Основные направления развития физико-химической геотехнологии

В ФХГ можно выделить два основных направления: первое - изучение физико-геологических условий месторождения, второе - разработка технологии добычи полезных ископаемых, т.е. выбор способа вскрытия месторождения, процесса перевода полезного ископаемого в подвижное состояние, способов доставки, подъема, транспортирования и наиболее эффективных схем переработки добытого продукта. Следовательно, задача ФХГ как научной дисциплины - обоснование по факторам, характеризующим месторождение, выбора оптимальной технологической схемы процессов и средств добычи полезного ископаемого с учетом экономических и экологических аспектов для конкретных условий разработки. Для успешного развития ФХГ требуется также разработка критериев качественной и количественной оценки месторождений полезных ископаемых, определяющей пригодность их к разработке геотехнологическими методами.
Важнейшими задачами ФХГ являются также: изучение влияния горной среды на процессы перевода полезного ископаемого в подвижное состояние и изменения в связи с этим равновесия в геотехнологической системе; изучение собственно превращений химического и физического характера, а также кинетики процессов, сопровождающих изменения динамического равновесия системы; изыскание средств осуществления процессов добычи.
Важную роль в технологическом и экономическом отношении играет правильный выбор рабочего агента, состав и свойства которого определяются рядом факторов: физико-геологическим состоянием залежи; энергетическим эффектом, сопровождающим перевод полезного ископаемого в подвижное состояние; необходимым температурным диапазоном; технической осуществимостью генерирования энергии в залежи и др. Особую актуальность имеют задача снижения потерь полезного ископаемого и вопросы охраны окружающей среды.
Основой анализа и принятия решений по элементам технологии должно стать математическое моделирование геотехнологических систем. Создание алгоритмов оптимальной эксплуатации и управления процессами и их комплексами составляет основу теоретических разработок в геотехнологии. При этом необходимы, с одной стороны, детальное изучение отдельных геотехнологических процессов добычи с выявлением конкретных параметров их производства, характерных для каждой определенной геотехнологической системы, с другой -типизация основных процессов ФХГ (тепловых, диффузионных, кинетических), установление общности их математического описания и автоматического управления.
Управление технологическим режимом добычи, процессами тепло- и массопереноса в горном массиве, выбор параметров системы разработки и другие технологические вопросы процесса добычи должны базироваться на детальном изучении свойств горной среды, ее геологического строения и гидрогеологических условий залегания месторождения, физико-геологической характеристики залежи. Это обеспечит возможность расчетного определения параметров технологии и конструкции системы добычных скважин.
Вопросы доставки полезного ископаемого на поверхность и его дальнейшей переработки решают в зависимости от фазового состояния, в которое преобразуется полезный компонент в горном массиве. Транспортная магистраль для доставки полезного ископаемого на поверхность в одних случаях может быть совмещена со скважинами, которые используют для подачи рабочего агента к залежи, в других случаях доставку осуществляют по специально пробуренным скважинам (дренажным каналам).