Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых

 

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 B 43/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ (л

С

© Ю

)ЬЭ (>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4451403/03 (22) 14.04.88 (46) 30.06.91. Бюл, М 24 (71) Московский геологоразведочный институт им, Серго Орджоникидзе (72) А. Д. Рыбаков (53) 622,234.4(088.8) (56) Мамилов В. А. Добыча урана методом подземного выщелачивания, М., 1980, с. 38.

Авторское свидетельство СССР

N721525,,кл,,Е 21 В 43/28, 1976. (54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к горнодобывающей пром-ти. Цель изобретения — повышение эффективности вышелачивания за счет сокращения времени отработки месторождения и снижения расхода выщелачивающего раствора (Р) путем обеспечения одновременности отработки всех ячеек (Я) пласта. Продуктивный пласт вскрывают ряИзобретение относится к горнодобывающей промышленности и преимущественно может быть использовано при разработке полезных ископаемых методом подземного выщелачивания.

Цель изобретения — повышение эффективности выщелачивания за счет сокращения времени отработки месторождения и снижения расхода вышелачивающего раствора путем обеспечения одновременности отработки всех ячеек пласта.

На чертеже изображена схема подземного выщелачивания полезного компонента. Ы 1659632 А1 дами обкачных и закачных скважин (С) и разбивают пласт на Я. Последние располагают рядами, Формируют Я с содержанием в каждой из них не более двух одноименных и не более трех разноименных С по направлению движения в них P. Определяют для каждой Я среднюю по площади Я мощность продуктивной части, площадь Я и средние содержания полезного компонента в продуктивной части Я. Границы между Я устанавливают и поддерживают на пересечении эон гидравлического действия каждой Я или изолиниями на нормали, к которым абсолютные величины проекций градиентов напоров от действия С на каждую иэ двух сторон изолинии равны между собой, Осуществляют подачу в закачные С выщелачивающих и производят откачку из откачных С продуктивных P. Дебит откачиваемого Р в каждой Я поддерживают равным объему закаливаемого P и определяется по заданной формуле. 1 ил, для трехрядного (распространенного на практике при добыче редких металлов) блока в плане, На чертеже обозначено: два крайних ряда (1, 2) — эакачные, средний ряд (3) — откачной; на схеме показан пример выделения условной ячейки скважин в центре блока; штрихпунктирными линиями показаны линии тока выщелачиваемого раствора; пунктиром показаны границы зон гидравлического влияния скважин.

При одинаковой средней мощности продуктивной части водоносного пласта в

1659632

ЗОнах скважин и при значительном числе рядов по каждому направлению (-у5) все зоны, кроме пограничных, имеют правильную геометрическую форму квадрата, В данном случае для трехрядного блока при одинаковой средней мощности продуктиВнОЙ части площади гидраВлическога влияния зон пограничных скважин (используемые для извлечения полезного компонента) будут в 2 раза меньше площади центральных откачных скважин, Способ осуществляют следующим обРЯЗОМ.

ПроДуктивный ВОДОИОсныЙ пласт вскрывают рядами откачных и закачных скважин (по данным технологической разведки), и перед отработкой план месторождения (продуктивного пласта) разбивают на условные ячейки, каждая из которых IIo любому направленик> из рядов скважин в плане содержит не более двух одноименных (например, 2 закачные скважины в зонах "а" и "в" в ряду 1; по одной скважине будет в одной из ячеек, если вдоль ряда одноименных скважин (например, вдоль перпендикулярна расположенного ряд" две закачные скважины в зонах "а" и "c" и одна откачная скважина н зоне "к ), включая с>ода как целые половины скважин (если граница ячейки делит граничные скважины пополам). Площадь каждой ячейки (например, изображенной на чертеже) в плане ограничивается (при расчете функционирования месторождения) зоной ее гидранлического действия или изолинией (на нормали I< которой абсолютные величины проекций градиентов напоров от действия скважин на каждую из сторон изолинии равны ме>кду собой), проходящей между погран ичн ыми (ближай шими к границе) скважинами (даннай) ячей1ки и соседней с ней, если пс нермали к изолинии вдоль ряда расположены одноименные, по направлени1а движения в них раствора IH;Iпример, две закачные}, скважины, или па изолинии, проходящей через центры граничных (т.е. через которые проходит граница) скважин ячеек, если по нормали к изолинии вдоль ряда, расположены разнсименные скважины (через одну: аткачная— закачная — откачная...), Очевидно, что, есл и месторождение вскрыто достаточно бальшим числом чередующихся аткачных и закачных рядов скважин с, квадратным расположением последних и если все скважины имеют одинаковую производительность (при однородном, равномерном па мощности продуктивном пласте), т,е. приемистость каждой закачной скважинь1 ранна дебиту.ка>кдой откачной и наоборот, зона гидравлического действия условной ячейки (или просто зоны ячейки) будет также представлять из себя квадрат (co стороной 2 ), причем поперек рядов одноименных скважин границы зон ячеек будут проходить по

5 середине расстояния между скважинами, а границы зон ячеек, проходящие поперек ряда чередующихся скважин (закачная, откачная), будут проходить через центры скважин, 10 В общем случае откачку раствора (дебит) поддерживают равной подаче раствора (приемистости) в каждой условной ячейке и равной величине, определяемой из соотношения:

m=1

При этом очевидно, что производительность каждой ячейки (т.е. ее приемистость равная дебиту) может регулироваться только через и ро из водител ь ности входящих в нее скважин, а сама по себе является чисто расчетной величиной, необходимой для расчета искомых производительностей скважин.

Таким образам, производительность каждой скважины (дебит, приемистость) Mllvi каждой половины (расчетной) скважины поддерживают равной (например, ежедневной ручной коррекцией ее с помощью соответствующих винтов, вентилей, заслонок или автоматической (регулярной) подстройкой при наличии АСУТП с соответствующими исполнительными устройствами) величине, определяемой из соотношения:

Qn

QI = М(.>I ——

HAMI;Q

4=1

Последнее соотношение отличается от предыдущего тем, что здесь фактически имеются два аналогичных типа соотношения: отдельно для всех закачных скважин

1 (в,> М Я ;- где 1 - общее число закачных

I =1 скважин н ячейке) ячейки и отдельно для всех откачных.

Па мере отработки месторождения де50 бит (приемистость) каждой условной ячейки и и производител,ьность каждой входящей в нее скважины I корректируют (например. ежедневно ручной подстройкой соответствующих винтов, вентилей, заслонок), под55 держиная, соответственно, равными;

Qm=g Оп=У S 6п ——

Чгп Sm 6тл

1659632

Q 1 = М! 5 51

g м Ь G«

k =-1 где Qn — дебит откачиваемого раствора ячейки п;

Qi — дебит аткачиваемого раствора скважины i в ячейке п; ! — общее число откачных или закачных скважин, включая половинки граничных скважин в ячейке и;

Мп — средняя по площади ячейки мощность продуктивного пласта;

Sn — площадь ячейки и;

Gni — среднее относительное содержание полезного компонента в продуктивной части пласта ячейки;

Mi — средняя по площади зоны гидравлического действия скважины I мощность пласта; 20

Si — площадь зоны действия скважины!, ограниченная изолинией в ячейке п;

Glt — текущие относительные средние содержания полезного компонента в продуктивной части пласта ячейки п.

Рассмотрим пример расчета режима отработки продуктивного пласта для одной (характерной для практики подземного выщелачиванияия - редких металлов) условной ячейки, показаиной на чертеже (в центре 0 трехрядного блока). Допустим, что продуктивная часть пласта на площади выделенной условной ячейки не совсем однородна, причем отклонения от однородности заключаются в следующем: в зоне закачной сква- З5 жины "а" (в форме прямоугольника со сторонами 1и — ) продуктивная часть пласта

2 имеет среднюю мощность 4 м, в зоне закачной скважины "б" — 1 м., а в зонах эакачных 40 скважинах "с" и "d" — по 2,5 м. И пусть для рассматриваемой условной ячейки получили Оп = 20 м /ч. Тогда производительность з закачных скважин: Оа = 4 — = В м /ч; Qb =

20 з

1 ° — = 2 мз/ч Qc = Qd = 2,5 — = 5 м /ч.

20 з, 20

"0 10

Производительности откачных скважин (при равной средней мощности продуктивной части в их зонах)

Qk=Q = — 10м /ч. з

Рассмотрим пример, когда средняя мощность продуктивной части в зонах всех скважин ячейки одинакова (2,5 м), но имеет 55 место в наполовину отработанной ячейке (G p = 0,5) некоторое опережение в зоне "с" (G = 0,4) и некоторое отставание в зоне "d" (Gd = 0,6). Тогда производительности этих закачных скважин (6С и 6 ) составят:

Qc = 4 M /с; С4 = 6 м /c, (Qa = Qb = 5 M /ч), з, з, з т.е. после установления производительности такого уровня отработка (ранее быстрее отрабатываемой) зоны "с" будет несколько задерживаться (по сравнению со средней скоростью отработки), а отработка зоны "с" несколько ускоряется.

Формула изобретения

Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного водоносного пласта откачными и закачными скважинами с разбивкой пласта на ячейки, и расположением ячеек рядами, подачу в закачные скважины выщелачивающих растворов и откачку из откачных скважин продуктивных растворов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности выщелачивания за счет сокращения времени отработки месторождения и снижения расхода выщелачивающега раствора путем обеспечения одновременности отработки всех ячеек, последние формируют с содержанием в каждой ячейке не более двух одноименных и не более трех разноименных скважин по направлению движения в них раствора, определяют для каждой ячейки среднюю по площади ячейки мощность продуктивной части, площадь ячейки и средние содержания полезного компонента в продуктивной части ячейки, границы между ячейками устанавливают и поддерживают на пересечении зон гидравлического действия каждой ячейки или иэолиниями на нормали, к которым абсолютные величины проекций градиентов напоров ат действия скважин по каждую иэ сторон изалинии аавны между собой, прахсдящими между пограничными скважинами ячеек и саседчими с ними, если по нормали к изолинии вдоль ряда расположены одноименные скважины, или по линии, проходящей через центры граничных скважин ячеек, если по нормали к изолинии вдоль ряда расположены разноименные скважины, при этом дебит откачиваемого раствора в каждой ячейке поддерживают равным объему закачиваемого раствора и равным величине

Q;i=-); П|i=Mn Ь Gn

Q ., Ь. 6., m= i где Mn — средняя по площади ячейки мощность продуктивного пласта;

Sn — площадь ячейки;

Gnt — текущее относительное среднее содержание полезного компонента в продуктивной части пласта ячейки;

N — общее число ячеек в пласте.

1659632

4 ) Составитель Н,Руденко

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор M,6aнбура

Заказ 1828 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, уп.Гагарина, 101 а производительность каждой сква>кины определяют из соотношения

Ои =М Я 61

g М . ъ Ои.

k =1 где М вЂ” средняя по площади зоны гидравлического действия скважины мощность пласта;

Si — площадь зоны действия скважины, ограниченная изолинией в ячейке и;

I — общее число откачных или закачных скважин, включая половинки граничных

5 скважин в ячейке и, как целые;

Gl — текущие относительные средние содержания полезного компонента в продуктивной части пласта ячейки и.