Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых Советский патент 1991 года по МПК E21B43/28 

1

(21)4451403/03

(22) 14.04.88

(46) 30.06.91. Бюл. №24

(71)Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе

(72)А. Д. Рыбаков (53)622.234.4(088.8)

(56)Мамилов В. А. Добыча урана методом подземного выщелачивания. М., 1980, с. 38.

Авторское свидетельство СССР № 721525, кл. Е 21 В 43/28, 1976.

(54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

(57)Изобретение относится к горнодобывающей пром-ти. Цель изобретения - повышение эффективности вышелачивания за счет сокращения времени отработки месторождения и снижения расхода выщелачивающего раствора (Р) путем обеспечения одновременности отработки всех ячеек (Я) пласта. Продуктивный пласт вскрывают рядами обкачных и закачных скважин (С) и разбивают пласт на Я. Последние располагают рядами. Формируют Я с содержанием в каждой из них не более двух одноименных и не более трех разноименных С по направлению движения в них Р. Определяют для каждой Я среднюю по площади Я мощность продуктивной части, площадь Я и средние содержания полезного компонента в продуктивной части Я. Границы между Я устанавливают и поддерживают на пересечении зон гидравлического действия каждой Я или изолиниями на нормали, к которым абсолютные величины проекций градиентов напоров от действия С на каждую из ДВУХ сторон изолинии равны между собой. Осуществляют подачу в закачные С выщелачивающих и производят откачку из откачных С продуктивных Р. Дебит откачиваемого Р в каждой Я поддерживают равным объему закаливаемого Р и определяется по заданной формуле. 1 ил.

сл

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и преимущественно может быть использовано при разработке полезных ископаемых методом подземного выщелачивания.

Цель изобретения - повышение эффективности выщелачивания за счет сокращения времени отработки месторождения и снижения расхода выщелачивающего раствора путем обеспечения одновременности отработки всех ячеек пласта.

На чертеже изображена схема подземного выщелачивания полезного компонента

для трехрядного (распространенного на практике при добыче редких металлов) блока в плане.

На чертеже обозначено: два крайних ряда (1,2)- закачные, средний ряд (3) - откач- ной; на схеме показан примео выделения условной ячейки скважин в центре блока; штрихпунктирными линиями показаны линии тока выщелачиваемого раствора; пунктиром показаны границы зон гидравлического влияния скважин.

При одинаковой средней мощности продуктивной части водоносного пласта в

о сл

ю о ы ю

зонах скважин и при значительном числе рядов по каждому направлению (й) все зоны, кроме пограничных, имеют правильную геометрическую форму квадрата. В данном случае для трехрядного блока при одинаковой средней мощности продуктивной части площади гидравлического влияния зон пограничных скважин (используемые для извлечения полезного компонента) будут в 2 раза меньше площади центральных откачных скважин.

Способ осуществляют следующим образом.

Продуктивный водоносный пласт вскрывают рядами пгкачных и закачных скважин (по данным технологической разведки), и перед отработкой план месторождения (продуктивного пласта) разбивают на условные ячейки, каждая из которых по любому направлению из рядов скважин в плане содержит не более двух одноименных (например, 2 закачные скважины з зонах а и в в ряду 1; по одной скважине будет в одной из ячеек, если идоль ряда одноименных скважин (например, вдоль перпендикулярно расположенного ряда две закачные скважины в зонах а и с и одна откачная скважина в зоне к 1), включая сюда как целые половины скважин (если граница ячейки делит граничные скважины пополам). Площадь каждой ячейки (например, изображенной на чертеже) в плане ограничивается (при расчете функционирования месторождения) зоной ее гидравлического действия или изолинией (на нормали к которой абсолютные величины проекций градиентов напоров от действия скважин на каждую из сторон изолинии равны между собой), проходящей между пограничными (ближайшими к границе) скважинами (данной) ячейки и соседней с ней, если по нормали к изолинии вдоль ряда расположены одноименные по направлению движения в них раствора (например, две закаччые), скважины, или по изолинии, проходящей через центры фз- ничных (т.е. через котооые проходит граница) скважин ячеек, если по нормали к изолинии вдоль ряда, расположены разноименные скважины (чеоез одну: откачная - закачная - откачная...). Очевидно, что, если месторождение вскрыто достаточно большим числом чередующихся откачных и закачных рядов скважин с квадратным расположением последних и если все скважины имеют одинакопую производительность (при однородном, равномерном по мощности продуктивном пласте), т.е. приемистость каждой закачной скважины равна дебиту, каждой о гкачной и наоборот, зона гидравлического дейстЕшя условной ячейки

(или просто зоны ячейки) будет также представлять из себя квадрат (со стороной 1 $, причем поперек рядов одноименных скважин границы зон ячеек будут проходить по

середине расстояния между скважинами, а границы зон ячеек, проходящие поперек ряда чередующихся скважин (закачная, откач- иая), будут проходить через центры скважин.

В общем случае откачку раствора (дебит) поддерживают равной подаче раствора (приемистости) в каждой условной ячейке и равной величине, определяемой из соотношения:

,-rjQ

2, Mm Sm m 1

При этом очевидно, что производительность каждой ячейки (т.е. ее приемистость равная дебиту) может регулироваться только через производительности входящих в нее скважин, а сама по себе является чисто расчетной величиной, необходимой для расчета искомых производител-ьностей скважин.

Таким образом, производительность каждой скважины (дебит, приемистость) или каждой половины (расчетной) скважины

поддерживают равной (например, ежедневной ручной коррекцией ее с помощью соответствующих винтов, вентилей, заслонок или автоматической (регулярной) подстройкой при наличии АСУТП с соответствующими исполнительными устройствами) величине, определяемой из соотношения:

Q MrSy-- -

Ј Мк-а

k 1

Последнее соотношение отличается от предыдущего тем, что здесь фактически имеются два аналогичных типа соотношения: отдельно для всех закачных скважин

(в Mk Sir- где - общее число закачных

k 1

скважин в ячейке) ячейки и отдельно для всех откачных.

По мере отработки месторождения дебит (приемистость) каждой условной ячейки п и производительность каждой входящей в нее скважины i коорекТируют (например, ежедневно ручной подстройкой соответствующих винтов, вентилей, заслонок), поддерживая, соответственно, равными;

a«

SrGh

Q

AMm Sm-Gm rn 1

Qlt MrS-Qt

at

i

J Mk Sk-Gkt

где Qn - дебит откачиваемого раствора ячейки n;

Qi - дебит откачиваемого раствора скважины i в ячейке п;

I - общее число откачных или закачных скважин, включая половинки граничных скважин в ячейке п;

Мп - средняя по площади ячейки мощность продуктивного пласта;

Sn - площадь ячейки п;

Gnt - среднее относительное содержание полезного компонента в продуктивной части пласта ячейки;

Mi - средняя по площади зоны гидравлического действия скважины I мощность пласта;

Si - площадь зоны действия скважины i, ограниченная изолинией в ячейке п;

Git - текущие относительные средние содержания полезного компонента в продуктивной части пласта ячейки п.

Рассмотрим пример расчета режима отработки продуктивного пласта для одной (характерной для практики подземного выщелачивания редких металлов) условной ячейки, показанной на чертеже (в центре трехрядного блока). Допустим, что продуктивная часть пласта на площади выделенной условной ячейки не совсем однородна, причем отклонения от однородности заключаются в следующем: в зоне закачной скважины а (в форме прямоугольника со

сторонами Ей ту) продуктивная часть пласта

имеет среднюю мощность 4 м, в зоне закачной скважины б - 1 м., а в зонах закачных скважинах с и d - по 2,5 м, И пусть для рассматриваемой условной ячейки получили Qn 20 м3/ч. Тогда производительность

20i

закачных скважин: Оа В м /ч; Оь

1« |§ 2 м3/ч; Qc Qd 2,5 5 м3/ч.

Производительности откачных скважин (при равной средней мощности продуктивной части в их зонах)

Qk Qm Юм3/ч.

Рассмотрим пример, когда средняя мощность продуктивной части в зонах всех скважин ячейки одинакова (2,5 м), но имеет место в наполовину отработанной ячейке (GCp 0,5) некоторое опережение в зоне с (Gc 0,4) и некоторое отставание в зоне d (Gd 0,6). Тогда производительности этих закачных скважин (Gc и Gd) составят:

QC 4 м3/с; Qd 6 м3/с; (Qa Qb 5 м3/ч), т.е. после установления производительности такого уровня отработка (ранее Быстрее отрабатываемой) зоны с будет

5 несколько задерживаться (по сравнению со средней скоростью отработки), а отработка зоны с несколько ускоряется.

Формула изобретения Способ подземного выщелачивания по0 лезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного водоносного пласта откач- ными и закачными скважинами с разбивкой пласта на ячейки, и расположением ячеек рядами, подачу в закачные скважины выще5 лачивающих растворов и откачку из откачных скважин продуктивных растворов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности выщелачивания за счет сокращения времени отработки ме0 сторождения и снижения расхода выщелачивающего раствора путем обеспечения одновременности отработки всех ячеек, последние формируют с содержанием в каждой ячейке не более двух одноименных и не

5 более трех разноименных скважин по направлению движения в них раствора, определяют для каждой ячейки среднюю по площади ячейки мощность продуктивной части, площадь ячейки и средние содержа0 ния полезного компонента в продуктивной части ячейки, границы между ячейками устанавливают и поддерживают на пересечении зон гидравлического действия каждой ячейки или изолиниями на нормали, к которым

5 абсолютные величины проекций i радиентов напоров от действия скважин по каждую из сторон изолинии павны между собой, про- хсдящим11 между пограничными скважинами ячеек и соседними с ними, если по

0 нормали к изолинии вдоль ряда расположены одноименные скважины, или по линии, проходящей через центры граничных скважин ячеек, если по нормали к изолинии вдоль ряда расположены разноименные

5 скважины, при этом дебит откачиваемого

раствора в каждой ячейке поддерживают равным объему закачиваемого расдвора и равным величине

0 unt 5/Qit Mn SirGnruf

i 1ЭИт-Sn-Gnrt

т 1

где Мп - средняя по площади ячейки мощность продуктивного пласта; 5Sn - площадь ячейки,

Gnt текущее относительное среднее содержание полезного компонента в продуктивной части пласта ячейки;

N - общее число ячеек в пласте

а производительность каждой скважины определяют из соотношения

Q,,M,-S-G,rQH

Ј Mk Sk-Gkt k 1

где MI - средняя по площади зоны гидравлического действия скважины мощность пласта;

/-®м)м

3-Q/ - /

fHiijr

Si - площадь зоны действия скважины, ограниченная изолинией в ячейке п;

I- общее число откачных или закачных скважин, включая половинки граничных скважин в ячейке п, как целые;

Git - текущие относительные средние содержания полезного компонента в продуктивной части пласта ячейки п.

-®-&