Способ подземного скважинного выщелачивания металлов

(51) 21 43/28 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ металлов подземным скважинным выщелачиванием из гидрогенных месторождений. В предложенном способе, рудные тела гидрогенных месторождений вскрываются и отрабатываются совмещенным(кустовым) расположением закачных скважин по краям квадратной ячейки и откачной скважиной в центре. При этом динамический напор на одну откачную скважину будет постоянным и равным четырем напорам на закачных скважинах, что обеспечивает снижение сроков отработки блоков до проектного коэффициента извлечения почти вдвое.(76) змхан Куаныш змханлы Рогов Евгений Иванович Рогов Андрей Евгеньевич змхан нуар змханлы(56) Предварительный патент РК 14474, 2004(54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО СКВАЖИННОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для проектирования и отработки эксплуатационных блоков или участков при добыче 23027 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для проектирования и отработки эксплуатационных блоков или участков при добыче металлов подземным скважинным выщелачиванием(ПСВ) из гидрогенных месторождений. В разработку методом ПСВ вовлекаются все новые гидрогенные месторождения со сложными геолого-гидрогеологическими условиями и менее благоприятными геотехнологическими свойствами руд и вмещающих пород, которые характеризуются наличием невыдержанных водоупоров по вертикали,различными фильтрационными свойствами, повышенной карбонатностью, низкой площадной продуктивностью пласта, сложной морфологией рудных залежей в плане и разрезе. Известны способы вскрытия и отработки гидрогенных (песчаниковых) месторождений- кольцевая схема отработки блоков ПСВ системой закачных-откачных скважин с расположением куста закачных скважин (ЗС) в центре и по вершинам гексагональной ячейки 6 откачных скважин (ОС) (предпатент РК 14474. Способ подземного скважинного выщелачивания полезных ископаемых / Рогов Е.И. и др. опубл. 15.06.2004 г.) (прототип)- квадратная схема отработки блоков ПСВ с расположением одной ОС в центре и четырех ЗС по краям квадратной ячейки (Комплексы подземного выщелачивания // Под ред. Кедровского О.Л. М. Недра, 1992)- гексагональная схема отработки блоков ПСВ с расположением одной ОС в центре и шести ЗС по периферии гексагональной ячейки Комплексы подземного выщелачивания // Под ред. Кедровского О.Л. М. Недра, 1992. Все три указанные способов имеют ряд недостатков. 1. При кольцевой системе разработки трудно расположить кольцевые ячейки в блоке из-за большой площади ячейки. Кроме того, краевые ОС будут подтягивать пластовые воды, вследствие чего,произойдет разубоживание продуктивных растворов (ПР), что приведет к снижению содержания полезного компонента (металла) в ПР и увеличению срока отработки. 2. При квадратной системе разработки отношение ЗС к ОС колеблется в пределах 1,5-2, что приводит к увеличению срока отработки блоков ПСВ. Также при такой системе отработки образуются застойные непроработанные зоны между ОС в ряду, что приводит к потере металла в недрах. 3. Основным недостатком последнего способа является то, что отношение ЗС и ОС при разработке широких рудных залежей оказывается ближе к двум, что также приводит к увеличению срока отработки блоков ПСВ. С целью исключения указанных недостатков при отработке блоков ПСВ со сложными горногеологическими условиями предлагается новое техническое решение. Сущность предлагаемого способа заключается в том,что рудные тела вскрываются и 2 отрабатываются квадратной ячейкой, в центре которой расположена ОС, а по краям внутри блока 4 ЗС и в контурах две ЗС (фигура). Новизна технического решения в том, что при отработке блоков ПСВ гидрогенных месторождений ЗС располагаются совмещена (кустами) по краям квадратной ячейки, в центре которого располагается ОС. Отличительными особенностями подобного способа от прототипа являются кустовое расположение ЗС по периферии квадратной ячейки,что приводит к уменьшению срока отработки блоков ПСВ за счет постоянного отношения ЗС к ОС, которое равно 4. Предлагаемый способ отработки рудных тел гидрогенных месторождений относится к ячеистым системам, предполагающий квадратную ячейку с расположением куста ЗС по ее вершинам. Известно из (Маскет Морис. Течение однородных жидкостей в пористой среде. - М. Гостопиздат, 1949), что при кустовом расположении ЗС или ОС резко повышается их эффективность, так как куст скважин при определенном расположенииработает как отдельная скважина большого диаметра. При этом продолжительность отработки блока ПСВ определяется по формуле где- радиус ячейки, м 0,7 - радиус куста скважин, м- расстояние между ЗС в кустах, м п - объемная масса руды и рудовмещающих пород, т/м 3- параметр отношения массы жидкого к твердому р - объемная масса раствора, т/м 30,675/ - параметр пропорциональности скорости выщелачивания металла к скорости фильтрации раствора Кф - коэффициент фильтрации, м/сут 3 /- параметр отношения количества ЗС (3) к количеству ОСв блоке или участке- компрессия (напор) на закачных скважинах,м О - депрессия (понижение) на откачных скважинах, м с - радиус скважины (фильтра), м. Для иллюстрации эффективности предлагаемого способа приведем необходимые расчеты по месторождению Акдала, геологический блок 1-31(геотехнологические блоки 16 и 17). Исходные данные для проектирования площадь блока бл 176430 м 2 Кф 6,2 м/сут п 1,6 т/м 32 при коэффициенте извлечения- 0,850 м 10 м 0,337 с 0,06 м глубина (скважины) залегания рудовмещающего горизонта Н 185 м удельная стоимость бурения и оснастки скважины Сскв 62,5 США/п.м. суточные эксплуатационные 23027 затраты на блок Сэ 3400 США/сут геотехнологические параметры для предлагаемой квадратной системы о 50 м при площади ячейки я - 4900 м 2,3 м при 4 м,121/294,количество скважин скв. 150 шт. а для гексагональной системы О 43 м при площади ячейки я 4800 м 2,82/292,8, количество скважин скв 111 шт. Время отработки блока для предлагаемой системы Время отработки блока для гексагональной системы разработки определяется по формуле Определим время отработки блока при гексагональной системе Проведем экономический анализ для двух систем разработок, для чего необходимо определить общие затраты на добычу металла, который состоит из затрат на бурение и оснастку скважины, и эксплуатационных затрат З общ 15018562 , 5135634006344775 США ,- для сравниваемой гексагональной системы З общ 11118562 ,5161234006764238 США . Предлагаемый способ обеспечивает экономию средств от сравниваемого способа Таким образом, время отработки блока уменьшается в 4,4/3,71,2 раза, который приводит к экономическим эффекту в размере 419463 США. Использование заявляемого способа позволит отрабатывать способом ПСВ гидрогенные месторождения со средним и неглубоким залеганиям рудных залежей,которые характеризуются менее благоприятными горногеологическими условиями за счет бурения куста ЗС, что приводит к уменьшению срока отработки блоков и увеличению дохода от добычи. Способ подземного скважинного выщелачивания металлов гидрогенных месторождений,включающий вскрытие и отработку блоков подземного скважинного выщелачивания системой закачных-откачных скважин, отличающийся тем,что отработку ведут кустами закачных скважин,расположенных по краям квадратной ячейки и в цетнре откачной скважиной, которые приводят к уменьшению срока отработки эксплутационных блоков почти вдвое за счт постоянногосоотношения закачных и откачных скважин, равное четырм.