Геотехнологические методы разработки рудных месторождений

      Особенности разведки и изучения урановых  месторождений,

      разрабатываемых методом подземного выщелачивания

 

1.         Месторождения первой группы

Морфология  рудных залежей. Закономерности распределения  оруденения. Выбор методики разведки и густоты разведочной сети. Площадные  размеры рудных залежей, степень прерывистости и неравномерности распределения урана. Методы разведки и подсчета запасов месторождений, предназначенных для разработки ПВ. Преимущества применения метода ПВ. Оконтуривание рудных залежей для ПВ. Фильтрационные свойства рудных залежей и вмещающих пород, литологический и минералогический состав и фациальная изменчивость. Изучение гидрогеологии и гидродинамики месторождений.

2.         Изучение формы, размеров и условий залегания рудных тел

Геологические границы, контуры и размеры гидрогенных  урановых месторождений. Система разведки рядами (профилями) скважин. Размеры  разведочной сети для разведки запасов  категории С1 и С2. Изучение формы, размеров и размещения рудных залежей в вертикальном разрезе. Одно- и многоярусное размещение залежей в вертикальном разрезе месторождении. Опыт разработки многоярусных рудных залежей методом ПВ. Разведка и подсчет запасов на месторождениях с многоярусным распределением рудных тел. Мощность рудного тела и отношение ее к мощности продуктивного горизонта, участки рудных залежей с резко изменчивой мощностью на коротких расстояниях. Глубина залегания рудных залежей и выбор схем их вскрытия и технических средств ведения процесса ПВ. Распределение запасов месторождения по глубинам залегания.

3.         Проницаемость руд и пород

Условия движения выщелачивающих растворов. Четыре группы руд в зависимости коэффициента фильтрации. Фильтрационная неоднородность руд и вмещающих пород. Коэффициент фильтрационной неоднородности. Фильтрационные свойства руд во вмещающих их безрудных породах. Горизонты непроницаемых пород. Положение водоупоров в разрезе месторождения, их площадное распространение, мощность и степень сплошности.

4.         Вещественный состав руд и пород

Изучение  вещественного и минералогического  состава руд и пород с учетом их отношения к растворителям  в условиях ПВ. Минералы урана в  рудах гидрогенных месторождений. Форма нахождения урана в месторождения  с убогими рудами. Изучение породообразующих минералов. Три группы минералов  по степени растворимости в слабых растворах серной кислоты. Образование  новых минералов, вызывающих кольматацию, также жидкие и газообразные вещества, усложняющие процесс ПВ.

5.         Исследование буровых скважин

Керн  буровых скважин, полнота выхода керна. Литолого-стратиграфический  разрез месторождения. Определение  мощности рудных залежей и содержания урана в руде при помощи гамма-каротажа. Прямые методы определения содержания урана — регистрация нейтронов спонтанного деления и мгновенных нейтронов деления. Уточнение литологического разреза по скважинам методом каротажа сопротивлений и регистрации поляризации скважин. Геофизические методы определения непосредственно в скважинах глинистости, проницаемости, пористости, других водно-физических параметров рудных залежей и продуктивных горизонтов.

6.         Опытные работы по подземному выщелачиванию

Индивидуальные  особенности гидрогенных месторождений, пригодных для разработки методом  ПВ. Задачи решаемые в процессе проведения опытных работ, детальность исследований и степень достоверности результатов. Моделирование процесса выщелачивания урановых руд в лабораторных условиях. Практика проведения опытных работ по ПВ на месторождениях гидрогенного типа показала, что неучет указанного обстоятельства может привести к ошибочным выводам, а иногда и к неоправданным материальным затратам. Последнее обстоятельство наглядно иллюстрируется следующими примерами. Порядок и методика проведения работ по исследованию фильтрационных свойств пород рудовмещающего горизонта.  Исследование водно-физических свойств. Схема расположения скважин на опытном участке. Аналитическое выражение для понижений при рядных и комбинированных схемах. Определение понижения по данным аналогового моделирования.

7.         Месторождения второй группы

Месторождения урана различных генетических типов, залегающие в интрузивных, эффузивных, метаморфических и сильно метаморфизованных  осадочных породах, не отрабатываемые методом ПВ. Разработка забалансовых руд, образующих самостоятельные тела или слагающие периферийные части  балансовых рудных тел. Кучное выщелачивание  на промплощадках действующих рудников. Применение метода ПВ на действующих  рудниках для вовлечения в разработку забалансовых руд. Изучение физико-механических свойств руд, предназначенных для  отработки методом ПВ, и, в частности, степени трещиноватости.

8.         Геолого-геофизические и гидрогеологическое обслуживание предприятий подземного выщелачивания

Цель  проведения геолого-геофизических  и гидрогеологических работ на  объектах ПВ. Доразведка месторождений для перевода запасов категории С2 в категорию С1. Определение правильного направления геологоразведочных работ. Эксплуатационная разведка на отрабатываемых месторождениях. Геологическое, гидрогеологическое и геофизическое обслуживание эксплуатационных работ. Охрана источников водоснабжения от истощения и загрязнения. Определение места расположения цементировочных манжет, фильтров и других элементов конструкций скважин. Наблюдение за режимами откачки и закачки, а также кислотности выщелачивающих растворов, учет добычи, погашения и прироста балансовых геологических, вскрытых, подготовленных и готовых к добыче запасов.

9.         Геологические работы

Документация, опробование и подсчет запасов. Объектом геологической документации и опробования на гидрогенных  месторождениях урана. Нормативы кернового  бурения. Бурение скважин в обводненных  рыхлых отложениях. Опробование керна  для месторождений гидрогенного типа Выделение пластово-окисленных пород. Опробование керна на уран. Проведение точечного литохимического  опробование по всему разрезу  рудоносного горизонта. Документация технологических и наблюдательных скважин. Документация контрольных  скважин. Подсчет разведанных запасов  и учет их добычи и погашения.

10.       Геофизические работы

Литологическое  расчленение разреза, определение  местоположения и качества руд, наблюдение за движением выщелачивающих растворов  и контроль за техническим состоянием скважин. Геофизические методы стандартного каротажа. Наблюдения за целостностью металлических обсадных колонн методами резистивиметрии, термометрии и расходометрии.

11.       Гидрогеологические работы

Обеспечение контроля технического состояния, параметров эксплуатации технологических скважин, контроль параметров и учета результатов  гидротехнологического процесса, анализ условий и результатов процесса ПВ, охрана окружающей среды. Освоение скважин после бурения, опробование  растворо-подъемного оборудования, опробование  пластовых вод. Состав и периодичность  гидрогеологических и гидрогеохимических наблюдений в период закисления и отработки эксплуатационных блоков ПВ. Ведение графической гидрогеологической документация: сводный хронологический график изменения основных характеристик технологических растворов в блоке; схема пьезометрической поверхности (схема гидроизопьез) работающего участка или его части; схема пьезометрической поверхности (устойчивой депрессионной воронки)  неработающего участка или его части и разрезы к ней; схема закисленности в изолиниях рН участка или части его; профили открытости  (профили запескованности) технологических скважин по блокам и участкам. 

III. Геотехнология добычи урана способом ПСВ

Геотехнология добычи урана способом ПСВ

 

1. Общие понятия и термины по технологии добычи ПСВ.

Основные  понятия и термины. Основные преимущества добычи урана методом подземного выщелачивания. Классификация работ по методу подземного выщелачивания.

Геологоразведочные  работы. Эксплуатационно-разведочные работы. Горно-капитальные работы. Горно-подготовительные работы. Ремонтно-восстановительные работы.

2. Схема добычи урана методом подземного скважинного выщелачивания.

Принципиальная  схема подземного скважинного выщелачивания  урана из рыхлых осадочных отложений растворами серной кислоты. Отработка эксплуатационных блоков способом ПСВ.

3.  Технологические работы.

Общая схема гидрометаллургического процесса передела. Стадии гидрометаллургического процесса передела. Сорбция. Десорбция урана с насыщенного ионита. Осаждение «жёлтого кека» из товарных регенератов. Технологические схемы процесса переработки продуктивных растворов ПСВ и выпуска готовой продукции. 

Проектирование  работ при ПСВ  урана

 

1.Геологоразведочные  работы

К геологоразведочным работам на объектах ПСВ относятся: работы, имеющие целью расширение контуров известных рудных залежей  в пределах

·  эксплуатируемых или подготавливаемых к эксплуатации месторождений, уточнение их геолого-гидрогеологических параметров;

· геологоразведочные работы, носящие перспективный характер и проводимые за пределами известных рудных залежей (на флангах месторождений) с целью поисков и разведки новых рудных тел.

Геологоразведочные  работы проводятся по проектам, составленным и утвержденным в соответствии с  действующими инструкциями и «Законом о недрах и недропользовании»  Республики Казахстан и финансируются  либо недропользователем, либо за счет госбюджета.

2. Ремонтно-восстановительные работы на полигонах

Ремонтно-восстановительные  работы на полигонах включают периодическое  восстановление дебита (приемистости) технологических скважин, снижение которого обусловлено отложением на фильтрах и прифильтровых зонах  кольматирующих образований, и бурение  новых технологических скважин  взамен вышедших из строя по различным  причинам. Затраты на ремонтно-восстановительные  работы относятся на себестоимость  добычи.

2. Проектирование горно-эксплуатационных работ

Годовое (текущее) проектирование горно-эксплуатационных работ ведется на базе утвержденного  технического (или ТРП) проекта отработки  месторождения с учетом накопленного опыта за предыдущие годы. В задачи проектирования горно-эксплуатационных работ входит:

· планирование работ, необходимых для ритмичного выполнения плана добычи металла;

· обеспечение предприятия необходимым количеством подготовленных запасов;

· планомерная подготовка эксплуатационных участков, обеспечивающая равномерную (по продуктивности) отработку месторождений;

· проектирование бурения технологических скважин в количестве, обеспечивающем добычу необходимого объема продуктивных растворов;

· обеспечение предприятия реагентами, необходимыми материалами и оборудованием.