Способ создания искусственного водоупора при подземном выщелачивании полезного ископаемого

(51)7 21 43/28 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Рогов Евгений Иванович Язиков Виктор Григорьевич Чернецов Глеб Евгеньевич Аврамидис Юрий Георгис(73) Дочернее государственное предприятие Институт горного дела им. Д.А. Кунаева Республиканского государственного предприятия Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(56) Способ подготовки рудных залежей и интенсификации технологических процессов подземного выщелачивания. М. ВНИПИпромтехнологии, 1984(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ВОДОУПОРА ПРИ ПОДЗЕМНОМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО(57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых методом подземного выщелачивания. Изобретение позволяет повысить эффективность подземного выщелачивания путем создания искусственного водоупора, позволяющего снизить трудоемкость и стоимость его создания. Для достижения указанного в способе создания искусственного водоупора при подземном выщелачивании полезных ископаемых, включающем создание противофильтрационного экрана изолирующим материалом. Согласно изобретению, противофильтрационный экран создают путем фазового перевода пластовых вод подстилающих пород из жидкого в твердое состояние закачкой в них метана при температуре 20 С под давлением Р 1,5 Рв, где Рв - напор или статическое давление пластовых вод. 11336 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых методом подземного выщелачивания. Известен способ создания искусственного водоупора при подземном выщелачивании полезных ископаемых из продуктивных горизонтов, проницаемость которых меньше проницаемости вмещающих пород, включающий формирование вокруг скважин во вмещающих породах площадных зон противофильтрационных завес путем размыва во вмещающих породах щелевидной прорези газожидкостной струй из смеси газа и раствора синтетической смолы, твердеющей при контакте с выщелачивающим раствором (а. с.1312159, кл. Е 21 В 43/28). Недостатки известного способа - высокая трудоемкость создания искусственного водоупора площадными противофильтрационными завесами с использованием гидромониторного газожидкостного размыва щелей, обусловленная необходимостью размещения и извлечения из скважин гидромониторных агрегатов, необходимостью выдачи на поверхность части вымываемой породы, необходимостью приготовления растворов, закрепляющих щели и т.д. Сложность контроля формирования противофильтрационных завес. Невозможность ведения процесса выщелачивания одновременно с процессом создания искусственного водоупора (противофильтрационной завесы). Известен также способ создания искусственного водоупора при подземном выщелачивании полезных ископаемых из песчано-глинистых рудоносных пластов с плохо выдержанным водоупором или с соотношением мощности рудного тела и продуктивного горизонта менее, чем 15, принятый за прототип(Способы подготовки рудных залежей и интенсификации технологических процессов подземного выщелачивания. М. ВНИПИпромтехнологии, 1984). Сущность способа заключается в создании искусственного водоупора с помощью гидравлического размыва пород с последующим заполнением образованной полости изолирующим материалом при обеспечении технологической функции скважины для предотвращения вертикального растекания реагента с целью снижения его расхода, сроков отработки, загрязнения окружающей среды и уменьшения эксплуатационной мощности отрабатываемого продуктивного горизонта. Существенными недостатками способа являются высокая трудоемкость работ по гидроразрыву пород, сложность создания надежного искусственного водоупора, высокая стоимость работ и их многооперационность. Анализ известных технических решений по созданию искусственных водоупоров (противофильтрационных экранов) показал, что все известные решения являются достаточно трудоемкими и сложными в практической реализации. Авторами предлагаемого изобретения принят принципиально новый подход к решению данной задачи, а именно использовать природное физическое явление фазового перехода воды для создания водоупора. Изобретение позволяет повысить эффективность подземного выщелачивания путем создания искусственного водоупора, позволяющего снизить трудоемкость и стоимость его создания. Для достижения указанного в способе создания искусственного водоупора при подземном выщелачивании полезных ископаемых, включающем создание противофильтрационного экрана изолирующим материалом. Согласно изобретению, противофильтрационный экран создают путем фазового перевода пластовых вод подстилающих пород из жидкого в твердое состояние закачкой в них метана при температуре 20 С под давлением Р 1,5 Рв, где Рв - напор или статическое давление пластовых вод. Способ поясняется чертежом (фигура). Способ осуществляется следующим образом. Продуктивный горизонт 1 с мощностью рудного тела 2 вскрывается скважинами 3 (откачная) и 4 (закачная). Фильтры 5 устанавливаются на мощность рудного тела и подстилающую его часть продуктивного горизонта. Скважины оборудуются газоподводящими шлангами 6 и перекрываются в нижней части рудного тела пакерами 7. По газоподводящим шлангам в подстилающую рудное тело часть продуктивного горизонта под давлением Р 1,5 Рв (где Рв - давление пластовых вод) подается газ метан. При смешивании пластовой воды с метаном происходит ее фазовый переход из жидкого в твердое состояние при комнатной температуре. Объяснение этого явления состоит в том, что молекулы метана,под избыточным давлением, имея в два раза больший объем, раздвигают молекулы воды и занимают место между ними, что приводит к понижению внутреннего давления и в результате - к повышению температуры замерзания (20 С). Кристаллизуясь в породе подстилающей рудное тело части продуктивного горизонта пластовая вода, перешедшая в твердую фазу, создает искусственный водоупор и предотвращает растекание рабочих растворов выщелачивания. Комнатная температура замерзания воды при смешивании с метаном позволяет поддерживать целостность созданного водоупора на весь период эксплуатации скважин при выщелачивании полезных компонентов. Изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает более высокую эффективность подземного выщелачивания, значительно сокращает затраты на создание искусственного водоупора и обеспечивает снижение потерь и разубоживания технологического раствора. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ создания искусственного водоупора при подземном выщелачивании полезных ископаемых,включающий создание противофильтрационного экрана изолирующим материалом, отличающийся тем, что противофильтрационный экран создают путем фазового перевода пластовых вод подстилающих пород из жидкого в твердое состояние закачкой в них газа метана, при температуре 20 С под динамическим напором Р 1,5 Рв, м вод. ст., где Рв статический напор или давление пластовых вод в продуктивном горизонте, м вод. ст.