Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ИЗ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА

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.