Способ создания противофильтрационных завес при подземном выщелачивании рудоносных пластов

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче полезных ископаемых методом подземного выщелачивания, преимущественно песчано-глинистых руд,Известен способ создания противо- Фильтрационных завес, включающий бурение скважин с поверхности по контуру блока выщелачивания, закачку в скважины под давлением твердеющих растворов, которые растекаются вок 510 руг скважин, соединяются с растворами выщелачивающих растворов, что вызывает повышенный расход реагента и за" грязнение окружающей среды.Целью изобретения является повышение эффективности охраны окружающей среды за счет уменьшения утечек выщелачивающих растворов за пределы блока выщЕлачивания,Поставленнач цель достигается тем, что согласно способу создания 60 65 смежных скважин и после твердения образуют противофильтрационную завесу Г 13Недостатком 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 1-2 м,что требует бурения большого количества скважин и удорожает процесс подземного выщелачивания.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ соз дания 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 2.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 рудйого блока от окружающих пород, в результате чего происходят большие утечки противофипьтрационных завес при подземном выщ елачи ванин рудоносных плас"тов, включающему вскрытие рудоносного пласта скважинами, формирование полости Фильтрационной завесы и нагнетание в нее твердеющих растворов, . полость фильтрационной завесы формируют в виде купола, опирающегося наводонепроницаемые породы, путем самообрушения выщелачиваемого блока накомпенсационную выработку, которуюобразуют в подстилающих рудный пластпородах 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 Формированиегидроразрывом компенсационной выработки; на Фиг. 2 - заполнение полости фильтрационной завесы твердеющимматериалом; на фиг. 3 - процесс выщелачивания из обрушенного блокаРудыСпособ осуществляют следующим образ ом .Продуктивный горизонт 1 вскрываютс поверхности месторождения скважиной 2 гидроразмыва, бурение которойосуществляют ниже почвы продуктивного горизонта 1, Скважину 2 гидроразмыва до почвы продуктивного горизонта1 обсаживают обсадной трубой 3, в которую помещают гидродобычное оборудование 4, и начинают формироватькруглую в плане компенсационную выработку 5 до водонепроницаемым породамб.с уклоном по почве от периферии кцентру скважины 2. Размыв осуществляют до тех пор, пока площадь обнажениякровли не достигнет критической, в результате чего происходит обрушение части продуктивного горизонта 1 ввыработанное пространство компенсационной выработки 5.Процесс обрушения продуктивногогоризонта 1 в выработанное пространство 5 продолжается до тех пор, покане образуется свод 7,естественногоравновесия, имеющий форму купола,опирающегося на водонепроницаемые подстилающие породы б. Обрушеннаячасть продуктивного горизонта 1 образует разрыхленную руду 8 выщелачиваемого блока, которая в результатеразрыхления имеет повышенную проницаемость.В зависимости от прочностных характеристик продуктивного горизонта1 критическую величину площади обнажения кровли круглой в плане выработки определяют по известным Формулам,После прекращения обрушения частипродуктивного горизонта 1 в выработанное пространство компенсационной выработки 5 с поверхности месторождениябурят нагнетательные скважины 9 допересечения с куполообразной поверхностью свода 7 естественного равноВесия, между которой и разрыхленной рудой 8 выщелачиваемого блока остаетсяя 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 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 6, 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 фокон, через . которые может осуществляться связь разрыхленной руды 8 выщелачиваемого блока с продуктивным горизонтом 1.Применение предлагаемогоизобретения 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.Меряющий ватная Чер 3 сеции маоериал1059145 одписн 9776/32 Тираж 60 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж"35, к комитета СС и открытий уыская наб. д.4/5 лиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная Составитель Н.РуденкоРЕДактор И.Николайчук Техред С.Мигунова Корректор И.Жуска