Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых Советский патент 1981 года по МПК E21B43/28 

(54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к горному делу, а именно к добыче полезных ископаемых выщелачиванием на месте залегания. Известен способ подземного вышелачивания путем подачи выщелачивающего и откачки продуктивного растворов соответственно через закачные и откач- ные скважины, расположенные в шахматном порядке l. Недостатком этого способа является неравномерная проработка рудных, залежей из-за образования застрййых зон между скважинами как в закачных, так и в откачныхрядах. Известен способ подземного вышелачивания полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта линейными рядами закачных и откачных скважин и ведение процесса выщелачивания двумя чередующимися периодами, в течение каждого из которых производят закачку и одновременную откачку, соответственно, выщелачивающего и продуктивного растворов с различными расходами закачки и откачки в четных и нечетных скважинах соответствующих линейных рядов зТ. Недостатком способа является низкое извлечение полезного компонента за счет неполной проработки рудных зон, примыкающих к откачным скважинам, кольматации прискважинных зон при длительных остановках скважин и неполного использования скважин в течение времени отработки. Цель изобретения - повьшение извлечения полезного компонента. Поставленная цель достигается тем, что в первый период закачку выщелачивающего и откачку продуктивного расл творов производят с расходами, удовлетворяющими соотношению Q (1,8-2,2) Q2, а второй период - удовлетворяющими соотношению (i (1,8-2,2) Q, где Qj - расход закачки и откачки растворов в нечетных скважинах линей ных рядов, 2 расход закачки и откачки растворов в четных сква жинах линейных рядов, м/ч. На ч ертеже изображена схема ячейки с линиями тока движения растворов. Способ осуяествляют следующим образом, Рудную залежь 1 вскрывают рядами закачных 2 и,-откачньк 3 скважин. Через закачные скважины 2 закачиваютвьпцелачивающий раствор, а через откачные скважины 3 откачивают продуктивный раствор попеременно чередующимися периодами с разными расходами в четных и нечетных соответственн закачных 2 и откачных 3 скважинах. В нечетные периоды выщелачивающий ра твор закачивают в нечетные закачные скважины 2 с расходом Q (I,8-2,2) Соответственно продуктивные растворы откачивают с тем же соотнощением расходов в четных и нечетных откачных скважинах 3. В четные периоды выщелачивающий раствор закачивают, а продуктивный откачивают с противоположным соотношением расходов Q,(l ,8-2,2) Q в четных и нечетных закачных 2 и откачных 3 скважинах. При таком режиме работы закачных и откачньгк .скважин крайние линии тока 4 и 5 движения растворов располагаются несиммет рично относительно границы 6 и 7 ячейки. При изменении по меньшей мере .оди раз соотношения расходов выщелачиваю щего и продуктивного растворов в нечетных и четных закачках и откачных скважинах на противоположные (т.е. в скважинах с большими расходами) снижают расходы предпочтительно в два раза, а в скважинах с меньшими расходами растворов смещаются то к границе 7, то к границе 6 отрабатыва емой ячейки и неотработанные участки 1 О подвергаются выщелачиванию, т.е. неотработанные участки перекры. ваются вьш;елачивающим раствором полностью при смене периодов отработки. Таким образом, обработке выщрлач вающим раствором подвергается вся площадь ячейки. Попеременное увеличение и уменьшение дебитов закачки выщелачивающего и откачки продуктивных растворо повышает эффективность выщепачива34ния не только за счет вовлечения в обработку застойных зон, но и за счет изменения поротого пространства рудной залежи. В зоне пласта, примыкающей к откачным скважинам, в результате снижения давления происходит уплотнение упаковки частиц из-за деформации цементирующего вещества в породе, а также скалывания неровностей поверхности. Перевод скважин с большего дебита откачки на меньший и с меньшего дебита закачки на больший приводит к увеличению порового пространства рудной залежи и к более полной проработке рудовмещающих пород и, как следствие, дополнительному извлечению полезного ископаемого. Эксплуатацию технологических скважин предпочтительно производить с соотношением расходов в четных и нечетных закачных и, соответственно, откачных скважинах, равном 2:1 . Это соотношение предпочтительно в том отношении, что граница раздела растворов формируется сечением движения растворов в отношении соответственно 3:1, что обеспечивает равенство скоростей фильтрации в большем и в меньшем сечениях, что определя1ет одновременно получение из откачных скважин кондиционных растворов. Кроме того, по условиям эксплуатации большинства месторождений приемистость продуктивных пластов ограничена в связи с кольматацией прискважинной зоны, позтому достигнуто увеличение отработки блоков. Возможно отклонение соотношения-расходов эакачных и откачных скважин в больщую или меньшую сторону. Так как по технологическим соображениям скорости фильтрации не должны превыщать одного метра в сутки, то колебание дебитов на 20% ведет к изменению скоростей на эту хе величину, что вполне допустимо по условиям эксплуатации способом подземного выщелачивания. Хотя наибольший эффект достигается при соотношении расходов в четных и нечетных закачках и, соответственно, откачных скважинах, равном 2:.1, практика эксплуатации показывает на возможные отклонения соотношения расходов в пределах 20%, т.е. допустимо для достижения поставленной цели соотношение расходов, равное С 1,8-2,2. Таким образом, периодический перевод скважин с большего дебита н меньший и с меньшего на больший при ведет к изменению порового простран ства и более интенсивной проработки пласта, а также к более полной проработке пласта за счет исключения застойных зон и в целом повышению извлечения полезного ископаемого в пределах 10%, т.е. доведение извлечения до величины, полученной в лабораторных условиях, равной 8590%. Пример . Рудную залежь вскр вают технологическими скважинами. Расстояние между рядами относится к расстоянию между скважинами в ряду как 2:1, например 50-25 мощности продуктивного горизонта 20 м. Прогнозное время обработки месторождения составляет 3 года, отработку ведут в-два периода;, в первый период в каждую нечетную скв жину подают и откачивают, например Зм/ч растворов; и в каждую четную скважину подают и откачивают 6 м /ч растворов. В первый период отработки, который равен половине прогнозного времени отработки отдельных ячеек, т.е 1,5 года, режим вьщелачивания поддерживают в пределах этих расходов. Во второй период отработки, равный 1,5 года, производят изменение рас ходов, т.е. в каждую нечетную скважину подают и откачивают 6 м /ч ,. растворов, а в каждую четную -Зм/ растворов. И в первом и во втором периодах эксплуатации суммарный расход растворов по закачным скважинЖМ рав суммарному расходу по откачным скважинам. Скорость фильтрации растворо в сформировавшихся ячейках одинакова и составляет в первом приближени 0,45 м/с. За счет изменения порового д ространства пласта и вовлечения в отработку большого объема рудоносных по при периодическом изменений режима откачки и закачки общее повышение и влечения ожидается на уровне миниму 36 ма на 10% больше достигнутого на действующих участках выщелачивания. Предлагаемый способ подземного вьш1елачивания полезных ископаемых позволит обеспечить повьшение извлечения полезных компонентов; непрерывную эксплуатацию всех технологических скважин; уменьшение времени отработки элементарных эксплуатационных ячеек и в целом месторождения. Формула изобретения Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включаюпшй вскрытие продуктивного пласта линейными рядами закачных и откачных скважин и ведение процесса выщелачивания двумя чередующимися периодами, в течение каждого из которых производят закачку и одновременную откачку, соответственно, вьпцелачивающего и продуктивного растворов с различными расходами закачки и откачки в четных и нечетных скважинах соответствующих линейных рядов, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения полезного компонента, в первый период закачку выщелачивающего и откачку продуктивного растворов производят с расходами,, удовлетворяющими соотношению Q U,8-2,2) Q2, а во второй период - удовлетворяющими соотношению (1,8-2,2) Q, где 0, - расход закачки и откачки растворов в нечетных скважинах линейных рядов, Q - расход закачки и откачки растворов в четных скважинах линейных рядов, м 5/4 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бахуров В.Г. и Руднева И.К. Химическая добыча полезных ископаемых М., Недра,1972, с. 39-41, рис. 13. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2659348/22-Q3, кл. Е 21 В 43/28, 1978 (прототип).

V JO 8 9