Способ создания противофильтрационных завес при подземном выщелачивании рудоносных пластов

 

СПСХ:ОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИБОФИЛЬТРАДИОННЬШ ЗАВЕС ПРИ ПОДЗЕМНСЖ ВЫЦЕЛАЧИВАНИИ РУДОНОСНЫХ ПЛАСТОВ, ограниченных по почве водонепроницаемыми породалда, вкшочаниций вскрытие рудоносного пласта скважинами, формирование полости фильтрационной завесы и 1нагнетание в нее твердеющих растворов , отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности охраны окружающей среды за счет уменьшения утечек выщелачивающих растворов за пределы блока выщелачивания, полость фильтрационной завесы формируют в виде купола , опирающегося на водонепроницаемые породы, путем самообрушения выщелачива«лого блока на компенсационную выработку, которую оёразуют в подст илающих рудный пласт породах гидроразмавом и проходят с уклоном по почве д от периферии к центру, при этом5Э площадь обнажения кровли компенсаци (Л онной выработки доводят до критической .

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П E 21 В 43/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3488808/22-03 (22) 07.09.82 (46) 07.12.83, Бюл. 945 (72) В.A..Дмитриев, Н.И.Бабичев, К.Н.Кошколда, A.Í.Èàñëåííèêîâ, T.Атакулов и Н.Н.Чесноков (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе

{53) 622.234.4 (088,.8) (56) 1. Лунев Л.И., Рудаков И.Е.

Бесшахтные си темы выщелачивания металла. М., изд-во МГРИ, 1978, с.52.

2. Авторское свидетельство СССР

lO 729301, кл. Е 21 В 43/28, 1977. (54),(57) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС ПРИ ПОДЗЕМНОМ БЫЦЕЛ1 ЧИВАНИИ РУДОНОСНЫХ .ПЛАСТОВ, ограниченных по почве водонепроницаемыни порсщами, включающий вскрытие рудонос„.SUÄÄ1059145 А ного пласта скважинами, Формирование полости фильтрационной завесы и нагнетание в нее твердекщйх раст-воров, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охраны окружакицей средь1 за счет уменьшения утечек выцелачивающих растворов за пределы блока выщелачивания, полость фильтрационной завесы формируют в виде купола, опирающегося на водонепроницаемые породы, путем самообрушения margezaz saeworo блока на компенсационную выработку, которую образуют в подстилакицях рудный пласт породах гидроразмывом и проходят с уклоном по почве от периферии к центру, при этом З площадь обнажения кровли компенсационной выработки доводят до критической.

1 1059145

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче полезных ископаемых методом подземного выщелачивания, преимущественно песчано-глинистых руд.

Известен способ создания противофильтрационных завес, включающий бурение скважин с поверхности по контуру блока выщелачивания, закачку в скважины под давлением твердеющих растворов, которые растекаются вок5

10 руг скважин, соединяются с растворами выщелачивающих растворов, что вызывает повышенный расход реагента и загрязнение окружающей среды.

Целью изобретения является повышение эффективности охраны окружающей среды за счет уменьшения утечек выщелачивающих растворов за пределы

Ф блока выщЕлачивания.

Поставленнач цель достигается тем, что согласно способу создания

65 смежных скважин и после твердения образуют противофильтрационную завесу (1).

Недостатком этого способа является низкое качество образуемых завес, так как природная анизотропия пород препятствует равномерному растеканию растворов, в результате чего не обеспечивается смыкание твердеющих зон, сформированных вокруГ скважин, что ведет к большим утечкам выщелачивающих растворов через такие окна

Кроме того, радиус растекания растворов не превышает 1-2м,что требует бурения большого количества скважин и удорожает процесс подземного выщелачивания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ создания противофильтрационных завес при подземном выщелачивании, включающий вскрытие рудоносного пласта скважинами, формирование полости фильтрационной завесы и нагнетание 35 в нее твердеющих растворов, при этом полость завесы формируют гидравлическим разрывом в почве и кровле продуктивного горизонта t2J.

Недостаток известного способа — . 40 невысокая надежность фильтрационной завесы, что связано с невозможностью четкого проведения гидроразрыва по выбранному направлению. В процессе гидрораэрыва рабочая жидкость разрушает .наиболее слабые связи в породе, а так как все породы обладают природной аниэотропностью, то полость гидроразрыва форйируется чаше всего в направлении наименьшего сопротивления пород. Это приводит к тому, что границы фильтрационной завесы принимают произвольные очертанияг и не обеспечивают надежной гидроизоляции рудного блока от окружающих пород, в результате чего происходят большие утечки противофипьтрационных завес при подземном выщелачи ванин рудоносных пластов, включающему вскрытие рудоносного пласта скважинами, формирование полости фильтрационной завесы и нагнетание в нее твердеющих растворов,. полость фильтрационной завесы формируют в виде купола, опирающегося на водонепроницаемые породы, путем самообрушения выщелачиваемого блока на компенсационную выработку, которую образуют в подстилающих рудный пласт породах гидроразмывом и проходят с уклоном по почве от периферии к центру, при этом площадь обнажения кровли компенсационной выработки доводят до критической.

На фиг. 1 показано формирование гидроразрывом компенсационной выработки; на фиг. 2 — заполнение полости фильтрационной завесы твердеющим материалом; на фиг. 3 — процесс выщелачивания из обрушенного блока

Руды °

Способ осуществляют следующим образ ом .

Продуктивный горизонт 1 вскрывают с поверхности месторождения скважиной 2 гидроразмыва, бурение которой осуществляют ниже почвы продуктивного горизонта 1. Скважину 2 гидроразмыва до почвы продуктивного горизонта

1 обсаживают обсадной трубой 3, в которую помещают гидродобычное оборудование 4, и начинают формировать круглую в план е к омп ен саци он н ую выработку 5 до водонепроницаемым породам

6. с уклоном по почве от периферии к

1 центру скважины 2. Размыв осуществляют до тех пор, пока площадь обнажения кровли не достигнет критической, в результате чего происходит обрушение части продуктивного foðèçoíòà 1 в выработанное пространство компенсационной выработки 5.

Процесс обрушения продуктивного горизонта 1 в выработанное пространство 5 продолжается до тех пор, пока не образуется свод 7,естественного равновесия, имеющий форму купола, опирающегося на водонепроницаемые подстилающие породы б. Обрушенная часть продуктивного горизонта 1 образует разрыхленную руду 8 выщелачи» ваемого блока, которая в результате разрыхления имеет повышенную проницаемость.

В зависимости от прочностных характеристик продуктивного горизонта

1 критическую величину площади обнажения кровпи круглой в плане выработки определяют по известным формулам.

После прекращения обрушения части продуктивного горизонта 1 в выработанное пространство компенсационной выработки 5 с поверхности месторождения бурят нагнетательные скважины 9 до пересечения с куполообразной поверх1059145 ноетью свода 7 естественного равно Весия, между которой и разрыхленной рудой 8 выщелачиваемого блока остается полость фильтрационной завесы

10, повторяющая куполообразный свод

7 естественного равновесия. Через нагнетательные скважины 9 в куполообразную полость фильтрационной завесы

10 подают твердеющий раствор, который заполняет полость фильтрационной завесы 10.и, соединяясь по периферии 10 компенсационной выработки 5 с подстилающими породами б, изолирует разрыхленную руду 8 выщелачиваемого. блока от окружающих пород продуктивного горизонта 1. Одновременно забойная 15 часть скважины 2 гидроразмыва оборудуется фильтром 11.

После твердения изолирующего раствора забойную -,часть 12 нагнетательных скважин 9 разбуривают до верхней части разрыхленной руды 8 выщелачиваемого блока. Затем в скважины 9 подают выщелачивающий раствор реаген та, который фильтруется через разрыхленную руду выщелачиваемого блока 8, обогащается полезным компонентом и, попадая на наклонное днище компенсационной выработки 5, самотекоМ поступает к фильтру 11, затем через скважину 2 гидроразмыва выдается на поверхность .

Фильтрация раствора реагента происходит только через разрыхленную руду 8, так как заполненная твердею щим материалом полость фильтрацион- 35 ной завесы 10 надежно изолирует хорошо проницаемую руду 8 от остальной части продуктивного горизонта 1.

Кроме того, полость фильтрационной завесы 10, заполненная твердеющим раствором,.в нижней части опирается на наклонное днище водонепроницаемых подстилающих пород б, поэтому весь обогащенный раствор реагента, собирающийся на почве компенсационной выработки 5 выщелачиваемого блока, самотеком непременно попадает к фильтру 11.

Куполообразная полость фильтрационной завесы 10 может четко контролироваться с поверхности, так как свод 7 естественного равновесия образуется по параболическому закону и размеры его известны. Это позволяет рассчитать с необходимой точностью объем разрыхленной руды 8 и количество раствора реагента.

При подаче через скважины 9 твер" деющий раствор заполняет только свободное пространство, что обеспечивает равномерное распределение твердеющего раствора по куполообразной полости фильтрационной завесы и исключает образование окон, через . которые может осуществляться связь разрыхленной руды 8 выщелачиваемого блока с продуктивным горизонтом 1.

Применение предлагаемого изобретения обеспечивает улучшение доступа раствора реагента к полезному компоненту, повышение эффективности процесса подземного выщелачивания и охраны окружающей среды и вовлечение в разработку рудных тел, залегающих в сложных горно-геологических условиях.

1059145 я &да

Ф

° ° ю

Ф P

> г ю

° J °

° °

1059145

ТВер8ми ий материал

Уйрдемща материал

1059145

Составитель Н.Руденко

РЕДактор И.Николайчук Техред С.Мигунова Корректор И.Жуска

°

9776/32 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж«35, Рауыская наб., д.4/5

° и ее В

Заказ

Филир ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4