Способ подземного выщелачивания пластово-инфильтрационных месторождений металлов

(51) 21 43/28 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН где п - плотность пород продуктивного пласта,т/м- отношение ЖТ о - радиус гексагональной ячейки, м 3 0,675- проектное значение параметра от ношения средней скорости выщелачивания к средней скорости фильтрации раствора ф - среднее значение коэффициента фильтрации продуктивного пласта, м/сут скважин к- откачных скважин н - напор на закачных скважинах, м вод. ст.- депрессия на откачных скважинах, м вод. ст.- радиус технологических скважин, м.(72) Язиков Виктор Григорьевич Рогов Евгений Иванович Рогов Андрей Евгеньевич Кайпбаев Дюсетай(73) Акционерное общество Национальная атомная компания Казатомпром(56) Новик-Качан В.П. и др. Добыча металлов способом выщелачивания М. 1970, с. 57-58(54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПЛАСТОВО-ИНФИЛЬТРАЦИОННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МЕТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластовоинфильтрационных месторождений металлов способом подземного выщелачивания через скважины,пробуренные с поверхности. Это достигается тем, что в способе подземного выщелачивания пластово-инфильтрационных месторождений металлов, включающем вскрытие продуктивного пласта скважинами с гексагональной системой их размещения, подачу выщелачивающего раствора в закачные скважины и отвод продуктивного раствора через откачные скважины, согласно изобретению, второй ряд от границы закачных скважин гексагональных ячеек используют в реверсивном режиме в течение времени Т используют в качестве закачных скважин, после чего в течение времени Т используют в качестве откачных скважин при этом время То определяют из соотношения 15192 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластовоинфильтрационных месторождений металлов способом подземного выщелачивания через скважины,пробуренные с поверхности. Известны способы отработки залежей на их границах с забалансовыми рудами с рядным расположением скважин различной формы (Добыча урана методом подземного выщелачивания / Под редакцией проф. Мамилова В.А., М. Атомиздат, 1980, с. 117-119). Недостатками этой схемы расположения технологических скважин являются непригодность ее для разработки месторождений с ярусным и наклонным залеганием рудных тел, наличие застойных не прорабатываемых зон на границе рудной залежи из-за неполного гидродинамического охвата рудных тел, а также разубоживание продуктивных растворов и частичная потеря металлов из-за растекания растворов за границей рудных тел. Известен способ отработки рудных залежей подземным скважинным выщелачиванием с гексагональной схемой вскрытия - когда закачные скважины располагаются по углам правильного шестиугольника, а откачные в центре с оптимальным радиусом (расстоянием от откачной скважины до закачной) -(Добыча металлов способом выщелачивания. Новик-Качан В.П. и др., М. 1970, с. 57-58). Основными недостатками при отработке блоков на границах с забалансовыми рудами или пустыми породами являются наличие не прорабатываемых зон, или заложение большого числа закачных скважин в забалансовых рудах. В первом случае откачные скважины первого ряда от границы будут давать бедные продуктивные растворы, т.е. разубоживать продуктивные растворы (ПР) пластовыми водами. Во втором случае допускаются значительные потери металла. Так, например, при радиусе ячейки 50 м, продуктивности рудного пласта 8 кг/м 2 и при коэффициенте извлечения полезного ископаемого 0,75 потери составят кг. Задачей нового технического решения является создание способа подземного выщелачивания металлов, позволяющего уменьшить их потери в недрах за счет более эффективной проработки выщелачивающими растворами пограничных участков с забалансовыми рудами. Техническим результатом изобретения является уменьшение потерь металла. Это достигается тем, что в способе подземного выщелачивания пластово-инфильтрационных месторождений металлов, включающем вскрытие продуктивного пласта скважинами с гексагональной системой их размещения, подачу выщелачивающего раствора в закачные скважины и отвод продуктивного раствора через откачные скважины, согласно изобретению, второй ряд от границы закачных 2 скважин гексагональных ячеек используют в реверсивном режиме в течение времени То используют в качестве закачных скважин, после чего в течение времени Т используют в качестве откачных скважин при этом время То определяют из соотношения, сут, где п - плотность пород продуктивного пласта,т/м- отношение ЖТ о - радиус гексагональной ячейки, м 3 0,675- проектное значение параметра от ношения средней скорости выщелачивания к средней скорости фильтрации раствора ф - среднее значение коэффициента фильтрации продуктивного пласта, м/сут скважин к- откачных скважин н - напор на закачных скважинах, м вод. ст.- депрессия на откачных скважинах, м вод. ст.- радиус технологических скважин, м. Технический результат достигается за счет реверсирования пограничных закачных скважин через определенное время с режима закачных на - откачные. На чертеже представлена схема отработки участков на границах месторождении - фиг. 1 и ячейка на границе блока после реверсирования - фиг. 2. Способ осуществляется следующим образом. В соответствии с фиг. 1 а в период времени То, за который извлекается металл из блока, технологические скважины второго ряда работают в качестве закачных. Оставшийся период отработки блоков эти скважины переоборудуют в откачные и эксплуатируют их на период времени п-о Т. Где Тп - общее время отработки скважин. Время То определяют из соотношения п - плотность пород продуктивного где где 3 пласта, т/м- отношение ЖТ 15192 о - радиус гексагональной ячейки, м. Величина- оптимальный по критерию затрат для данного конкретного блока радиус гексагональной ячейки определяется по формуле, выведенной в зсос - параметр отношения числа закачных скважин к откачным до реверсирования Н - глубина скважин, м Сскв - стоимость 1 пог. м сооружения скважин,/м Вф - параметр отношения средней скоро сти выщелачивания к средней скорости фильтрации раствора ф - среднее значение коэффициента фильтрации продуктивного пласта в блоке, м/сут н - напор-компрессия на закачных скважинах, м вод. ст.- депрессия на откачных скважинах, м вод. ст. с - радиус скважины, м- отношение жидкого к твердому для извлечения полезного ископаемого до величины- плотность пород продуктивного пласта,т/м 3 Сэ - суточные эксплуатационные затраты по блоку, т/сут 1 - приближенное значение радиуса ячейки- проектное значение коэффициента изгде влечения металла. Так как величинаопределена, то величинуопределяют по формуле земного выщелачивания (сведения о ней приведены в /3/)- коэффициент извлечения полезного ископаемого, доли ед. Общий срок Т отработки блока до проектной величины определяют по формуле 2 160 ппТп 2 1 п ,зсос , где зс, зс число закачных и откачных скважин в блоке после реверсирования соответственно. Специальными лабораторными исследованиями на гидродинамической модели в масштабе 1100 были получены закономерности формирования линий тока от закачных скважин к откачным при реверсировании пограничных закачных скважин. В результате экспериментальных,работ установлена зависимость для определения характерной максимальной длины линии тока в пределах вновь организованной ячейки (фиг. 2) Среднее значение между максимальной длиной линии тока и самой короткойбудет 1,183, м. Число прокачек ВР через ячейку составит Величинакоэффициент извлечения определяют из соотношения(4) где 2 - некоторая постоянная, определяемая статистическим путем для действующих рудников подпр(7) тогда время выщелачивания дополнительных запасов определяют по формуле гдеф - средняя скорость фильтрации ВР от закачной до откачной скважины Подставляя (9) в (8), получим формулу для вычисления, сут,(10) где 1 - число закачных скважин на откачную во вновь организованной треугольной ячейке после реверсирования (фиг. 2). Приведем пример определения режима работы скважин по предлагаемому новому способу для условий месторождения Северный Карамурун. Исходные данные для проекта 0,9 10,74 н 85 м 5 м 0,08 м 50 м 8 кг/м 2 ос 19 зс 55. Находим по формуле (3), (4) 0,860,90,77 Время То определяется по формуле (1) Время выщелачивания дополнительных запасов по формуле (10) составит при 12 Суммарное время эксплуатации блока составит ТпТо 7734701243 сут. Коэффициент извлечения металла из блока за время Тп составит За времябудет добыто дополнительно металла 350,7526,25 т и при цене 12,7 /кг будет получено дополнительно товарной продукции на 333375 США, т.е. при этом способе обеспечивается значительный экономический эффект. Таким образом, при работе по предлагаемому новому техническому решению второй ряд закачных скважин гексагональных ячеек 773 суток будет работать в качестве закачных, а затем время 470 суток - в качестве откачных, что уменьшает потери металла при добыче его подземным выщелачиванием . В настоящее время на руднике ПВ Северный Карамурун запроектирован и начато сооружение технологических скважин на опытном блоке для проверки эффективности предлагаемого способа с расчетными параметрами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ подземного выщелачивания пластовоинфильтрационных месторождений металлов,включающий вскрытие продуктивного пласта скважинами с гексагональной системой их размещения,подачу выщелачивающего раствора в закачные скважины и отвод продуктивного раствора через откачные скважины, отличающийся тем, что второй ряд от границы закачных скважин гексагональных ячеек используют в реверсивном режиме, в течение времени То используют в качестве закачных скважин, после чего в течение времени Т используют в качестве откачных скважин, при этом время То определяют из соотношения- плотность пород продуктивного пласта, т/м- отношение ЖТ о - радиус гексагональной ячейки, м- плотность выщелачивающего раствора,т/м 3 ф - среднее значение коэффициента фильтрации продуктивного пласта, м/сут- отношение числа закачных скважин кос числу откачных скважин н - напор на закачных скважинах, м вод. ст.- депрессия на откачных скважинах, м вод. ст.- радиус технологических скважин, м.