Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых Советский патент 1978 года по МПК E21B43/28 

1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам эксплуатации месторождений руд цветных, редких и радиоактивных металлов, а также к способам технологического опробования разведуемых месторождений.

Известеп способ подземного выщелачивания, заключающийся в том, что через систему скважин на руду в ее естественном залегании или предварительно раздробленную (в случае плотных или скальных руд) подают выщелачивающий раствор, который химически взаимодействует с полезным компонентом в руде, растворяет его и, насыщаясь металлом, выносит его в продуктивном растворе на поверхность. Причем для интенсификации процесса непосредственно перехода металла из руды в раствор на руду при этом воздействуют ультразвуковыми колебаниями 1.

Однако этот способ довольно длителен и поэтому недостаточно эффективен.

Известеп также способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающий вскрытие рудпого тела системой выработок и скважин с последующим магазинированием руды в блоке, созданием под днищем блока полости, вскрытой откачной скважиной, с применением в ней гидроизоляционного слоя, включающего деревянный накатник, нолихлорвиниловую пленку и песчаную подушку,

предназначенную для предохранения гидроизоляционного слоя от ударов кусков разрушаемой руды, подачу кислоты и откачку продуктивных растворов 2.

Однако и при этом способе (также как и в предыдущем) переход продуктивных растворов из блока замагазинированной руды в сборники насыщенных растворов, откуда они откачиваются на поверхность, осуществляется в результате естественной гравитационной фильтрации, происходящей довольно медленно, что значительно увеличивает время на отработку блоков или время опробования разведуемых месторождений.

Кроме того, естественная медленная фильтрация продуктивных растворов приводит к тому, что в результате воздействия капиллярных сил часть продуктивных растворов не попадает в сборники, а уходит в пространство вокруг блока (наверх и в стороны). В результате весьма агрессивные и достаточно вредные растворы получают выход на поверхность, что вызывает загрязнение и разрушение окружающей среды, т. е. наблюдается довольно интенсивная утечка продуктивных растворов в пространство вокруг блока.

Цель изобретения - уменьшение утечки продуктивных растворов в пространство вокруг блока путем интенсификации процесса откачки. Это достигается тем, что ультразёуКбЁЫМи колебаниями воздействуют на материал Подстилающего слоя путем установки источника ультразвуковых колебаний на забое откачной .скважины. Изобретение основано на открытии академика Е. Г. Коновалова «Ультразвуковой каниллярный эффект, заключающемся в том, что скорость естественного движения жидкости в капиллярах повышается в десятки раз под действием ультразвука. На чертеже изображена схема реализации способа, вертикальный разрез. Способ осуществляется следующим образом. Из выработки 1 под блок 2 взорванной руды 3 проводят скважину 4. Последовательным взрыванием серии зарядов взрывчатого вещества под блоком формируют полость 5 с последующим заполнением ее рабочим телом, например песком 6, гранулометрический состав которого на порядок меньше гранулометрического состава взорванной руды 3. Скважину 4 обсаживают трубной колонной 7 с фильтром 8, снабженным источником ультразвуковых колебаний. Включают этот источник и осуществляют процесс выщелачивания в блоке. Подачу рабочих растворов в блок 2 осуществляют по закачным скважинам 9 из выработки 10. Рабочие растворы, взаимодействуя с дробленой рудой в блоке, насыщаются металлом и стекают к днищу блока к границе между блоком 2 и полостью с песком 6 уже в виде продуктивных растворов. Попадая в капилляры рабочего тела 6 под действием естественной капиллярной фильтрации, продуктивные насыщенные растворы перемещаются по ним к фильтру 8 и откачиваются по колонне 7 и далее на поверхность. Включенный источник ультразвука в фильтре 8 обеспечивает воздействие ультразвуковых колебаний на рабочее тело. В результате скорость перемещения продуктивного раствора, обогащенного металлом, по капиллярам рабочего тела в направлении от блока к фильтру возрастает в десятки раз. Это обеспечивает более быстрое прохождение рабочего раствора через блок с дробленой рудой. Кроме того, при естественной медленной фильтрации продуктивные растворы не Полно стьЮ попадают в Пблость с рабочим телом; Часть из них уходит в пространство вокруг блока. Значительное увеличение скорости капиллярной фильтрации в направлении от блока к откачной скважине обеспечивает строго направленное движение растворов ri снижение неконтролируемой утечки в пространство вокруг блока и, таким образом, снижение уровня загрязнения почв. Применение предлагаемого способа подземного выщелачивания позволяет значительно снизить затраты времени на отработку блоков при разработке месторождений или При онробовании разведуемых месторождений, повышает производительность труда, а также возможность обеспечения сохранения окружающей среды от загрязнения агрессивными и вредными веществами. ,, Формула изобретения Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающий вскрытие рудного тела системой горных выработок, в том числе и скважинами, с последующим магазинированием руды в блоке, создание под днищем блока полости, вскрытой откачной скважины, в которой размещают материал подстилающего слоя, например песок, подачу выщелачивающего раствора и откачку продуктивных растворов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения утечек продуктивных растворов в пространство вокруг блока за счет интенсификации процесса откачки, ультразвуковыми колебаниями воздействуют на материал подстилающего слоя путем установки источника ультразвуковых колебаний на забое откачной скважины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Красножен С. В. и др. Исследование влияния ультразвука на процессы выщелачивания соединений меди и никеля нз нолиметаллических руд. - Научные труды СибцветметНИИпроект, Красноярск, 1970, вып. 3, с. 266-271. 2.Вечеркин С. Г. и др. Подземное выщелачивание урана из бедных руд на месте их залегания. М., «Атомная энергия, 1968, т. 24, с. 128-133.