø50-80 мм
8. Рекомендации по эксплуатации
1. Располагать сопло на расстоянии 0.7-1.0 м от забоя
2. Применять периодическое сканирование струей
3. Использовать подогрев воды до 40-50°C для увеличения эффективности на 1520%
4. Для увеличения глубины размыва до 1.2-1.5 м применять затопленный
режим работы
Данный расчет показывает, что незатопленная струя обеспечивает несколько меньшую
глубину размыва по сравнению с затопленным режимом, но остается эффективной для
разработки асфальтитовых месторождений.
Расчет параметров скважинной гидродобычи асфальтита с эрлифтом при радиусе
размыва 6 м
1. Геометрия зоны размыва
Радиус размыва (R): 6 м
Площадь обработки за цикл:

17.

S = πR2 = 3.14×62 = 113 м2
Глубина залегания: 120 м
Объем размываемой породы за цикл (при h=0.5 м):
V = S×h = 113×0.5 = 56.5 м3
2. Параметры гидромониторной системы
2.1. Водяная струя
Давление: 10 МПа (100 бар)
Диаметр сопла: 20 мм (увеличен для большего охвата)
Расход воды на 1 м³ породы: 4 м³
Общий расход воды:
Qводы = 56.5×4 = 226 м3/цикл
Время размыва (при подаче 120 м³/ч):
T = 226/120 ≈ 1.9 часа
2.2. Насосное оборудование
Тип: Плунжерный насос высокого давления
Производительность: 120 м³/ч
Напор: 200 м (20 атм)
Мощность: 110 кВт
3. Эрлифтная система
3.1. Параметры пульпы
Плотность пульпы: 1.4 т/м³
Содержание твердого: 30% по объему
Производительность по твердому: 30 м³/ч
Объем пульпы:
Qпульпы = 30/0.3 = 100 м3/ч
3.2. Воздушный подъемник
Глубина погружения: 80 м (2/3 от 120 м)
Давление воздуха: 1.5 МПа
Расход воздуха: 4 м³/мин
Диаметр воздушной трубы: 60 мм
Диаметр подъемной колонны: 200 мм
3.3. Компрессор
Тип: Винтовой компрессор
Производительность: 4 м³/мин

18.

Давление: 1.5 МПа
Мощность: 75 кВт
4. Конструкция скважины
Диаметр бурения: 450 мм
Обсадная труба: 400 мм (с перфорацией в зоне добычи)
Водоподающая колонна: 100 мм
Воздушная труба: 60 мм
Кольцевой зазор для пульпы:
S = π/4×(0.42−0.12) = 0.118 м2
Скорость подъема пульпы:
V = 100/(0.118×3600) ≈ 0.24м/с
(Требуется увеличение до 0.5 м/с - см. корректировки)
5. Корректировки для обеспечения параметров
1. Увеличение производительности эрлифта:
o Увеличить расход воздуха до 6 м³/мин
o Уменьшить диаметр подъемной трубы до 150 мм
V = 100/(0.049×3600) ≈ 0.57 м/с (норма)
2. Оптимизация размыва:
o Применить 2 гидромонитора с вращающимися головками
o Увеличить давление до 15 МПа для большей дальности
6. Режим работы
Цикл добычи:
1. Размыв: 2 часа
2. Подъем пульпы: 1 час
3. Перемещение оборудования: 1 час
Суточная производительность: 4 цикла × 56.5 м³ = 226 м³/сутки
7. Технико-экономические показатели
Параметр
Значение
Капитальные затраты
~120 млн руб
Производительность
226 м³/сутки
Расход воды
904 м³/сутки

19.

Параметр
Значение
Расход электроэнергии
2500 кВт·ч/сутки
Срок окупаемости
1.5-2 года
8. Спецификация оборудования
1. Гидромониторная система:
o Насос НДВ-120/200
o 2 вращающихся гидромонитора с соплами 20 мм
2. Эрлифтная система:
o Компрессор ВК-45 (6 м³/мин)
o Подъемная колонна Ø150 мм
3. Обсадные трубы: Стальные Ø400 мм с фильтровой секцией
9. Вывод
Предложенная система обеспечивает:
Эффективный размыв породы в радиусе 6 м
Стабильный подъем пульпы с глубины 120 м
Суточную добычу до 226 м³ асфальтита
Рентабельность при цене асфальтита от 5000 руб/м³
Для реализации требуется предварительное тестирование на пилотной установке.
Прочитать и скачать статью в формате PDF можно на нашем канале в ВК