Геотехнологические методы разработки рудных месторождений

7.             Источники вещества, способы переноса и способы отложения элементов в гидротермально-метасоматических процессах

Кислородные гидротермы. Сернокислые и солянокислые воды. Термальные воды с восстановительными условиями. Глубинные горячие артезианские хлоридные рассолы. Кислые хлоридные  рассолы. Образование хлоридных  комплексов металлов. Сероводородные гидротермы. Ряды интенсивности миграции и концентрации элементов в термальных водах.

8.             Физико-химические факторы растворения, переноса и отложения рудных элементов; роль взаимодействия растворов с породами как фактор рудоотложения

Тип реакций  при метасоматозе. Сочетание инфильтрационных и диффузионных процессов при  метасоматозе. Рост концентраций рудных элементов в растворах и их осаждение. Грейзенизация, беретизация, пропилитизация, образование вторичных  кварцитов. Альбитизация, нефелинизация, магнезиальный метасоматоз.

9.             Основы физико-химической динамики гидротермально-метасоматических процессов

Привнос и вынос элементов. Метасоматическое изменение пород. Стадии метасоматоза. Переходные типы метасоматитов, наложение одних типов на другие. Реакции протекающие при общем понижении температуры в гидротермальном процессе.

10.         Зональность гидротермально-метасоматических образований как отражение гидротермально-метасоматической дифференциации элементов

Взаимодействие  термальных поровых растворов с  породой. Метасоматическая фация, метасоматическая формация. 13 гидротермально-метасоматических формаций, три группы ведущих химических элементов. Последовательность осаждения  элементов в гидротермальных  системах. Парагенезисы минералов.

11.       Работы Д.С. Коржинского

Принцип дифференциальной подвижности компонентов. Теория метасоматических процессов. Изменение  химического состава породы. Геохимия эндогенных процессов. Инфильтрационный и диффузионный метасоматоз. Фильтрационный эффект при развитии кислотных процессов, вторая кислотная стадия.  
 
 
 
 

      Геологические и гидрогеологические условия применения метода подземного выщелачивания  урана

1.         Главные минералы горных пород и руд.

Различия  в составе руд, их свойствах, в  морфологии рудных тел, залежей и  гидрогеологической обстановке. Общие  особенности месторождений, отрабатываемых методом ПВ. Условия  разработки месторождений методом ПВ. Растворимость природных соединений урана в подземных водах. Основные урановые минералы в месторождениях, отрабатываемых методом ПВ. Минералы, осложняющие процесс выщелачивания урана из руд. Условия применения метода ПВ. Расход реагента.

2.         Структуры и текстуры руд

Структуры урановых руд, отрабатываемых методом  ПВ. Текстуры руд. Закономерности распределения  урановых минералов. Неблагоприятные  условия для проведения ПВ. Проницаемость  используемых технологических растворов. Компоненты, осложняющие проницаемость  технологических растворов. Условия  успешного протекания технологического процесса ПВ. Благоприятно распределение  глины для проведения ПВ. Закономерности распределения карбонатов и глин в рудах и вмещающих породах. Выбор режима технологического процесса и прогнозирование эффективности  работ на различных стадиях эксплуатации месторождений методом ПВ.

3.         Растворопроницаемость руд и пород

Коэффициент водопроницаемости. Зависимость водопроницаемости  горной породы от ее скважности. Определение  пористости, коэффициент пористости. Общая, или абсолютная, пористость, эффективная, или открытая, пористость, закрытая пористость. Различие пористости по размерам пустот и по условиям образования. Деление руд и вмещающих их пород на группы в зависимости  от коэффициента фильтрации. Фильтрационная способность рудного тела. Целесообразность проведения ПВ.

4.         Фильтрационная неоднородность

Определение фильтрационной неоднородности руд  и рудовмещающих пород. Благоприятные  условия залегания руд. Три основные составляющие с естественной фильтрационной неоднородностью для пластовых  залежей с поровой и порово-трещинной  проницаемостью. Определения «плановой», «вертикальной» и «текстурной» неоднородностей. Фильтрационная неоднородность в сильно литифицированных отложениях и кристаллических  породах. «Геотехнологическая» составляющая фильтрационной неоднородности. Количественная оценки фильтрационной  неоднородности.

5.         Обводненность рудных тел

Установление  оптимального гидро-геотехнологического  режима эксплуатации. Главные искусственные  факторы - работа технологических скважин, возникновение подземных течений  в результате взаимодействия закачных и откачных скважин, взаимодействие между отдельными эксплуатационными  элементами, между продуктивными  и непродуктивными водоносными  горизонтами и геотехногенные явления, связанные с введением в недра  растворителей. Режим подземных  вод месторождений, осваиваемых  методом ПВ. Регулирование скорости и направления течения растворов  в пласте. Напорный и безнапорный  режимы водоносного горизонта. Самоизлив  подземных вод. Частичное обезвоживание  продуктивного горизонта при  процессе ПВ. Динамические запасы подземных  вод. Средние естественные скорости движения подземных потоков.

6.         Минерализация подземных вод

Формирование  промышленного гидрогеохимического  режима ПВ. Роль начальных (естественных) гидрохимических условий при  проектировании гидрогеохимического  режима работы. Состав подземных вод  месторождений, водоносных горизонтов и комплексов. Влияние общей минерализации  на технологический процесс. Изменение минерализации подземной воды в процессе ПВ. Компонентный состав подземных вод, основные компоненты минерализации воды. Роль анионов подземных вод в процессе перехода урана из пород и руд в воду. Влияние основного катионного состава на выщелачивание урана. Влияние окислительно-восстановительного потенциала Eh рабочих растворов на растворение соединений урана. Потенциалобразующие компоненты минерализации воды. Влияние углекислоты на миграцию урана в природных условиях. Отрицательная роль сероводорода при выщелачивании.

7.         Классификация месторождений урана разрабатываемых методом подземного выщелачивания

Геохимические особенности урана. Геологические  условия концентрации урана. Основные классификационные признаки - генезис  месторождений, морфология рудных тел, состав рудовмещающих пород, соотношение  рудных тел с тектоническими элементами, вещественный или минеральный состав руд. Магматогенные (гидротермальные), экзогенные (гидрогенные) месторождения. Роль гидрогеологических факторов, как  обводненность месторождений и  артезианский характер залегания грунтовых  вод; запасы и расходы естественных потоков, температура и химизм подземных  вод. Проницаемость рудных тел - основной определяющий фактор классификации  месторождений. Технологические свойства урановых руд. Соединения наиболее устойчивые при разложении слабыми растворами реагентов. Процессы гипергенеза - частичное  разрушение минералов и перераспределение  урана. Классификация геотехнологических методов отработки полезных ископаемых по И. П. Кириченко. Классификация месторождений  по связанности горной массы. Геолого-технологические  классификации. Месторождения с  высокой и ограниченной поровой, порово-трещинной и трещинной  проницаемостью, с низкой и ничтожной  порово-трещинной и трещинной  проницаемостью. Месторождения с  рудами, проницаемыми для выщелачивания  растворов в их естественном залегании, с коэффициентами фильтрации более 0,1 м/сут. Группа месторождений урановых руд, проницаемых для выщелачивающих растворов после их предварительного дробления с ограниченной порово-трещинной проницаемостью — менее 0,1 м/сут.

8.         Технологический тип урановых месторождений с естественной поровой проницаемостью рудных залежей, находящихся в песках и углистых песках

Месторождения с выдержанными простыми пластообразными  рудными залежами:

Главный урановый минерал. Главные породообразующие минералы. Состав водоупорных горизонтов. Форма переотложенного оруденения. Гидрогеологические условия месторождений в крыльях артезианских бассейнов. Мощность продуктивных водоносных горизонтов на месторождениях. Литологические разновидности в продуктивном водоносном горизонте. Гранулометрический состав и фильтрационные свойства руд. Непроницаемые глинистые руды.

Месторождения с выдержанными тектонически осложненными пластообразными рудными залежами:

Гидрогеологические  условия подтипа. Обводненность  месторождения  напорными водами. Причины напорности подземных вод. Напорный градиент и естественные скорости движения подземных потоков, проходящих через месторождения. Условия расположения месторождений данного подтипа. Зависимость процесса выщелачивания от амплитуды относительных перемещений блоков по вертикали. Типы тектонических трещин по условиям проницаемости в рудовмещающем осадочном чехле. Наиболее широко развитые трещины, составляющие промежуточный гидрогеологический тип. Наличие мощных зон дробления, трудности для извлечения методом ПВ. Блоки с естественной гидравлической связью.

Месторождения с разобщенными небольшими пластообразными  и линзообразными рудными залежами

Месторождения палеодолин. Песчано-глинистые континентальные  отложения юрского, мелового, третичного и четвертичного возраста. Схема  водоносных горизонтов. Фильтрационная способность продуктивных пластов  палеодолин.

9.         Технологический тип урановых месторождений с естественной порово-трещинной проницаемостью выдержанных тектонически осложненных пластообразных рудных залежей в песчаниках, углистых песчаниках и алевролитах

Формирование  и основные характеристики данного  типа месторождений. Приуроченность гидрогенно-урановых залежей. Состав урановых руд. Гидрогеологические условия на месторождениях с порово-трещинной  проницаемостью продуктивных горизонтов. Характерная особенность продуктивных горизонтов. Условия разработки пластовых  месторождений с рудами, имеющими поровую проницаемость, месторождения  с порово-трещинной проницаемостью способом ПВ.

10.       Технологический тип урановых месторождений с естественной трещинной проницаемостью штокверковых рудных тел в линейных корах выветривания кристаллических пород

Условия расположения месторождений, формы  рудных тел, распределение урановых минералов. Основные урановые и ассоциированные  с ними минералы. Вторичная эффективная  пористость (скважность) рудных тел. Причины  разрушения рудных тел. Условия рентабельной переработки месторождений данного  типа. Отработка штокверковых рудных тел без предварительного дробления.

11.       Технологическая группа урановых месторождений с пластообразными и штокверковыми рудными телами, практически непроницаемыми для технологических растворов, но сохраняющими проницаемость, создаваемую искусственно

Общая характеристика месторождений данного  типа, особенности уранового оруднения. Создание искусственной проницаемости  пород для отработки месторождений  с непроницаемыми рудами и вмещающими их породами методом ПВ. Гидрогеологические условия разработки методом ПВ рассматриваемых  месторождений. Особенности применения метода ПВ. Сложности в применении метода ПВ. Условия ведения процесса ПВ без участия подземных вод. Месторождения невозможные для  отработки методом ПВ даже при  условии проведения буровзрывных работ  и маганизировании руды.

12.       Гидрогеологические условия, создаваемые в процессе выщелачивания урана при скважинной разработке руд с естественной проницаемостью

Соблюдение  баланса откачиваемых и закачиваемых растворов в ячейках и блоках при проведении ПВ. Работа скважин  в стационарном режиме фильтрации. Обеспечение максимальной локализации  зоны циркуляции растворов в пределах рудной залежи. Выбор режима закачки  раствора реагента при ПВ из песчаных руд. Исключение перемещения тонких фракций в рудовмещающем горизонте. Режим подачи реагента в эксплуатационный блок и состав активных компонентов. Предотвращение химической кольматации прифильтровых зон и «зарастание» раствороподъемных труб. Реверсирование фильтрационного потока реагента на стадии закисления пласта. Зависимость степени охвата продуктивного горизонта геотехнологическим процессом от мощности горизонта, длины фильтров и межскважинных расстояний. Предотвращение роста удельных затрат на извлечение урана при увеличении межскважинных расстояний. Схемы отработки многоярусного оруднения.