Способ подземного выщелачивания полезных ископаемых

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпо делам нзобретеннй и открытий . Дата опубликования описания 28.11.81 72) Авторы Бубнов, В. М. Баранов, Г. Е. Чернецов И. Кулагин, Г. И. Киселев, С. А, П и В. М. Фоменко ".зобретени я 71) Заявител 10 СОБ Г 10 ДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной добыче полезных ископаемых выщелачиванием.Известен способ подземного выщелачивания полезных ископаемых Инфильтрационным потоком реагента, включающий подготовку. блока подготовительно-нарезными вы работками, бурение взрывных скважин, дробление массива полезного ископаемого с од. новременным оформлением горизонта улав ливания продуктивных растворов, магазинирование руды, подачу вышелачивающего раствора через невзворванные концы нисхо; дящих скважин в верхней части блока и сбор продуктивного раствора 1.Недостатками такого способа являются низкая эффективность выщелачивания, уве,личение времени отработки блока, значительный расход выщелачивающего раствора за счет невозможности управления .потоком выщелачивающего раствора.Известен способ подземного выщелачивания полезных ископаемых, включающий подготовку блока в нижней части полевыми откаточяыми и контурными дренажными горными выработками, из которых на всю мощность рудоносного пласта пройдены отрезные вертикальные дренажные щели, а в верхней части блока проходку нагнетательной горной .выработки, из которой бурят нисходящие взрывные скважины с зарядкой их ВВ с разной удельной плотностью на единицу длины, увеличивающей в направлении от забоя скважины к ее устью с целью создания под нагнетательной выработкой зоны с дифференциальной трещиновато- .1 ф стью рудоносных пород, т. е. неравномерное по высоте блока дробление массива полезного ископаемого, уменьшающейся от кровли к подошве пласта для создания одинаковой скорости выщелачивающего реагента по всей мощности пласта, магазини рование полезного ископаемого, подачу вьвщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора 2.Недостатками такого способа являютсянизкая эффективность выщелачивания полезного ископаемого, значительное время отработки блока и расхода вьииелчивающего раствора, низкая концентрация про.дуктивного раствора.,38Цель изобретения - повышение эффективности выщелачивания, сокращение времени отработки блока, снижение расхода выгцелачцвающего раствора и повышение концентрации продуктивного раствора за счет получения одинаковой скорости извлечения полезных ископаемых по высоте блока.Это достигается тем, что массив полезного ископаемого по высоте блока дробят на куски крупностью, уменьшающейся пропорционально снижению градиента концентраций извлекаемого полезного ископаемого между подовым раствором и общим обьемом растворителя, при этом предварительно гидроиэолируют днище блока с укладкой на него перфорированных труб и возводят бетонные перемычки на границе смежных блоков для поблочного сбора и повторного использования продуктивного раствора.Кроме того, аэрацию раздробленного мас. сика полезного ископаемого осуществляют через перфорированные трубы для сбора продуктивного раствора. Г 1 ри этом с целью эффективной аэрации раздробленного массива полезного ископаемого производят герметизацию подготовительно-нарезных выработок, прилегающих к зоне аэрации.На фиг. 1 изображен массив полезного ископаемого (рудного тела) вкрест простиоания, разрез; на фиг. 2 -- узел 1 на фиг. 1; ца фиг. 3 - разрез рудного тела вдоль простирания; на фиг. 4узел 11 на фиг. 3; ца фиг. 5 - разрез А - А на фиг, 1; ка фиг. 6 - узел 111 на фиг. 5; на фиг. 7 - графики зависимости степени извлечения молибдена по высоте рулного слоя от продолжительности выщелачивания,Способ осуществляется следующим образом.Подготовленный для отработки участок полезного ископаемого делят на эксплуатационные блоки, в которых с обратным укло. цом проходят выработки горизонта подсечки 1 (фиг. ) на всю длину участка. Почву выработок выравнивают слоем песка 2 (фиг. 2) толщиной 0 1 - 0 2 м, на песок укладывают гидроизоляцию 3. Затем эти выработки заполняют под кровлю твердею. щей закладкой.Г 1 о достижению закладкой необходимой прочности, проходят выработки 4 горизонта сбора растворов. Почву этих выработок также выравнивают слоем песка и на нее укладывают гидроизоляцию 3, которую соединяют с гидроизоляцией выработок 4. По гидроизоляции выработок 4 в каждый блок проклалывают дренажные трубы 5 (фиг, 4), которые имеют перфорацик 6 в пределах блока, Перфорированную часть трубы обсыпают гравием 7 требуемой крупности и состава, и ца почву выработок 4 для предохранения гидроиэоляции и дренажных труб от повреждения во время веления 25 30 35 40 45 50 55 взрывных работ, укладывают црелохранительцую полушку 8 иэ песка и мелкораэдроблснцой руды толщиной 0,5 м. Для возможцости передвижения цо этим выработ. кам бурового и погруэочцо-лоставочного оборудования на предохранительную подуш. ку укладывают сплошной настил 9 (фиг. 2)из шпал, который демонтируют по мере отбойки блока. Бурение взрывных скважин 10 и 11 производят соответственно из выработок 12 бурового горизонта и из выработок 4 горизонта сбора растворов. Сетка расположения взрывных скважин и размещение взрывчатого вещества в ких задают иэ расчета.получения кусков руды с крупностью, умекьшающейся пропорционально снижению гра- ч диента концентрации извлекаемого полез ного ископаемого между поровым раствором и общим объемом растворителя.Отбойку восходящих скважин нижней части блока с углом бурения 85 - 90 производят с онережением на 1 - 2 веера основной. части (фиг. 3). Частичный выпуск рулы в объеме, необходимом для создания компенсационного пространства производят из выработок 4 до взрыва верхней части блока.При подходе взрывных работ к границе смежных блоков, поперек выраооток 4 (фиг. 3) между искусственными целиками, возводят бетонную перемычку 13 лая предотвращения перетекания продуктивных растворов между смежными блоками к герметизации подготовительно-нареэцых выработок для повышения эффективности аэра ции. Для гидродинамической связи в основании искусственных целиков, полученных путем заполненИя выработок горизонта подсечки 1, укладывают трубы 14. Таким образом, продуктивные растворы собирают в нижней части каждого блока и по дренажным трубам 5 самотеком направляют в насосную камеру 5.Орошение блока, выщелачивающим раствором, подаваемым из насосной камеры 15, производят иэ оросительной выработки 16 по скважинам 17, пробуренным через целик 18 в кровлю блока по эамагазинированной руде с одновременной обсадкой перфорированными трубами. В зависимости от стадии процесса выщелачивания и содержания полезных компонентов в продуктивных растворах осущест вляют последовательную схему орошения. Продуктивные растворы, поступающие в насосную камеру 15 из одного блока, подают насосами 19 по трубопроводу 20 на орошение в следующий блок.Аэрация замагазицировгццой руды мо. жет осуществляться в любом режиме в зависимости от технологических требований процесса выщелачивания, поочередно используя перфорированные трубы 5 для сбора продуктивного раствора, что кроме того, предотвращает их заиливание. Длясоздания противотока растворов рабочего реагента и аэрации участок выщелачивания после отбойки руды (или при временном прекращении отбойки) герметизируется на выработках днища и бурового горизонта, используя, например, пневмобаллонную крепь, а выработку 16 горизонта орошения, для выхода отработаного воздуха, сбивают вкаждом блоке с его кровной рассецкой 21. Герметизация, кроме того, позволяет экономицно использовать для аэрации, например, кислород, озон,С целью исследования степени извлечения полезного компонента по высоте рудного слоя проводилось опытное выщелачивание руды весом 500 кг, загруженной в перколятор высотой 10 м,Исследованиями по формированию продуктивных растворов (фиг. 7) установлено, что при одинаковой крупности руды по высоте (-150+0 мм) даже при О - ти метровом слое скорость процесса извлечения резко снижается на нижних участках. Эта закономерность характерна для любого процесса выщелачивания кусковых руд, независимо от вида сырья, технологических параметров и параметров самого блока (отвала, кучи). Отличие лишь в абсолютных величинах достигаемых параметров (скорости выщелачивания, степени извлечения по. высоте рудного слоя).Снижение скорости извлечения происходит вследствие уменьшения градиента концентраций по молибдену между поровым раствором и общим объемом растворителя. С увеличением продолжительности процесса это снижение уменьшается, однако и после окончания процесса выщелачивания (300 суток) полнота извлечения молибдена из нижней .зоны руды ниже, чем из верхней на 2,7%. Эти данные (фиг. 7) получены при параметрах процесса выщелачивания, которые нашли наибольшее применение на практике: высота рудного слоя 1 О м; концентрация соды в выщелачивающем растворе 5 г/л; интенсивность непрерывного орошения 10 л/м. Общее извлечение молибде-. на из всей массы руды составило 58,8%.Аналогичным опытом на той же руде, но с различной крупностью по высоте слоя (-200+0 мм в верхней части с постепенным уменьшением крупности руды по ходу раствора до -100+0 мм в нижней части получено практически равное извлечение 59% по всей высоте рудного слоя уже за 260 суток. При этом увеличение продолжительности процесса до 300 суток позволило повысить полноту извлечения до 61,5%.Изобретение позволяет повысить эффективность процесса выщелачивания, сократить время обработки блока, снизить расход выгцелачивающего реагента и повысить концентрацию продуктивного раствора.Формула изобретения1. Способ подземного выщелачиванияполезных ископаемых, включающий проходку в блоке подготовительно-нарезныхвыработок, бурение взрывных скважин, неравномерное по высоте блока дробление1 массива полезного ископаемого, магазинирование руды, подачу выщелачивающего раствора и сбор продуктивного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности выщелачивания, сокращениявремени отработки блока, снижения расхода выщелачивающего раствора и повышения концентрации продуктивного раствораза счет получейия одинаковой скорости извлечения полезных ископаемых по высотеблока, массив полезного ископаемого по вы 5 соте блока дробят на куски крупностью,уменьшающейся пропорционально снижениюградиента концентраций извлекаемого полезного ископаемого между поровым раст.вором и общим объемом растворителя, приэтом предварительно гидроизолируют дниЗо ще блока с укладкой на него перфорированных труб и возводят бетонные перемычкина границе блоков для поблочного сбораи повторного использования продуктивногораствора,2. Способ по п, 1, отличающийся тем,что аэрацию раздробленного массива полез.ного ископаемого осуществляют через перфорированные трубы для сбора продуктивного раствора.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся4 о тем, что, с целью повышения эффективностиаэрации раздробленного массива полезногоископаемого, производят герметизацию под.готовительно-нарезных выработок, прилегающих к зоне аэрации.45Истоцники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лунев Л. И., Рудаков И. Е. Подземные системы выщелачивания металлов. М.,Цветметинформация, 1974, с. 35-37.2. Там же, с. 10 - 3 (прототип).Шарош Реда кто р А. Ш а ндорЗаказ 10157/5ВНИИпо113035,Филиал ПП Составитель Н Техред А. Бойка Тираж 630 Государственного к елам изобретений н сква, Ж - 35, Раушс Патенть, г. УжгороРуденкос КорректорПодписноомитета СССРоткрытийкап наб., д. 4/5д ул проектная