Het begrijpen van de geologie van werklocaties is van het grootste belang bij exploratieboringen. Hieronder vindt u een overzicht van hoe de baan wordt beïnvloed door de heersende rotsomstandigheden.
De geologische omstandigheden in de dagbouw hebben een direct effect op de efficiëntie en effectiviteit van exploratiewerkzaamheden. Van de meest gunstige tot de slechtste omstandigheden bepalen de rotsformaties in de put strategieën voor exploratieboringen, uitrustingsvereisten en de kwaliteit van de monsters die redelijkerwijs kunnen worden verwacht.
Productiviteit bij kernboren hangt af van veel verschillende parameters, maar de gesteentecondities zijn normaal gesproken de grootste factor die de boorsnelheid beïnvloedt, en dus zowel het productiviteitsniveau als de kosten. Mineralen en geologie van de 118 bekende elementen, waarvan sommige niet van nature voorkomen, zuurstof is verreweg de meest voorkomende en maakt ongeveer 50% van de aardkorst uit. Silicium vormt ongeveer 25% en de andere veel voorkomende elementen zoals aluminium, ijzer, calcium, natrium, kalium, magnesium en titanium vormen 99% van de aardkorst'. Silicium, aluminium en zuurstof komen voor in de meest voorkomende mineralen zoals kwarts, veldspaat en mica. Deze maken deel uit van een grote groep silicaten die verbindingen zijn van kiezelzuur en andere elementen. Amfibolen en pyroxenen bevatten aluminium, kalium en ijzer.
Sommige van de meest voorkomende gesteenten van de planeet', graniet en gneis, zijn samengesteld uit silicaten. Zuurstof komt ook vaak voor in combinatie met metalen elementen, die vaak belangrijke bronnen zijn voor mijnbouwdoeleinden. Deze verbindingen kunnen deel uitmaken van oxidische ertsen, zoals de ijzerertsen magnetiet en hematiet.
Zwavel combineert ook gemakkelijk met metaalelementen om sulfide-ertsen te vormen, waaronder galena, sfaleriet, molybdeniet en arsenopyriet. Chalcopyriet (CuFeS2) is ook een zeer belangrijk en overvloedig ertsvormend mineraal dat koper bevat. Andere grote minerale groepen die belangrijk zijn in de mijnbouw zijn halogeniden zoals fluoriet en haliet; carbonaten zoals calciet, dolomiet en malachiet; sulfaten zoals bariet; wolfstaten zoals scheeliet; en fosfaten zoals apatiet. Zelden kunnen sommige elementen van nature voorkomen, zonder combinatie. De belangrijkste zijn de metalen goud, zilver en koper, plus koolstof in de vorm van diamanten en grafiet. Eigenschappen en kenmerkenHet is waar dat mineralisatie zelden puur is. In plaats daarvan is het meestal gemengd, bestaande uit zowel homogene als heterogene structuren. Veldspaat is goed voor bijna 50% van de minerale samenstelling van de aarde's minerale samenstelling, gevolgd door pyroxeen- en amfiboolmineralen en vervolgens kwarts en mica, die ongeveer 90% van de aarde uitmaken's korst.
Bovendien hebben mineralen een grote verscheidenheid aan eigenschappen en kenmerken, en deze bepalen de beste manier om ze te extraheren.
Typische kenmerken zijn:
• Hardheid
• Dikte
• Kleur
• Streep
• Glans
• Breuk
• Inkijk
• Kristallijn
vorm De deeltjesgrootte en de mate waarin het mineraal gehydrateerd is (vermengd met water) geeft aan hoe het gesteente zich zal gedragen bij opgraving (zie geologische methoden, p.25).
Hardheid wordt gewoonlijk beoordeeld volgens de 10-puntsschaal van Mohs. De dichtheid van lichtgekleurde mineralen is meestal lager dan 3. Uitzonderingen zijn bariet of zware spar (bariumsulfaat – BaSO4 – dichtheid 4,5 g/cm3), scheeliet (calciumwolframaat – CaWO4 – dichtheid 6,0 g/cm3) en cerussiet (loodcarbonaat – PbCO4 – dichtheid 6,5 g/cm3).
Donkergekleurde mineralen met wat ijzer en silicaat hebben een dichtheid tussen 3 en 4. Metaalertsmineralen hebben een dichtheid van meer dan 4 en goud heeft een zeer hoge dichtheid van 19,3.
Mineralen met wolfraam, osmium en iridium zijn normaal gesproken nog dichter. Hoewel de ertsvormende mineraaldichtheid hoog kan zijn, hangt de totale ertsdichtheid volledig af van het gastgesteente waar deze mineralen voorkomen.
Streak is de kleur van het mineraalpoeder dat wordt geproduceerd wanneer een mineraal wordt gekrast of gewreven tegen ongeglazuurd wit porselein, dat kan verschillen van de kleur van de minerale massa.
Breuk is de oppervlaktekarakteristiek die wordt geproduceerd door het breken van een stuk mineraal en is meestal ongelijk in de ene of de andere richting. Splitsing geeft de eigenschappen van een kristal aan
waardoor het langs vlakke oppervlakken kan worden gespleten. Zowel breuk als splitsing kunnen belangrijk zijn voor de structuur van gesteenten die aanzienlijke hoeveelheden van de betrokken mineralen bevatten. Gesteente bestaat normaal gesproken uit een mengsel van materialen. Het gesteente kan niet alleen de eigenschappen van deze mineralen combineren, maar ook eigenschappen vertonen die het gevolg zijn van de manier waarop het gesteente is gevormd of vervolgens is veranderd door hitte, druk en andere krachten in de aardkorst'. Het is relatief zeldzaam om een homogene rotsmassa te vinden, en de discontinuïteiten zoals breuken gevuld met gebroken materiaal, grote voeg- en beddingafwijkingen zijn moeilijk te voorspellen.
Deze discontinuïteiten zijn ook belangrijk, niet alleen voor de structurele integriteit van een mijn en het verkrijgen van toegang tot minerale afzettingen, maar ook als paden voor vloeistoffen die mineraalconcentraties in de aarde veroorzaken. Om mijnbouw economisch levensvatbaar te maken, moeten de mineralen in voldoende concentratie aanwezig zijn om de extractie waard te zijn en in gesteentestructuren die veilig en economisch kunnen worden opgegraven. Ook moet het mogelijk zijn om de mineralen op een economische manier te verrijken. Voor mijnontwikkeling en productieboringen moet het gesteente correct worden getaxeerd, omdat de resultaten van invloed zijn op de verwachte boorpenetratiesnelheden, de kwaliteit van de gaten en de kosten van boorstaal. Om de algemene kenmerken van gesteente te bepalen, is het noodzakelijk onderscheid te maken tussen microscopische en macroscopische eigenschappen.
Omdat gesteente is samengesteld uit korrels van verschillende mineralen, omvatten de microscopische eigenschappen ervan:
• Minerale samenstelling
• Korrelgrootte
• De vorm en verdeling van het graan
• Als de korrels los zijn of aan elkaar gecementeerd. Gezamenlijk omvatten deze factoren de eigenschappen van het gesteente zoals hardheid, abrasiviteit, druksterkte en dichtheid. Deze rotseigenschappen bepalen op hun beurt de penetratiegraad die kan worden bereikt bij het boren van exploratiegaten en de mate van slijtage van de boorapparatuur. In sommige omstandigheden zullen bepaalde minerale kenmerken rechtstreeks van invloed zijn op de winningsmethode. Veel zouten zijn bijvoorbeeld bijzonder elastisch en kunnen de schok van stralen opvangen. Goede en slechte omstandigheden Veruit de beste formatie om te boren is hard, massief gesteente. De penetratiegraad is hoger, de slijtage van verbruiksartikelen laag en de gatafwijking minder. Omgekeerd, als de formatie zachter is en scheuren en lagen heeft, neemt de gatafwijking toe, slijten slijtdelen sneller, zijn de penetratiesnelheden lager en is het risico om vast te komen zitten of delen van de kern te verliezen groter. Het kan ook moeilijker zijn om het gat open te houden en te voorkomen dat het instort. Het doorspoelen van het gat is ook uiterst belangrijk en kan het verschil maken tussen succes of falen bij het boren. Een veelvoorkomend probleem is waterverlies. Dit gebeurt wanneer er wordt geboord in slechte rotsformaties met veel scheuren waardoor veel water kan wegvloeien. Hoe groter de scheuren, hoe meer water er verloren gaat. In meer gefragmenteerde rotsomstandigheden kan het water vaak volledig verloren gaan, wat een zeer nadelig effect heeft op het boorproces, apparatuur beschadigt en boorstangen in het gat klemt. De techniek van het spoelen met water verschilt sterk, afhankelijk van de rotsformatie. In harde rotsomstandigheden is de mogelijkheid om alleen water te gebruiken groter, terwijl in zachte rotsformaties vaak polymeren of modder moeten worden gebruikt. Doorspoelen gebeurt om verschillende redenen. Het koelt het beetje af,
reinigt de voorkant van het bit en brengt de spanen naar de oppervlakte, vermindert de wrijving tussen de staaf en het gat en vermindert trillingen in de boorkolom.
Het spoelen van gaten in onstabiele formaties is veel gecompliceerder dan in harde formaties, omdat het noodzakelijk is om de dichtheid en viscositeit bij te houden van de vloeistof die wordt gebruikt om het gat te spoelen. Het is ook vereist dat de boor de relatie tussen deze parameters en de stabiliteit in het gat begrijpt, het vermogen van de vloeistof om zand en spanen naar de oppervlakte te transporteren, het vermogen om waterverlies te beheersen en het vermogen om een filterkoek op te bouwen in het gat. Spoelen in deze ongunstige omstandigheden wordt ook om andere redenen gebruikt, zoals het stabiliseren van het gat, het afdichten van scheuren en het vergroten van het vermogen om de stekken naar de oppervlakte te brengen.
De uitdaging van de boorder Vandaag de dag worden exploratieboren geconfronteerd met een reeks verschillende uitdagingen, niet in de laatste plaats dat geologen steeds grotere kernmonsters eisen. Hoe groter de steekproef, hoe meer informatie er kan worden verkregen. Dit veronderstelt natuurlijk dat er boorinstallaties zijn die deze grote kernen op de gespecificeerde diepten aankunnen.
Ook worden de benodigde diepten steeds dieper doordat de ondiepere afzettingen al worden ontgonnen. Bovendien maken ongunstige rotsformaties het werk van de boormachine lastiger omdat het dan moeilijker is om kernmonsters te extraheren die van goede kwaliteit en intact zijn tegen acceptabele kosten. De huidige boorplatforms voor exploratie voldoen in hoge mate aan deze eisen en verhogen tegelijkertijd de productiviteit, waardoor de exploratieboormachine zijn inkomsten kan verhogen. Een groot voordeel is dat deze boorplatforms meer gedetailleerde informatie geven over de verschillende parameters, waardoor de boormachine de gebeurtenissen tijdens het boren nauwkeuriger kan volgen en de nodige maatregelen kan nemen voordat er iets misgaat. Daarnaast maakt innovatie op het gebied van In-The-Hole (ITH)techniek het leven ook makkelijker door de driller te helpen ervoor te zorgen dat de overslag goed wordt aangesloten bij het ophalen van de kern. Dit vermindert de behoefte aan onderhoud aan de ITH-apparatuur en verbetert de diamantbits. Als het mogelijk is om de prestaties van de diamantbits te verbeteren, gaat hetzelfde bit langer mee. Dit betekent dat de intervallen tussen bitwisselingen langer worden en de productiviteit toeneemt. Het wisselen van de bit is tijdrovend. Hoe dieper het gat, hoe meer tijd er wordt besteed aan het erin en eruit halen van de hengels. De visie van automatisering Het lijdt geen twijfel dat de meeste bedrijven die kernboorapparatuur ontwikkelen sterk gericht zijn op het verhogen van het automatiseringsniveau bij exploratie. In eerste instantie kan dit alleen worden beperkt, bijvoorbeeld om een tuigage in staat te stellen automatisch één staaf te boren tijdens een ploegenwisseling. Maar het is duidelijk dat het doel is om meer te automatiseren, om uiteindelijk een hele rondreis automatisch te laten verlopen.
Een kernboorinstallatie volledig autonoom kunnen laten draaien is echter een zeer langetermijnvisie. Kernboorinstallaties zijn veel complexer dan die ontworpen voor boren en stralen. Ongetwijfeld is de ontwikkeling van kernboorapparatuur meer gericht op het extraheren van gedetailleerde gegevens uit de boorinstallatie waarmee de boormachine precies kan analyseren wat er tijdens het boorproces gebeurt. Daarnaast zijn ontwikkelaars ook gericht op het vergroten van de hoeveelheid gegevens die uit elke boorinstallatie kan worden gehaald, zodat de verschillen tussen verschillende boormachines en rotsformaties kunnen worden bestudeerd. Andere innovaties die in ontwikkeling zijn, zijn onder meer de overdracht van gegevens naar afgelegen locaties om boormachines te informeren wanneer het tijd is voor onderhoud en wanneer een gebeurtenis mogelijk tot een storing kan leiden.
Bron: Epiroc China
Als er vragen zijn over het verbeteren van de boorefficiëntie en het kiezen van de juiste geïmpregneerde diamantbits, ruimschalen en gerelateerde boorstangen, neem dan gratis contact op met onze technische adviseur.WhatsApp: +86-188 5151 3960
GEO EQUIP TECH WUXI
https://www.cgegtech.com/
