Скважинная гидродобыча — метод добычи, основанный на приведении полезного ископаемого в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия и выдачи в виде гидросмеси на поверхность. Совершенствование техники и технологии добычи урана, повышение эффективности добычных работ и снижение их себестоимости является одной из актуальных задач на сегодняшний день. Цель производственного процесса добычи полезного ископаемого — получение максимального эффекта при минимальных затратах. Схемы вскрытия и эксплуатации гидрогенных месторождений урана и сокращение количества технологических скважин в два-три раза, достигается за счет равномерного размещения геотехнологических скважин. Сущность данного метода заключается в разработке нового способа вскрытия и эксплуатации гидрогенных месторождений урана за счет применения однорядной или многорядной линейной системы расположения «поршневых» скважин на эксплуатационном блоке.
С помощью работы поршневых скважин с линейной схемой их расположения, циклично осуществляется реверсирование потоков, образуя пульсационно-фильтрационный поток биохимического или химического раствора в массиве гидрогенного месторождения урана, что ускоряет процесс выщелачивания урана и повышения его концентрации в продуктивном растворе, откачиваемом на дневную поверхность для переработки.
Ключевые слова: геотехнология, скважина, уран, добыча, подземное выщелачивание, система разработки, месторождение, схема расположения скважин
Геотехнология — наука о геотехнологических методах добычи полезных ископаемых и средствах их осуществления без присутствия людей под землей. Сущность геотехнологических методов заключается в переводе полезного ископаемого в подвижное состояние и непосредственная ее добыча, путем откачки через откачные скважины. Метод геотехнологии который включает в себя все выше перечисленные процессы называется скважинной гидродобычей.
Скважинная гидродобыча — метод добычи, основанный на приведении полезного ископаемого в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия и выдачи в виде гидросмеси на поверхность.
Преимущества геотехнологии: наиболее экономично при добыче полезных ископаемых в урановых месторождениях, где проницаемость руды для раствора достаточна и предварительное дробление не требуется; резко сокращаются объемы, сроки ввода и освоения промышленных мощностей; возможность полной автоматизации процесса; исключается опасный труд человека под землей; возможность бережного, полного и фактически безотходного извлечения из недр земли полезных ископаемых; не происходит вредных выбросов газов и пыли; возможность тонкого, селективного выщелачивания полезных элементов из самых бедных месторождений, со сложным геологическим строением; незначительна энтропия Земли, ее «распыление». Нет нарушений поверхности Земли и вредных отходов; нет явных нарушений естественного равновесия окружающей среды; возможность разрабатывать месторождения с бедными рудами, брошенные или отработанные обычным способом участки месторождений. Например, в отвалах, существующих в каждом горном предприятии, а также в старых рудниках и карьерах, где содержание полезного ископаемого не велико, экономически выгодно использовать метод кучного выщелачивания.
Совершенствование техники и технологии добычи урана, повышение эффективности добычных работ и снижение их себестоимости является одной из актуальных задач на сегодняшний день. Цель производственного процесса добычи полезного ископаемого — получение максимального эффекта при минимальных затратах.
В геотехнологических методах скважина — основная выработка, вскрывающая залежь полезного ископаемого, подготавливающая ее к разработке и служащая для транспортирования рабочих и продуктивных флюидов.
По своему назначению вскрывающие скважины подразделяются на добычные и вспомогательные. Добычные скважины предназначаются для добычи полезного ископаемого и могут быть вертикальные, наклонные и наклонно-горизонтальные. Добычные скважины подразделяются на закачные скважины и откачные скважины. Они оборудуются колоннами эксплуатационных труб, в основном это ПВХ трубы различного диаметра, для соответственно подвода к залежи рабочего агента и извлечения из недр полезного ископаемого в виде продуктивного раствора. Диаметр добычной скважины определяется конструкцией ее оборудования — для закачных скважин, и диаметром погружного насоса — для откачных; ну а глубина скважины зависит от глубины залегания полезного ископаемого. Выбор способа вскрытия месторождения зависит от следующих факторов: технологической схемы разработки; размеров месторождения в плане; условия залегания залежи; физико-механических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород; рельефа поверхности.
Схемы вскрытия и эксплуатации гидрогенных месторождений урана и сокращение количества технологических скважин в два-три раза, достигается за счет равномерного размещения геотехнологических скважин. Достигается все это тем, что вскрытие и эксплуатация гидрогенных месторождений методом подземного скважинного выщелачивания осуществляется системой скважин, работающих как в режиме нагнетания химического раствора, так и в режиме откачивания продуктивного раствора, то есть каждая закачная скважина является также откачной. Для краткости изложения эти скважины условно называются поршневыми. С помощью работы поршневых скважин с линейной схемой их расположения, циклично осуществляется реверсирование потоков, образуя пульсационно-фильтрационный поток биохимического или химического раствора в массиве гидрогенного месторождения урана, что ускоряет процесс выщелачивания урана и повышения его концентрации в продуктивном растворе, откачиваемом на дневную поверхность для переработки.
Сущность данного метода заключается в разработке нового способа вскрытия и эксплуатации гидрогенных месторождений урана за счет применения однорядной или многорядной линейной системы расположения «поршневых» скважин на эксплуатационном блоке.
— закачная скважина
— откачная скважина
Рис. 1. Способ вскрытия и эксплуатации урановых месторождений
— закачная скважина
— откачная скважина
Рис. 2. Способ вскрытия и эксплуатации урановых месторождений
На рисунках выше показаны площадные (ячеистые) системы расположения технологических скважин. Проведем линии, соединяющие все закачные и откачные скважины. Получим прямые линии, параллельные между собой, то есть на гексагональных ячейках, получим прямые линии (ряды) которые являются параллельными. При этом на правой и левой сторонах линии откачных скважин располагаются по две закачные линии, на которых располагаются закачные скважины в шахматном порядке рисунок 1. В результате соединения всех закачных (1, 2, 4, 5) и откачных рядов (3) в плане (рис.1) и получим линейные системы расположения технологических скважин. Каждый ряд откачных скважин (3) обслуживается расположенными справа и слева двумя рядами закачных 1, 2, 4, 5. Таким образом мы и получили линейные системы расположения скважин из треугольной системы.
Из рисунка 1 видно, что при гексагональной системе расположения технологических скважин вокруг одного ряда откачных скважин располагаются 4 ряда закачных скважин. В этом случае соотношения количества откачных к количеству закачных скважин составляет 1:4.
Цель данной работы заключается в уменьшении числа технологических скважин, причем за счет сокращения технологических скважин, затраты на бурение геотехнологических скважин уменьшаются на 15,47 %.
Из приведенных на рисунках 1 и 2 видно, что гексагональная и треугольная системы расположения скважин представляют собой ни что иное, как линейные системы. В первом случае соотношения количества откачных к количеству закачных скважин составляет 1:4, во втором случае это соотношение равно 2:2. Во всех случаях на практике, в условиях, когда коэффициент фильтрации Кф > 5м/сутки, это соотношение должно быть принято 1:1 или 1:2, то есть один ряд откачных скважин обслуживается двумя или одним рядом закачных скважин. Таким образом, в первом случае два ряда закачных скважин стали лишними, а во втором случае один ряд откачных скважин из двух стал ненужным.
С помощью работы поршневых скважин с линейной схемой их расположения циклично осуществляется реверсирование потоков, образуя пульсационно-фильтрационный поток биохимического или химического раствора в массиве гидрогенного месторождения урана, что ускоряет процесс выщелачивания урана и повышения его концентрации в продуктивном растворе.
Литература:
1. О. Ф. Петухов, В. П. Истомин, С. В. Руднев, А. С. Хасанов «Уран», — Ташкент, 2015 г.
2. В. А. Грабовников «Геотехнологические исследование при разведке металлов», — М.: «Недра» 1983 г.
3. Мамилов В. А., Петров В. А. и др. Добыча урана методом подземного выщелачивания. — М. Атомиздат, 1980.
4. Грабовников В. А. Геотехнологические расчеты и исследования при разведке месторождений металлов для подземного выщелачивания /ОЦНТИ ВИЭМС. М.,1978.
