Таинственность очевидного

Новиков Энергий Алексеевич

А если руда — непроницаема? И это не помеха. Ее можно раздробить на мелкие куски с помощью взрывов. Они уже доказали свою полезность в горном деле.

Много интересного обещает применение новейших достижений физики и химии при разработке полиметаллических глубинных месторождений. Они содержат большое число различных металлов, рассеянных в горных породах. Одних сравнительно много, других меньше. Электричество и специальные растворители позволяют непосредственно в недрах рассортировать набор химических элементов. По существу, речь идет о замене природных процессов образования руд искусственными, сочетающими в себе сразу способы добычи, обогащения и переработки минерального сырья.

Или другой пример.

Предположим, что нам выгоднее растворить не сами минералы, а так называемые пустые породы, в которых они спрятаны. Известно, что в каменном угле в виде элементов-примесей присутствуют кобальт, никель, германий, бериллий. В углистых сланцах прячутся молибден, ванадий, уран, медь, свинец. Выходит, что месторождения горючих камней одновременно являются и кладами металлов.

При сжигании угля и сланцев в подземных газогенераторах, как и в обычной печи, будет накапливаться зола. Так возникает искусственно созданная залежь металлов. Их концентрация здесь увеличивается в несколько раз. После выжигания угольного или сланцевого месторождения через те же скважины можно вымывать полезное ископаемое, созданное по заказу. Конечно, сразу извлечь по трубам все металлы в виде растворов нельзя. Что-то получим сначала, что-то потом. Однако и простая промывка недр окажется полезной. Мы сможем смыть в заранее выбранный участок подземной кладовой самое ценное. Иначе говоря, вновь создать месторождение, точный адрес которого будет известен без геологической разведки.

Добывающая струя

Кто видел, как в весеннее половодье вода размывает берега реки, или слышал о гидродобыче торфа, развивавшейся в нашей стране в 20-х годах, тому особых разъяснений не нужно. В последующие десятилетия на смену «гидроторфу» пришел «гидроуголь». Здесь главный инструмент не отбойный молоток, не горный комбайн. Обычная вода. Чем выше ее напор, тем лучше. Вода подается под большим давлением в виде сильной струи или импульсных выстрелов. Подобно водяному пистолету. Раздробленная смесь воды и угля по желобам или трубам поступает на поверхность. Жидкость стекает, фильтруется и снова уходит в рабочие забои. Уголь быстро обсыхает. Полезное ископаемое добыто.

На практике такая добыча, конечно, сложнее. Инженеры и конструкторы создают различные водометы. Их часто называют гидромониторами. У такого способа добычи большое преимущество: почти всю работу могут выполнять автоматические устройства с дистанционным управлением. Притом не нужно загружать углем железнодорожные составы, перегонять их за сотни километров и разгружать там. Гидросмесь по трубопроводам сама прибудет на место. В пути, на промежуточных станциях, она обогащается. Лишнее отбирают, необходимое добавляют. Уже известны варианты использования «гидроугля», когда он прямо из недр по трубам поступает на электростанции. Небольшое количество влаги, которая остается в угле, даже улучшает горение топлива. Сегодня такая гидродобыча — не новость. Впрочем, и не традиционна. Гидроугледобывающих предприятий еще немного. Но опыт их работы стал основой для развития нового направления — скважинной гидродобычи.

В чем ее суть? В залежь закачивают воду. Если увеличить давление, она начнет разрушать горную породу. Так же, как поток дождя, стекая с крыши по водосточной трубе, вымывает под ней грунт. Тем более рыхлый, например песчаный. Только тут есть разница. Размытая земля уносится потоком дальше. Разрушенной в недрах залежи деваться некуда. Полезное ископаемое вместе с водой откачивают мощными насосами на перерабатывающий завод.

В разных странах предложены многочисленные способы подобной добычи. Это и высокое давление размывающей струи, и колебания различной частоты, и применение добавочной тепловой энергии, электрического тока, химической обработки. Поиски идут непрерывно. С каждым днем число патентов, выдаваемых изобретателям, на способы гидродобычи растет. А тем временем уже работают первые предприятия. В нашей стране в 1974 году на Кингисеппском фосфоритовом комбинате таким методом из скважин стали «выкачивать» фосфориты — прекрасное удобрение, способствующее повышению урожайности полей. Гидродобыча торфа, угля, фосфоритов, золота, урана и т. д. — таков расширяющийся круг использования воды — самого универсального помощника горняков. Особенно перспективна гидродобыча для зон многолетней мерзлоты. Только там необходима горячая вода. Нагревать ее станут не котлы, а сами недра.

Имеем, теряем, находим

Вдумайтесь в отдельные факты. Сотни тысяч скважин «проткнули» на различную глубину недра Земли. Из них качают нефть и газ, воду и рассолы. Есть скважины, сами по себе льющие воду. В одном месте она просто теплая, в ином даже горячая. За год, например, подобная скважина в Дагестане может выдать «на-гора» 158 тыс. тонн «каменного угля». Конечно, в виде тепловой энергии, заключенной в воде. А все пробуренные скважины дадут цифру во много-много раз большую. Она соответствует производительности сотен шахт, в которых трудятся тысячи людей.

Прошло чуть более столетия с тех пор, когда человек стал широко использовать уголь, нефть и природный газ. Они — главное энергетическое сырье прошлого и нынешнего веков. В топках сгорели многие десятки миллиардов тонн минерального топлива. Столько же его может быть сожжено до 2000 года. А ведь это невозобновимые, ограниченные, ресурсы недр. Их современный лимит исчисляется десятилетиями. А что потом?

Вот один из ответов на такой вопрос. Если отобрать из горячих глубин земного шара 1/100 часть его тепла, то все электростанции мира будут работать 40 млн. лет. Две трети территории нашей страны вполне можно снабдить геотермальной энергией и теплом. Это подтверждено результатами исследования советских геологов.

Особенно много тепловых ресурсов в самых суровых краях необъятной Сибири. В районах, где под слоем «вечной» мерзлоты всего в 1–3 километрах от земной поверхности скрыты моря горячей воды. Вдоль трассы Байкало-Амурской магистрали то там, то здесь бьют горячие водяные ключи. С ними поосторожней, можно обжечься: температура воды 60 °C. А в межгорных долинах под землей бурлит настоящий кипяток. Первопроходцы «магистрали века» быстро воспользовались этим бесплатным даром природы. Построили бани. Начали выращивать в теплицах овощи.

Течет из скважин теплая минерализованная вода и на тюменской земле. Здесь ее используют не только для обогрева теплиц или домов. Вкусных карпов выращивают в теплых прудах. И хотя вода там содержит в 5 раз больше солей, чем обычная пресная, для рыб это не помеха. Быстро размножаются, быстро растут и прибавляют в весе. Естественные рыбные ресурсы тоже ограниченны. Значит, имеется путь к искусственному умножению рыбных богатств.

Около 2 млн. квадратных километров занимают подземные моря в недрах Казахстана. И именно там, где на поверхности земли царят безводные пустыни. Есть среди этих морей и теплые.

Наша планета обладает очень большим количеством нагретой в недрах воды. Пока эту энергию мы в основном теряем, а точнее, мало используем. Но все чаще и чаще находим, чтобы включить ее в полезную работу.

Давным-давно и сегодня

Было это давным-давно. Две с половиной тысячи лет назад. В Древней Греции строили красивые мраморные дворцы. Называли их термами, что в переводе с греческого означает «баня». Теперь их руины находят только археологи. В предгорьях Эпидавра действовал гидротермальный курорт. Наверное, один из первых в мире. Здесь жил и работал основатель медицинской науки — Гиппократ.