СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к области разработки месторождений рудных полезных ископаемых, в частности к извлечению урана из месторождений гидрогенного типа, за счет процессов подземного выщелачивания, и может быть использовано для экспрессного контроля интенсивности протекания процессов и их распространения в разрабатываемых пластах.

Известен способ ртутометрических поисков рудных тел (в том числе зон пластового окисления урановых меторождений гидрогенного типа) по почвенному воздуху и воздуху рыхлых отложений, включающий откачку воздуха из подготовленной бурки или шпура, анализ его на содержание ртути и выделение местоположения зон или рудных тел по максимальным содержаниям ртути в воздушных пробах (Фурсов В.З. Газортутный метод поисков месторождений полезных ископаемых. М. Наука, 1983, с. 143-154). Способ основан на способности ртути и ее соединений вследствие ее летучести образовывать газовые ореолы на уровне почвенного горизонта и рыхлых отложений, источником которых служат приуроченные к рудным телам и зонам пластового окисления первичные и вторичные ореолы ртути, а также обогащенные ртутью зоны сульфидизации, как правило, сопровождающие рудные тела многих месторождений полезных ископаемых.

Однако этот способ направлен на поиск месторождений полезных ископаемых, рудных тел и зон. Для контроля процессов подземного выщелачивания он не используется, т.к. не позволяет фиксировать протекание процессов.

Наиболее близким по назначению к предлагаемому является способ контроля процессов подземного выщелачивания с помощью индукционного каротажа, принятый за прототип. Способ включает систематические измерения электрических параметров рабочих растворов в специально пробуренных наблюдательных скважинах. По полученным данным судят об изменении минерализации пластовых растворов, об интенсивности процесса выщелачивания и о его распространенности на площади выщелачивания.

Способ позволяет определить преимущественные пути движения растворов, а также судить о полноте охвата рудных залежей процессами выщелачивания. К недостаткам способа следует отнести необходимость трудоемких подготовительных работ по обеспечению полиэтиленовой обсадки наблюдательных скважин, применение сложной аппаратуры индукционного каротажа, необходимость периодичесаой проверки целостности полиэтиленовой обсадки токовым каротажом, недостаточно однозначный контроль интенсивности проработки рудного интервала (Добыча урана методом подземного выщелачивания. М. Атомиздат, 1980, с. 71).

Ставится задача создания экспрессного и достоверного способа контроля процессов подземного выщелачивания.

Задача решается за счет того, что в способе, включающем периодические измерения по сети параметров, характеризующих интенсивность процессов, проходящих в зоне выщелачивания, до введения рабочего раствора в скважины проводят ртутно-газовую съемку с поверхности на площади выщелачивания, после введения раствора периодически проводят измерения содержаний ртути в воздухе почв и рыхлых отложений по той же сети и по интенсивности выявленных аномалий ртути и их изменению во времени с учетом геолого-тектонической обстановки на площади выщелачивания определяют пути движения растворов и судят о полноте охвата рудных залежей процессами выщелачивания и их интенсивности.

Предлагаемый способ основан на том, что одновременно с процессами извелечения рудного элемента в раствор переводится ртуть из ореолов, сопровождающих зоны пластового окисления. Переход ртути в раствор сопровождается процессами восстановления ртути, которая в силу своей летучести возгоняется из рудного интервала во вмещающие породы, рыхлые образования и почвенный горизонт. Изменения наблюдаемого ртутногазового поля на уровне почвы и рыхлых отложений, таким образом, однозначно зависит от количества и интенсивности выделения ртути на уровне рудного вещества под воздействием рабочих растворов. Это дает возможность контролировать процесс выщелачивания урана по перешедшей в раствор ртути, выход которой из промышленных рудных зон в рабочий раствор приводит к изменению содержания ртути в почвенном воздухе и рыхлых отложениях над площадью выщелачивания.

Таким образом, обнаружение факта перехода достаточного для анализа количества ртути в рабочий раствор в процессе выщелачивания с последующим ее восстановлением и возгонкой на уровень почвенного горизонта позволило привлечь для контроля процесса качественно новый параметр пары ртути.

Для осуществления способа необходимо произвести следующие операции:
1. До начала процесса выщелачивания выполняют ртутногазовую съемку с поверхности на площади выщелачивания по обычной методике.

2. После введения в скважины рабочего раствора проводят периодические наблюдения ртутногазовоаго поля по прежней сети наблюдений с интервалом, выявленным опытным путем и зависящим от геолого-геохимических условий разрабатываемого месторождения и применяемой технологии (обычно 24 ч).

3. По интенсивности выявляемых аномалий ртути и их изменению во времени с учетом геолого-тектонической обстановки на площади выщелачивания делают заключение об интенсивности процессов, пути движения растворов и полноте охвата рудных залежей процессами выщелачивания.

На фиг. 1 приведены результаты ртутно-газовой съемки, выполненной на площадке подземного выщелачивания до закачки раствора; на фиг. 2 приведены результаты ртутногазовой съемки, проведенной через 172 ч после закачки серной кислоты на уровень продуктивного горизонта; работы проводились на урановом месторождении.

На фиг. 1 и 2 обозначены закачные скважины и точки измерения содержания ртути. Результаты представлены в виде изолиний содержаний ртути в плане на дневной поверхности. Точки измерения и методика работ до и после закачки кислоты совпадали. Видно, что в первом случае не выявлены значимые величины содержаний ртути. Во втором случае по газовым ореолам выделяются области распространения кислоты в продуктивном горизонте, а по максимумам аномалий отмечаются области интенсивной проработки пород.

Приведенные результаты показывают, что способ позволяет достоверно и быстро проводить контроль процессов подземного выщелачивания на урановых месторождениях гидрогенного типа, а также на месторождениях других полезных ископаемых, разрабатываемых аналогичным образом.

Использование: для оперативного контроля интенсивности процессов выщелачивания путем движения раствора и полноты охвата процессом рудных залежей. Сущность изобретения: до закачки рабочего раствора проводят ртутногазовую съемку с поверхности, а в процессе выщелачивания периодически проводят наблюдения ртутногазового поля. По результатам определения содержания ртути в воздухе почв и рыхлых отложений, интенсивности выявленных аномалий ртути и их изменениям во времени определяют пути движения растворов и судят о интенсивности процессов выщелачивания. 2 ил.

Способ контроля процессов подземного выщелачивания, включающий периодические измерения по сети параметров, характеризующих интенсивность процессов, происходящих в зоне выщелачивания, отличающийся тем, что до введения рабочего раствора в скважины проводят ртутно-газовую съемку с поверхности на площади выщелачивания, после введения раствора периодически проводят измерения содержаний ртути в воздухе почв и рыхлых отложений по той же сети и по интенсивности выявленных аномалий ртути и их изменению во времени с учетом геолого-тектонической обстановки на площади выщелачивания определяют пути движения растворов и судят о полноте охвата рудных залежей процессами выщелачивания и их интенсивности.