СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ИЗ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА

Название	СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ИЗ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА
Разработчик (Авторы)	Воробьёв А.Е., Щёлкин А.А., Чекушина Т.В., Каукенова А.С., Воробьёв К.А.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2543232
Дата регистрации	10.07.2013
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов"
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано, в частности, при подземном выщелачивании рыхлых осадочных пород, содержащих Cu, Au, Mo, U, NaCl, MgCl₂·6H₂O и др.

Известен способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающий закачку воды и реагента в пласт песков через систему закачных скважин и откачку воды и продуктивного раствора через систему откачных скважин (патент РФ №2353762, 2007). Согласно способу воду подают в пласт песков перед реагентом. Производят разогрев пласта за счет взаимодействия воды с сухой щелочью, помещенной в систему закачных скважин и дополнительно пробуренные шпуры, расположенные между закачными и откачными скважинами. Затем производят откачку щелочного раствора, после чего подают реагент.

Недостатками данного способа являются значительный расход реагентов и значительный период освоения месторождения.

Наиболее близким по существенным признакам и технической сущности к предлагаемому изобретению является способ выщелачивания продуктивного пласта, включающий его вскрытие рядами закачных и откачных скважин, из основного ствола каждой из которых пробурен дополнительный наклонный ствол (патент РФ №2349748, 2007). Выщелачивание ведется путем подачи выщелачивающих растворов через закачные скважины и откачки продуктивных растворов через откачные скважины. Дополнительные наклонные стволы из закачных скважин бурят вдоль линии их ряда в одном направлении, а из откачных скважин вдоль линии их ряда в противоположном направлении. Недостатком данного способа является его низкая (около 45% залежи) эффективность, обусловленная неполной проработкой залежи.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение эффективности способа за счет более полной разработки пласта.

Технический результат достигается тем, что в способе выщелачивания полезных ископаемых из продуктивного пласта, включающем бурение закачных и откачных стволов, подачу выщелачивающего раствора через закачной ствол и откачку продуктивного раствора через откачной, бурение закачных и откачных стволов производят в одном направлении, располагая откачные стволы под закачными, при этом после бурения первой пары закачного и откачного стволов бурение следующих пар стволов производят по часовой стрелке от первой пары с шагом 45°, а подачу выщелачивающего раствора осуществляют после бурения очередной пары стволов, после откачивания продуктивного раствора использованные стволы заглушают и осуществляют бурение новых стволов против часовой стрелки с шагом от первого откачного и закачного стволов на 22,5°, а последующих - на 45°. Кроме того, при наклонном залегании рудного пласта бурение откачных и закачных стволов осуществляют под углом залегания рудного пласта.

В предложенном способе закачку и откачку растворов осуществляют из стволов, расположенных вдоль рудного пласта в его пределах, причем закачку и откачку растворов проводят из одного основного ствола скважины. Откачные стволы бурят по направлению и ниже закачных стволов по нескольким последовательно изменяющимся направлениям по мере отработки предыдущих. Бурение скважин с шагом 45° и 22,5° выбрано с учетом полной проработки пласта, обеспечиваемой конфигурацией и площадью растекания выщелачивающих растворов.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами. На фиг.1 показано расположение стволов при горизонтальном залегании пласта, на фиг.2 - при наклонном залегании пласта. Для добычи полезных компонентов, содержащихся в рыхлых осадочных породах 1, например, с горизонтальным залеганием рудных пластов 2, с дневной поверхности 3 бурят систему вертикально-горизонтальных стволов скважины (4, 5, 6). Стволы размещают вдоль рудного пласта в его пределах, причем проходку закачных 4 и откачных 5 стволов ведут из одного, основного, ствола скважины 6. Откачные стволы 5 располагают по направлению и ниже закачных стволов 4.

Данная система расположения откачных и закачных стволов позволит предотвратить растекание выщелачивающих растворов за пределы контура рудного пласта 2.

Первоначально по направлению к северу бурят закачной ствол 4 в том же направлении и ниже располагают откачной ствол 5. Затем от первого закачного 4 и откачного 5 стволов по часовой стрелке с шагом 45° бурят последующие пары закачных 4 и откачных 5 стволов. Выщелачивающий раствор закачивают по основному стволу 6 в закачной ствол 4 скважины, откуда он проникает в рудный пласт и переводит полезный компонент из твердого состояния в жидкое. Полученный таким образом продуктивный раствор с полезным компонентом откачивают из рудного пласта через откачной ствол 5 на поверхность.

После каждой выбуренной пары стволов подают выщелачивающий раствор в закачной ствол 4. Через срок необходимый для выщелачивания металлов (от 10 до 15 месяцев в зависимости от характера минерализации) стволы заглушают. Бурят другие новые закачные и откачные стволы от первых новных закачного и откачного стволов в другую сторону (против часовой стрелки) на 22,5°. Последующие откачные и закачные стволы бурят также с шагом 45°.

В случае наклонного рудного пласта (фиг.2) используют систему наклонно-горизонтальных стволов, угол залегания которых соответствует падению рудного пласта, так как технологически растворы под действием силы тяжести направляются непосредственно вниз к откачному стволу.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить эффективность добычи полезных компонентов за счет более полной проработки пласта, а также снизить экологическую нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения растекания растворов за пределы контура рудного пласта.

Формула изобретения

1. Способ выщелачивания полезных ископаемых из продуктивного пласта, включающий бурение закачных и откачных стволов, подачу выщелачивающего раствора через закачной ствол и откачку продуктивного раствора через откачной, отличающийся тем, что бурение закачных и откачных стволов производят в одном направлении, располагая откачные стволы под закачными, при этом после бурения первой пары закачного и откачного стволов бурение следующих пар стволов производят по часовой стрелке от первой пары с шагом 45°, а подачу выщелачивающего раствора осуществляют после бурения очередной пары стволов, после откачивания продуктивного раствора использованные стволы заглушают и осуществляют бурение новых стволов против часовой стрелки с шагом от первого откачного и закачного стволов на 22,5°, а последующих - на 45°.

2. Способ выщелачивания полезных ископаемых из продуктивного пласта по п.1, отличающийся тем, что при наклонном залегании рудного пласта бурение откачных и закачных стволов осуществляют под углом залегания рудного пласта.

Изобретение "СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ИЗ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА" (Воробьёв А.Е., Щёлкин А.А., Чекушина Т.В., Каукенова А.С., Воробьёв К.А.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога