Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для добычи любых полезных ископаемых, в частности, урана путем его выщелачивания через скважины, пробуренные с поверхности земли при доработке выемочных блоков.
Техническим результатом изобретения является увеличение содержания добываемого металла и снижение его себестоимости.
Это достигается тем, что в известном способе отработки блоков при ПСВ металлов, включающем подачу выщелачивающих растворов через закачные скважины и отбор продуктивных растворов из откачных скважин при этом, в период времени - от начала отработки до достижения извлечения 70 % запасов металла блок эксплуатируют по обычному режиму работы закачных и откачных скважин, согласно изобретению, после извлечения 70 % запасов металла в блоке изолируют наиболее быстро отработанные части рудоносного горизонта в разрезе путем резкого снижения их водоотдачи по длине фильтровых колонн закачных и откачных скважин, для этого фильтры закачных и откачных скважин экранируют сверху вниз на 2/3 их высоты, оставляя в рабочем состоянии 1/3 высоты фильтровых колонн снизу, при этом время То доработки блока определяют по формуле:
То = Тэ - Т сут,
где Тэ - общее время эксплуатации блока;
Т - время отработки блока до извлечения 70 % запасов металла.

Текст

Смотреть все

(51) 21 43/28 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Это достигается тем, что в известном способе отработки блоков при ПСВ металлов, включающий подачу выщелачивающих растворов через закачные скважины и отбор продуктивных растворов из откачных скважин при этом, в период времени - от начала отработки до достижения извлечения 70 запасов металла блок эксплуатируют по обычному режиму работы закачных и откачных скважин,согласно изобретению, после извлечения 70 запасов металла в блоке изолируют наиболее быстро отработанные части рудоносного горизонта в разрезе, путем резкого снижения их водоотдачи по длине фильтровых колонн закачных и откачных скважин, для этого фильтры закачных и откачных скважин экранируют сверху вниз на 2/3 их высоты,оставляя в рабочем состоянии 1/3 высоты фильтровых колонн снизу, при этом время То доработки блока определяют по формуле Т оТ эТ сут,где Тэ - общее время эксплуатации блока Т - время отработки блока до извлечения 70 запасов металла.(72) Рогов Евгений Иванович Язиков Виктор Григорьевич Рогов Андрей Евгеньевич Забазнов Владимир Львович Ниетбаев Марат Абенович Забазнов Владимир Владимирович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Горнорудная компания(54) СПОСОБ ОТРАБОТКИ БЛОКОВ ПРИ ПОДЗЕМНОМ СКВАЖИННОМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ МЕТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к горному делу и может быть применено для добычи любых полезных ископаемых, в частности урана, путем его выщелачивания через скважины, пробуренные с поверхности земли при доработке выемочных блоков. Техническим результатом изобретения является увеличение содержания добываемого металла и снижение его себестоимости. 18085 Изобретение относится к горному делу и может быть применено для добычи любых полезных ископаемых, в частности урана, путем его выщелачивания через скважины, пробуренные с поверхности земли при доработке выемочных блоков. При доработке отдельных блоков после 70 извлечения урана методом подземного скважинного выщелачивания(ПСВ) содержание его в продуктивном растворе уменьшается настолько, что добыча становится почти нерентабельной, а зачастую служит причиной вывода блока из эксплуатации. При рентабельной отработке месторождения эксплуатацию блока необходимо прекращать уже при минимально-рентабельном содержании металла в продуктивном растворе, а эксплуатировать блок при минимально-промышленном содержании будет убыточным. Известен способ последовательной отработки блоков попарно при подземном скважинном выщелачивании металлов,включающий последовательное введение в эксплуатацию рудных блоков месторождения и отработку их до полного извлечения запасов металлов подземным выщелачиванием через систему технологических скважин, при этом отработку блоков ведут последовательно попарно в течение времени до достижения проектного извлечения металлов по схеме- первый блок включают в отработку на расчетное время к 1- и эксплуатируют до минимального промышленного содержания по времени Тэ 1- второй блок включают в эксплуатацию через время кр 21 и он работает совместно с первым время э 1-к 11- третий блок включают в эксплуатацию через время к 1 кр 2-кр 2 и он работает совместно со вторым время Тэ 2-к 22 все последующие блоки отрабатывают по аналогичной схеме чередования временных интервалов,где Тэ 1, 2 - время отработки блоков, лет кр 1, 2 - время, за которое концентрация раствора падает до минимально-рентабельного о - время от начала эксплуатации блока до максимума концентрации металла в продуктивном растворе, определяемое экспериментальным путем(Патент 12633, кл. Е 21 В 43/28, С 22 В 3/04,2005 г.) /1/. Основными недостатками этого способа являются- при включении второго и последующих блоков все равно остается проблема доработки блоков от 70 до 95 извлечения, связанная с тем, что отдельные,наиболее бедные и легко выщелачиваемые рудные интервалы в разрезе рудоносного горизонта отрабатываются быстрее,чем богатые и,соответственно, более упорные- фильтровые колонны откачных скважин при длине ф 9-12 м работают удовлетворительно с 2 наиболее продуктивным раствором в нижней своей части, в верхней же фильтруется весьма бедный раствор по причине того, что богатые по урану растворы за счет гравитационных сил постепенно опускаются вниз по разрезу продуктивного горизонта. Это все приводит к снижению массы добываемого металла и увеличению сроков отработки блока. Известен также способ доработки застойных зон пластово-инфильтрационных месторождений металлов методом подземного скважинного выщелачивания при гексагональной схеме вскрытия, включающий подачу выщелачивающих растворов через закачные скважины и отбор продуктивных растворов из откачных скважин и периодическое реверсирование потоков растворов путем смены функции скважин, согласно изобретению, первый период времени 1 блок эксплуатируют по обычному режиму работы откачных и закачных скважин, а реверс в скважинах осуществляют в конце отработки,продолжительность этого периода определяют по формуле затем блок останавливают и переоборудуют все откачные скважины в закачные и каждая вторая закачная скважина в откачные при этом время отработки оставшейся части блока - его застойных зон определяют по формуле общее время отработки блока с реверсированием скважин составляет ТэТ 1 Т 2, сут(3),где- оптимальный радиус гексагональной ячейки, м п - плотность скелета пород с учетом порового пространства, т/м 3 р- плотность продуктивного раствора, т/м 3- отношение жидкого к твердому (ЖТ) на конец отработки блока или участка до оптимальной величины коэффициента извлечения металла -параметр отношения скорости выщелачивания к скорости фильтрации раствора Кф - среднее по блоку значение коэффициента фильтрации, м/сут- отношение числа закачных скважин к числу откачных в блоке до реверсирования 1 - отношение числа закачных скважин к числу откачных в блоке после реверсирования- радиус технологических скважин, м н - напор (компрессия) на закачной скважине, м вод. ст.- депрессия на откачной скважине, м вод. ст. 1,157 - постоянный безразмерный коэффициент 18085 Основными недостатками этого способа являются через определенный период все технологические скважины останавливают и переоборудуют откачные скважины в закачные и каждую вторую в ячейке закачную скважину переоборудуют в откачную. Все эти действия требуют дополнительного времени и ресурсов, что увеличивает себестоимость добываемого металла- в рядных схемах вскрытия возникают сложности в определении скважин, требующих необходимости подготовки к реверсированию. Задачей изобретения является создание способа отработки блоков при ПСВ металлов, позволяющего повысить содержание металла в продуктивном растворе при доработке выемочных блоков. Результатом изобретения является увеличение содержания добываемого металла и снижение его себестоимости. Это достигается тем, что в известном способе отработки блоков при ПСВ металлов, включающий подачу выщелачивающих растворов через закачные скважины и отбор продуктивных растворов из откачных скважин при этом, в период времени - от начала отработки до достижения извлечения 70 запасов металла блок эксплуатируют по обычному режиму работы закачных и откачных скважин,согласно изобретению, после извлечения 70 запасов металла в блоке изолируют наиболее быстро отработанные части рудоносного горизонта в разрезе, путем резкого снижения их водоотдачи по длине фильтровых колонн закачных и откачных скважин, для этого фильтры закачных и откачных скважин экранируют сверху вниз на 2/3 их высоты,оставляя в рабочем состоянии 1/3 высоты фильтровых колонн снизу, при этом время То доработки блока определяют по формуле Т оТ эТ сут,где Тэ - общее время эксплуатации блока Т - время отработки блока до извлечения 70 запасов металла. Технический результат достигается за счет того,что предлагается локализация наиболее быстро отработанных частей рудоносного горизонта в разрезе путем резкого снижения их водоотдачи по длине фильтровой колонны откачных скважин путем экранирования всей верхней части фильтровой колонны на 2/3 ее длины, при этом оставшаяся открытой нижняя часть должна быть такой длины, чтобы обеспечивался необходимый дебит откачной скважины. Произведем теоретическое обоснование нового способа доработки продуктивного пласта в блоке. Известно /3/, что фильтровая колонна по ее длине вследствие потерь напора работает сверху вниз с заметным уменьшением фильтрационной активности, поэтому уменьшение ее длины на 2/3 сверху при доработке увеличит фильтрационный поток именно в нижней ее части через остаток колонны и повысит содержание металла в ПР. Приведем некоторые расчеты. Все остаточные растворы с металлом из пласта будут опускаться на нижний водоупор со скоростью(4) где- плотность продуктивного раствора, т/м 3 в - плотность воды, т/м 3 Кф.в - среднее значение вертикального коэффициента фильтрации пород продуктивного пласта, м/сут Кп - эффективная пористость пласта. Время опускания растворов определяется по формуле /3, с. 67/(5) Время доработки блока - То определяется, исходя из следующего Общее время Тэ эксплуатации блока, например,для гексагональной ячейки определится по формуле(6) При этом время доработки блока определяется по формуле где Т- время отработки блока до 10,7, которое определяется по формуле /3, с. 115/(8) где 1 - кинетический параметр. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Контролируют извлечение металла из блока и после достижения 70 останавливают работу всех технологических скважин. Экранируют 2/3 высоты фильтровых колонн. Экранирование производят, например,путем размещения в скважине полиэтиленовых труб меньшего диаметра. Затем проверяют работоспособность всех скважин и дорабатывают запасы металла в блоке до проектного значения - п. Рассмотрим пример фактической работы блока на месторождении Акдала. Параметры бл 50103 м 2 радиус ячейки 40 м,схема гексагональная, коэффициент фильтрации горизонтальный Кф 12 м/сут,вертикальный Кф.в 1,4 м/сут, показатель скин-эффекта к 1,2 напор на закачных скважинах н 80 м депрессия на откачных скважинах - 10 м средняя продуктивность пласта - 6 кг/м 2 проектное значение параметра п 2,0 п 1,6 т/м 3 параметр 0,6750,337 2,0 Кп 0,28 радиус скважины 0,06 м р 1,03 т/м 3 длина фильтра 12 м 12 з 31 2,6 п 0,9. По формуле (6) определяем общее время отработки блока без экранирования фильтровых колонн 18085 По формуле (8) определим время отработки блока до 10,7 (70 ) Без экранирования фильтров необходимо было бы прокачать растворы в объеме 296685122,433106 м 3. При этом время доработки блока составит То 1402 - 717685 суток. Скорость опускания раствора к нижнему водоупору при этом будет время опускания раствора к нижнему водоупору при этой скорости составит 12453 сут. в Так как время опускания в ПР намного меньше времени доработки То, то практически все растворы за 685 суток попадут при доработке блока в нижнюю часть рудоносного горизонта. В соответствии с нашей работой /4 с. 57-62/ определим рабочую длину фильтровой колонны по формуле (9) для наших условий при 0,05 сут/м 3 Таким образом, нижняя часть фильтровой колонны длиной 4,5 м, которая являлась практически нерабочей, но находилась в наиболее продуктивной части горизонта за счет опустившихся растворов и наиболее слабо проработанного рудного тела. Соответственно,перекрытие верхней части фильтровой колонны приведет к значительному повышению содержания урана в продуктивном растворе. Определим дебит ЗС по формуле /3, с.105/ За время доработки будет прокачен объем растворов 36,22,668512773666 м 3. Добыто урана на этапе доработкиблп 0,3 ,5010360,900,381103 кг. Среднее содержание урана в ПР составит при доработке с экранированием фильтровых колонн 81109 С 1105 мг/л. 0,774109 Без экранирования фильтров дебит откачной скважины составит 1,15721212218296 м 3 /сут. 10 27,7 Среднее содержание урана в растворе без экранирования 8110 9 233,3 мг/л. 2,433 10 9 Себестоимость добычи 1 кг металла без экранирования фильтровых колонн составит/3, с. 174/ 127 е-0,017333,315,7 /кг,с экранированием фильтровых колонн себестоимость составит 227 е-0,01731054,4 /кг. Экономический эффект при доработке по рассматриваемому блоку составит Э 501036(15,7-4,4)0,30,9915300 США. Таким образом, видно, что экранирование двух третей фильтровых колонн при доработке выемочного блока приводит к существенному экономическому эффекту. По сравнению с прототипом заявляемый способ экономит ресурсы и время на переоборудование откачных скважин в закачные, что также снижает себестоимость добываемого металла. При использовании способа отпадает необходимость решать не простую инженерную задачу о числе и месте переоборудования откачных скважин в закачные. Кроме того, в новой технологии существенно повышается адаптивность,надежность и управляемость процессами ПСВ металлов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ отработки блоков при подземном скважинном выщелачивании металлов, включающий подачу выщелачивающих растворов через закачные скважины и отбор продуктивных растворов из откачных скважин при этом, в период времени от начала отработки до достижения извлечения 70 запасов металла блок эксплуатируют по обычному режиму работы закачных и откачных скважин,отличающийся тем, что после извлечения 70 запасов металла в блоке изолируют наиболее быстро отработанные части рудоносного горизонта в разрезе путем резкого снижения их водоотдачи по длине фильтровых колонн закачных и откачных скважин,для этого фильтры закачных и откачных скважин экранируют сверху вниз на 2/3 их высоты, оставляя в рабочем состоянии 1/3 высоты фильтровых колонн снизу, при этом время То доработки блока определяют по формуле Т оТ эТ сут, ,где Тэ - общее время эксплуатации блока Т - время отработки блока до извлечения 70 запасов металла.

МПК / Метки

МПК: E21B 43/28

Метки: выщелачивании, блоков, способ, отработки, скважинном, металлов, подземном

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-18085-sposob-otrabotki-blokov-pri-podzemnom-skvazhinnom-vyshhelachivanii-metallov.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ отработки блоков при подземном скважинном выщелачивании металлов</a>

Похожие патенты