Geological conditions of borehole sulphur mining using the underground smelting method

Abstract

Native sulphur deposits mined using the underground melting method are characterized by a complex structure, which is the result of the many geologic processes which led to their formation. The resource utilization rate and the consumption of hot water per ton of sulphur are the main criteria of mining effectiveness. They depend on the porosity and permeability of the rocks forming the deposit, the content and mode of occurrence of sulphur (ore texture), and the distribution of rocks with these varying features. Good recognition of geological and hydrogeological deposit features, exploitation results, is important for formulating the rules of controlling the course of exploitation in 77 Sermet et al. 2021 / Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 37(4), 55–78 order to achieve the best recovery of sulphur with the lowest possible water consumption and to reduce operating costs. Sulphur deposits are characterized by great local and directional variations in their structure and hydrogeological parameters. This makes the melting process irregular. The flow of hot water and melted sulphur is facilitated in certain directions. As a result, the shape, and distribution and form of exploited parts of the deposit are highly variable. Full information about the deposit is necessary for the proper understanding and prediction of processes that occur in the deposit during sulphur melting, for forecasting its effects, and for controlling the exploitation process. This information is obtained through the lithological description of core samples from exploratory and exploitation boreholes, geophysical borehole logging, and surface seismic surveys. GeoloGiczne uwarunkowania ekSploatacji Siarki metoDą poDziemneGo wytapiania s ł o w a k l u c z o w e eksploatacja otworowa, złoże siarki, warunki geologiczno-górnicze eksploatacji S t r e s z c z e n i e Polskie złoża siarki rodzimej obecnie eksploatowane są metodą podziemnego wytapiania. Charakteryzują się dość skomplikowaną budową wewnętrzną, będącą wynikiem formujących je procesów geologicznych. Przy stosowaniu metody podziemnego wytapiania szczególnie ważne jest jak najbardziej szczegółowe rozpoznanie cech geologicznych i hydrogeologicznych złoża, mających istotny wpływ na wyniki prowadzonej eksploatacji. znajomość tych cech jest ważna dla sformułowania zasad kontroli przebiegu eksploatacji, w celu uzyskania jak najlepszego odzysku siarki przy jak najmniejszym zużyciu wody oraz dla obniżenia kosztów prowadzonej eksploatacji. wskaźnik wykorzystania zasobów i zużycie gorącej wody na tonę siarki to główne kryteria efektywności wydobycia. zależą one od następujących cech wykształcenia serii złożowej: porowatości i przepuszczalności skał tworzących złoże, zawartości, rodzaju i sposobu występowania siarki oraz od rozmieszczenia w przestrzeni złoża skał o zróżnicowanych tych cechach. złoża siarki rodzimej charakteryzują się dużą lokalną i kierunkową zmiennością budowy wewnętrznej oraz parametrów hydrogeologicznych. sprawia to, że proces topienia jest nieregularny, to znaczy ułatwiony jest przepływ gorącej wody i stopionej siarki w określonych, uprzywilejowanych kierunkach. w efekcie, kształt i rozmieszczenie oraz forma eksploatowanych części złoża są bardzo zmienne. Pełna informacja o złożu jest niezbędna do prawidłowego zrozumienia i przewidywania procesów zachodzących w złożu w czasie prowadzenia podziemnego wytapiania siarki, prognozowania jego skutków oraz sterowania przebiegiem eksploatacji. Uzyskuje się ją na podstawie opisu litologicznego próbek rdzeniowych z odwiertów, geofizycznej rejestracji w otworach wiertniczych oraz powierzchniowych badań sejsmicznych.