Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых Советский патент 1985 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам эксплуатации рудных месторождений подземным выщелачиванием. По основному авт. св. № 613086 известен способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающий вскрытие рудного тела системой горных выработок, в том числе скважинами, с последующим магазинированием руды в блоке, создание под днищем блока полости вскрытой откачной скважины, в которой размещают материал подстилающего слоя, напри.мер песок, подачу выщелачивающего и откачку продуктивного растворов, при этом воздействуют ультразвуковыми колебаниями на материал подстилающего слоя путем установки источника ультразвуковых колебаний 11. Однако, хотя при известном способе утечки продуктивнь1х растворов в пространство вокруг блоков и снижаются, этот процесс полностью не предотвращается. Продуктивные растворы и в достаточном для воздействия на окружающую среду количестве продолжают уходить в пространство вокруг блоков. Так как в пределах рудного тела трещиноватость развита и направлена в основном в одном главном направлении, то и уходящие за пределы блоков продуктивные растворы (утечки) в конечном счете будут двигаться в этом направлении, создавая генеральное направление движения утечек. Этот поток утечек продуктивных растворов, минуя полости под днищами блоков и сборники продуктивных растворов, будет двигаться к нижнему флангу генерального направления движения утечек, объединения в себе утечки из всех блоков. В конечном счете он также не будет уловлен и это приведет к потерям значительного количества выщелаченного из руды полезного компонента и опять таки к загрязнению весьма агрессивными и вредными растворами, получившими в итоге выход на поверхность окружаюц ей среды. При этом значительно снижается эффективность подземного выщелачивания полезных ископае,мых. Целью изобретения является снижение утечек продуктивных растворов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подземного выщелачивания полезных ископаемых перед магазинированием руды определяют в рудном теле главное направление развития трещиноватости, по нему устанавливают предполагаемое генеральное направление движения утечек продуктивных растворов, одновременно с созданием под днищем блоков полостей из выработки для их формирования через откачные скважины на более низком фланге генерального направления создают щелевидную углообразную полость, размещают в ней мелкозернистый материал, аналогичный материалу в полостях под блоками, устанавливают на забоях откачных скважин углообразной полости источники ультразвуковых колебаний, которыми воздействуют на мелкозернистый материал в процессе выщелачивания, улавливают в углообразную полость утечки продуктивных растворов и затем откачивают их на поверхность. Кроме того, углообразную щелевидную полость по простиранию располагают перпендикулярно генеральному направлению движения утечек продуктивного раствора, а ее ширину по простиранию устанавливают большей ширины каждого из блоков замагазинированной руды. На чертеже изображена пространственная схема реализации предлагаемого способа. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Отрабатываемое рудное тело 1 разбивают на блоки 2, в которых взрыванием осуществляют дробление (магазинирование) руды до величины кусков, необходимых для эффективного выщелачивания. Перед магазинированием руды в рудном теле 1 выявляют главное направление развития трещиноватости 3, например изучением извлекаемых из скважин кернов или любым методом. По выявленному главному направлению развития трещиноватости рудного тела определяют предполагаемое генеральное направление движения 4 утечек продуктивных растворов по пласту. Затем из выработки 5 под блоки 2 проводят скважины 6 и взрыванием серии зарядов взрывчатого вещества формируют под днищами блоков полости 7 с последующим заполнением их мелкозернистым подстилающим материалом 8, гранулометрический состав которого на порядок меньще гранулометрического состава замагазинироваиной в блоках 2 руды, например песком или фаянсом. Скважины обсаживают трубными колоннами 9 с фильтрами 10 на их торцах, снабженными источниками ультразвуковых комбинаций. Одновременно с этим на более низком фланге генерального направления движения 4 утечек продуктивных растворов из выработки 5 через скважины 11 также взрыванием серии зарядов создают углообразную щелевидную полость 12. Причем по простиранию ее располагают перпендикулярно генеральному направлению движения 4 утечек продуктивного раствора по пласту, а ее щирину В .по простиранию устанавливают большой ширины В каждого из блоков 2 замагазинированной руды (т.е, В .В.). При этом углообразную полость располагают таким образом, чтобы ее вертикальная 13 и горизонтальная 14 стороны по возможности охватывали генеральное направление движения 4 утечек продуктивных растворов по рудному телу 1. Через скважины 11 размещают в этой полости такой же мелкозернистый материал, что и в полостях 7 под блоками 2, и обсаживают скважины 11 трубными колоннами 15 с фильтрами 16, снабженными источниками ультразвуковых колебаний. Источники ультразвуковых колебаний в скважинах б и 11 включают после заполнения всех полостей мелкозернистыми материалом и осуществляют выщелачивание. Подачу выщелачивающих растворов в блоки 2 производят по закачным скважинам 17 из выработки 18. Рабочие растворы, взаимодействуя с дробленой рудой в блоках 2, насыщаются металлом и поступают в полости 7 под днищем в виде продуктивных растворов. Под воздействием ультразвука из источников колебаний на скважинах 6 рабочие растворы проходят через блоки 2 в полости 7 более быстро. Хотя это и снижает утечки продуктивных растворов из блоков 2 в пространство вокруг них, но такие утечки все же имеют место. Объединяясь в общий поток, они двигаются в одном направлении, определенном направлением развития трещиноватости 3 слагающих рудное тело компонентов, создавая генеральное направление движения 4 утечек. Этот поток утечек продуктивны) растворов, встречая на своем пути углообразную щелевидную полость 12, заполненную мелкозернистым материалом, им улавливается и по скважинам 11 откачивается на поверхность. Включенный источник ультразвука на фильтрах 16 этих скважин обеспечивает воздействие ультразвуковых колебаний на мелкозернистый материал в щелевидной полости 12. В результате скорость фильтрации, а следовательно, и скорость перемещения продуктивного раствора по его капиллярам возрастает в десятки раз, что обеспечивает более быстрое и полное улавливание продуктивных растворов в щелевидной уголообразной полости 12 и снижение утечек продуктивных растворов мимо щелевидной полости, а следовательно, и потерь полезного компонента. Применение предлагаемого изобретения позволит значительно уменьшить потери извлекаемого металла, снизить уровень загрязнения плодородного слоя поверхности в месте разработки, а также грунтовых и подпочвенных вод агрессивными и вредными растворами, и в конечном счете еще больще повысить эффективность подземного выщелачивания полезных ископаемых.

1. СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ по авт. св. № 613086, отличающийся тем, что, с целью снижения утечек продуктивных растворов, перед магазинированием руды определяют в рудном теле главное направление развития трещиноватости, по нему устанавливают предполагаемое генеральное направление движения утечек продуктивных растворов, одновременно с созданием под днищем блоков полостей из выработки для их формирования через откачные скважины на более низком фланге генерального направления движения утечек продуктивных растворов создают щелевидную углообразную полость, размещают в ней мелкозернистый материал, аналогичный материалу в полостях под блоками, устанавливают на забоях откачпых скважин углообразной полости источники ультразвуковых колебаний, которыми воздействуют на мелкозернистый материал в процессе вьацелачивания, улавливают в углообразную полость утечки продуктивных растворов и затем откачивают их на поверхность. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, S что углообразную щелевидную полость но (Л простиранию располагают перпендикулярно генеральному направлению движения утечек продуктивного раствора, а ее ширину по простиранию -устанавливают большей ширины каждого из блоков замагазинированной 1)уды. /5 СП | ю