доцент, канд. техн. наук, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои
ОБОСНОВАНИЕ КЛАССИФИКАЦИИ УРАНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ОТРАБАТЫВАЕМЫХ МЕТОДОМ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся результаты научной классификации урановых месторождений, отрабатываемых методом подземного выщелачивания. Представлен всеобъемлющий анализ существующих классификаций урановых месторождений. Показано, что имеющиеся классификации базируются на рассмотрении одного или двух признаках (факторов) месторождений. Все рассматриваемые признаки (факторы) месторождений не имеют количественных характеристик (за исключением коэффициента фильтрации).
В новой классификации рассмотрено 12 признаков (факторов), характеризующих урановые месторождения и условия их отработки. Для восьми признаков (факторов) дана количественная характеристика. С учётом этого проведена классификация месторождений на четыре группы по условиям их подготовки и последующей эксплуатации.
ABSTRACT
The article presents the results of a scientific classification of uranium deposits developed using the in-situ leaching method. A comprehensive analysis of existing classifications of uranium deposits is provided. It is shown that the available classifications are based on one or two characteristics (factors) of deposits. All the considered characteristics (factors) of deposits lack quantitative descriptions (except for the filtration coefficient).
The new classification examines 12 characteristics (factors) that describe uranium deposits and the conditions for their development. Quantitative descriptions are provided for eight of these characteristics (factors). Based on this, the deposits are classified into four groups according to the conditions of their preparation and subsequent exploitation.
Ключевые слова: классификация, урановые руды, урановые месторождения, метод подземного выщелачивания, количественные характеристики, признак, коэффициент фильтрации, растворимость.
Keywords: classification, uranium ores, uranium deposits, method of in-situ leaching, quantitative, topic, filtration factor, solubility.
Научное обоснование классификации (технологической группировки) месторождений, отрабатываемых методом подземного выщелачивания (ПВ), состоит в выделении естественных признаков (факторов), предопределяющих ведение работ и их конечные результаты. Такая классификация месторождений должна строится не только на геологических особенностях залегания рудных тел и (или) свойствах урановых руд, но и включать технологические приёмы подготовки и отработки месторождений. Другими словами, такая классификация должна строится, на наш взгляд, по геотехнологическим (геолого – технологическим) принципам.
Общепринятой классификации урановых месторождений, отрабатываемых методом ПВ, до настоящего времени не создано [1,2].
К настоящему времени разработан ряд классификаций урановых месторождений, в основу которых положены различные критерии.
Впервые классификация промышленных руд урана была предложена в 1954 г. [3,4]. Эта классификация составлена по характеру урановой минерализации - выделены 27 типов руд (по содержанию карбонатов и ванадия и их влиянию на технологические процессы). Классификация разработана для руд плато Колорадо (США). Приведенная классификация в работе описывает урановые залегания по характеру урановой минерализации - девять минералогических типов руд, а также рассмотрено поведение их в процессах обогащения и гидрометаллургической переработки. Промышленная классификация урановых руд подразделяются по характеру урановой минерализации; ассоциации элементов; размеру минеральных агрегатов; крупности зерен минералов и по другим признакам.
Для общей характеристики условий локализации главных типов урановых месторождений разработана классификация [5] по морфологическим типам урановых месторождений, которая включает три группы и несколько подгрупп месторождений, которые в свою очередь делятся на типы месторождений, формы рудных тел и рудную минерализацию.
Разведочная и геотехнологическая группировка урановых месторождений по условиям применения скважинных систем разработки представлена в работе [6].
По связанности горной массы месторождения урана предложено подразделить на сыпучие, скальные и пластичные [7]. При такой классификации сыпучие представляют собой месторождения с рудами, наиболее проницаемыми для подземных вод и растворов выщелачивающего реагента.
Учитывая, что важнейшим признаком пригодности месторождений к разработке их методом ПВ является водопроницаемость руд и вмещающих пород, авторы работы [1] разработали группировку месторождений по признаку проницаемости рудного пласта. Такая классификация включает две группы месторождений по проницаемости руд для растворов ПВ – месторождения с естественной проницаемостью и месторождения с искусственно создаваемой проницаемостью. Эти группы подразделяются по условиям образования скважности и составу рудовмещающих пород и руд на три подгруппы – первая группа, и на две подгруппы – вторая группа. По форме рудных тел две подгруппы в свою очередь подразделяются на семь подтипов.
Безусловно, важные с точки зрения геологии, минералогии и гидрогеологии перечисленные классификации, не отвечают одному из важных требований геотехнологов о возможности выщелачивания урана растворами ПВ и полноты его выщелачивания. Первая попытка сделать классификацию месторождений с учётом минералов урана, из которых может быть извлечён металл растворами ПВ, представлена в работе [8]. Однако, в этой работе не учтены такие важные параметры выщелачивания как время, давление (напор на кровлю), концентрации выщелачивающих реагентов; ничего не сказано в указанной работе и о влиянии окислителей на полноту выщелачивания урана.
Первая попытка классифицировать месторождения с практической точки зрения их дальнейшей эксплуатации методом ПВ была сделана в работах [9,10]. В качестве критерия классификации были выбраны «благоприятные и неблагоприятные» условия ведения работ по ПВ урана. При этом в качестве основы для группировки месторождений были водопроницаемость руд, объёмные соотношения между водопроницаемыми рудами и породами в продуктивном горизонте, а также растворимость минералов урана в выщелачивающем растворе.
Указанные классификации разработаны лишь в самом общем виде, без детальной разработки количественных характеристик, и не могут в полной мере удовлетворять требованиям практикующих геотехнологов промышленных предприятий и инженеров проектантов, поскольку не отвечают на главные вопросы: какие основные проблемные факторы встретятся при отработке данного месторождения и каковы основные пути решения этих проблем.
В настоящее работе сделана попытка классифицировать урановые гидрогенные месторождения, отрабатываемые методом ПВ, (или планируемых к отработке этим методом) с точки зрения наиболее важных признаков (факторов), характеризующих как само месторождение, так и условия его подготовки и отработки.
Обладая некоторыми общими признаками (факторами), урановые месторождения, отрабатываемые методом ПВ, в то же время характеризуются целым рядом индивидуальных особенностей.
Основными признаками (факторами), которые влияют на качество и время отработки урановых месторождений методом ПВ, (или делающих эксплуатацию этих месторождений невозможными на сегодняшний день) мы выбрали:
- глубину залегания рудного тела;
- содержание урана в руде и продуктивность оруденения;
- «упорность» руд, интенсивность извлечение урана из недр;
- содержание карбонатов в рудоносном горизонте;
- коэффициент фильтрации и фильтрационной неоднородности рудоносного горизонта;
- глубину залегания уровня пластовых вод;
- наличие водоупоров и мощность проницаемых пород рудоносного горизонта;
- ярусность (многоярусность) месторождений;
- кольматацию скважин;
- поглощение промывочной жидкости при бурении скважин;
- расположение рудного тела в рудоносном горизонте.
Рассмотрим подробнее каждый из перечисленных признаков, охарактеризовав его количественными характеристиками.
1. Глубина залегания рудного тела - один из важнейших признаков месторождения, определяющий эффективность его отработки. Глубина залегания рудных тел колеблется в широких пределах, достигая 700 м и более. При прочих равных условиях, экономически выгодно освоение менее глубоких залеганий урановых рудных тел в силу минимизации производственных затрат на бурение и сооружение скважин, а именно: за меньший объем бурения больше вскрыть запасов полезного компонента, выбор более мощного бурового агрегата и более устойчивых обсадных колонн для сооружения скважин. При освоении площадей с различными по глубине залегания рудных тел предлагаются следующие четыре типа месторождений урана:
• неглубокого залегания - менее 200 м;
• умеренно глубокого залегания - от 200 до 500 м;
• глубокого залегания - от 500 до 700 м;
• весьма глубокого залегания - более 700 м.
Бурение скважин характеризуется такой количественной характеристикой как эффективность бурения, которая измеряется в кг урана во вскрытых запасах на погонный метр пробуренной скважины [кг/п.м]. На практике выделяют:
- высокую эффективность бурения, более 7 кг/п.м;
- среднюю эффективность бурения, 4- 7 кг/п.м;
- низкую эффективность бурения, менее 4 кг/п.м.
2. Содержание урана в руде. Нижний предел содержания урана в рудах обычно устанавливается для каждого месторождения отдельно в зависимости от ряда геологических и технико- экономических факторов [11].
В 1960 годах XX века отработка месторождений со значительными запасами урана экономически целесообразно было производить при содержании его 0,05— 0,07% и более. В классификации руд по содержанию урана [11], выделяется пять сортов урановых руд. Пятый сорт урановых руд количественно содержал 0,01—0,02% U3O8, который считался ниже промышленного минимума (убогие руды) [6]. В настоящее время в отработку вовлекаются месторождений со значительно низкими содержаниями при этом эффективность метода ПВ нивелируется комплексным использованием сырья. Комплексное использование сырья позволяет вовлекать в отработку урановых месторождений с содержанием 0,01— 0,03% U3O8 в руде.
Многолетний положительный опыт эксплуатации урановых месторождений методом ПВ в Кызылкумском регионе и экспертная оценка опытных специалистов геотехнологов позволяет нам по содержанию урана группировать гидрогенные месторождения на три группы:
а) с высоким содержанием урана (0,05% и более);
б) средним содержанием урана (0,03-0,05%);
в) низким содержанием урана (0,01-0,03%);
в) убогим содержанием урана (менее 0,01%).
Продуктивность рудного пласта: Под продуктивностью рудного пласта подразумевается количество урана в килограммах на 1 м2 площади рудной залежи в плане и колеблется в широких пределах. При соблюдении всех геологических, гидрогеологических и технологических условий выщелачивания, продуктивность пласта является одним из определяющих геотехнологических параметров в части прогноза производства.
Условно по продуктивности геологические залежи урана можно разделить на четыре группы:
- убогие – до1,0 кг/м2;
- низкопродуктивные – 1-3 кг/м2;
- рядовые – 3-5 кг/м2;
- высокопродуктивные – более 5 кг/м2.
3. Для классификации руд по степени их технологической упорности предлагается в качестве качественно-количественной характеристики использовать интенсивность извлечение урана из недр (% в год) для сернокислотного и бикарбонатного выщелачивания. При этом этот показатель устанавливается по результатам лабораторных работ с керновым материалом и опытно-промышленных исследований на стадии геологоразведочных работ. Под интенсивностью извлечения подразумевается количество добытого урана (кг) в течении одного года по отношению ко всему количеству извлекаемых вскрытых запасов в условной добычной единице. Основываясь на этом принципе, рекомендуется относить урановые руды к:
- упорным рудам с низкой интенсивностью извлечения урана (Е) менее 15 % в год;
- рудам умеренной упорности – с интенсивностью извлечения урана в пределах 15-30 % в год
- рудам средней упорности – с интенсивностью извлечения урана в пределах 30-40 % в год
- легко выщелачиваемым рудам – с высокой интенсивностью извлечения урана более 40 % в год
Применяя данную классификацию, при проектировании месторождений, можно определить период эксплуатации добычного полигона и соответственно рассчитать технико-экономические показатели.
4. Содержание карбонатов в рудоносном горизонте. В Пластово-инфильтрационных эгзогенно-эпигенетических месторождениях карбонаты в основном представлены кальцитом, реже доломитом и сидеритом. Карбонатные минералы в рудах и вмещающих породах встречаются в виде рассеянной вкрапленности в цементе, в виде конкреций, гнезд, прожилков, пропластков или же в виде довольно крупных карбонатизированных зон, столбов, линз, и пластов. Форма локализации карбонатов в рудовмещающем горизонте играет важную роль в процессе ПВ. Так, рассеянные в цементе тонкозернистые карбонатные минералы растворяются полностью, что повышает проницаемость пород вплоть до образования каналов, но вызывают интенсивную и длительную газовую кольматацию. Крупные зерна и агрегатные образования карбонатов, а также их столбы, линзы, пласты являются менее растворимыми в процессе ПВ в связи с образованиями гипсовых «рубашек», предохраняющих карбонаты от дальнейшего разложения. Взаимодействие между ними и серной кислотой происходит по следующей реакции:
СаСО3 + Н2SO4 = CaSO4 + H2O+CO2
Карбонатность вмещающих пород определяет выбор растворителя и окислителя при выщелачивании урана. По содержанию карбонатов руды предлагается подразделять на:
- низкокарбонатные, 0,1-1,0 %;
- среднекарбонатные, 1,0 – 2,0%;
- высококарбонатные, 2,0 – 5,0%;
- весьма высокой карбонатностью, ≥ 5,0%;
При увеличении содержание карбонатов в рудах более 1,5-2,0 % сернокислотный режим выщелачивания становится нерентабельным, в следствии большого удельного расхода кислоты, а также интенсивной химической кольматации.
Для среднекарбонатных и высококарбонатных руд успешно используется метод бикарбонатно-кислотного выщелачивания с использованием в качестве окислителя технического кислорода и воздуха, нагнетаемого в скважины под высоким давлением [12]. Метод бикарбонатно-кислотного выщелачивания заключается в том, что бикарбонат – ионы в выщелачивающем растворе образуются за счёт разрушения карбонатов вмещающих пород серной кислотой, вводимой в пласт с подкисленными до определённого значения рН (как правило, рН=4,0-4,5) выщелачивающими растворами [13]. Таким образом, карбонатность, являясь важным признаком рудовмещающих пород урановых месторождений, отрабатываемых методом ПВ, перестала быть сдерживающим фактором при их эксплуатации, вследствие разработки и успешного внедрения новых технологий. Однако этот признак обязательно нужно учитывать при выборе растворителя и окислителя урана.
5. Коэффициент фильтрации рудоносного горизонта – показатель проницаемости, также является важной характеристикой месторождения, определяющей во многом скорость и полноту его отработки. Проницаемость рудовмещающих пород и руд – это основной гидрогеологический фактор, устанавливающий возможность, целесообразность или эффективность добычи полезного ископаемого геотехнологическим способом, определяется опытно-фильтрационными исследованиями для всего продуктивного пласта.
Здесь целесообразно использовать уже принятую классификацию [1,2,7,9,14], которая устанавливает четыре группы месторождений, с коэффициентами фильтрации растворов через рудное тело:
- слабопроницаемые, КФ = 0,1 - 1,0 м/сут;
- умернно проницаемые, КФ = 1,0 - 3,0 м/сут;
- проницаемые, КФ = 3,0 - 10,0 м/сут;
- высокопроницаемые - КФ ≥ 10 м/сут.
Рудные тела с коэффициентами фильтрации КФ ≤ 1,0 м/сут в настоящее время не отрабатываются. Однако учитывая, что ряд залежей с низкими коэффициентами фильтрации технологических растворов имеют высокие содержания урана, поэтому разработка инновационных технологий, включая электрокинетические технологии [15], на сегодня являются весьма актуальным.
6. Коэффициент фильтрационной неоднородности Кфн. Суммарная растворопроводимость среды не может быт критерием оценки пригодности рудных тел для отработки методом ПВ. Огромное значение имеет фильтрационная неоднородность руд и рудовмещающих пород, которая определяет конвективную дисперсию и распространение растворов, а также контролирует массоперенос в продуктивных пластах. Наиболее благоприятным здесь следует считать совместное залегание руд с максимальными растворопроводимостью и концентрацией урановых минералов.
Эффективность процессов ПВ в значительной степени зависит от контрастности проницаемости руд и безрудных пород, при этом наиболее оптимальным является случай, когда проницаемость руд выше проницаемости безрудных пород, а наименее благоприятным — когда проницаемость руд меньше проницаемости безрудных пород. По значению коэффициента фильтрационной неоднородности Кфн (отношение коэффициентов фильтрации рудного тела к безрудным породам) выделяются четыре типа горизонтов:
-весьма однородные .— выше 0,75;
- однородные — от 0,75 до 0,5;
- неоднородные— от 0,5 до 0,25;
- весьма неоднородные — менее 0,25.
7. Наличие водоупоров и мощность проницаемых пород рудоносного горизонта. Наличие верхних и нижних непроницаемых горизонтов и мощность проницаемых пород рудоносного горизонта (водоупоров) играет важную роль при осуществлении процесса ПВ, поскольку ограничивает растекание и разубоживание продуктивных растворов, и, следовательно, значительно влияет на технико-экономические показатели добычи урана. С одной стороны, наличие надежных водоупоров эксплуатируемого горизонта обеспечивает ограниченную область движения выщелачивающих растворов, позволяя применять более эффективные схемы вскрытия с увеличенными расстояниями между скважинами; с другой стороны, наличие даже небольших локальных водоупорных прослоев внутри рудоносного горизонта часто не позволяет вести совместную отработку двух-трех интервальных оруденений, даже не далеко расположенных друг от друга.
Поэтому при геологоразведке месторождений и проектировании технологии его эксплуатации большое значение имеет изучение положения водоупоров в разрезе месторождения, в частности в зоне рудных залежей.
По наличию водоупоров и мощностью проницаемых пород рудоносного горизонта месторождения могут быть сгруппированы на:
- месторождения с чётко выраженными верхним и нижним водоупорами и с малой проницаемой мощностью горизонта до 10 м, которые относятся к месторождениям с низкой степенью разубоживания;
- месторождения, имеющие верхние и нижние водоупоры, со средней мощностью проницаемых пород рудоносного горизонта 10-30м – месторождения со средней степенью разубоживания
- месторождения, имеющие верхние и нижние водоупоры, с большой мощностью проницаемых пород рудоносного горизонта 30-50м – месторождения с высокой степенью разубоживания
- месторождения, в которых отсутствуют один или оба водоупора и искусственное создание их не представляется возможным при данном уровне развития технологии, с мощностью проницаемых пород более 50м – месторождения с весьма высокой степенью разубоживания.
8. Ярусность месторождений - Многоярусное размещение рудных залежей в вертикальном разрезе месторождений генерирует некоторые сложности при вовлечении их в производство. Способы одновременной эффективной отработки многоярусных горизонтов пока не разработаны. Предложены несколько способов одновременной отработки месторождений с ярусными залеганиями рудных тел, когда в отработку вовлекаются все рудные тела одновременно через одну сеть технологических скважин [16]. Но не один из этих способов не нашёл своего применения в производстве.
Возможные способы решения этого вопроса может быть бурение самостоятельных скважин на каждый отдельный ярус, что потребует дополнительных затрат, повлияв на экономическую эффективность метода ПВ. Все месторождении с ярусным залеганием Кызылкумского региона отрабатываются с бурением самостоятельных скважин на каждый ярус и в свою очередь влияет на себестоимость конечного продукта.
Ярусность месторождений предлагается классифицировать по количеству размещения рудных зон в разрезе месторождения: одноярусные, двухярусные, трёхярусные и т.д.
9. Кольматация. В процессе ведения добычных работ под воздействием различных реагентов (серная кислота, гипохлорит натрия, кислород технический и т.д.) в водоносном горизонте возникают процессы кольматации. Различают газовую, химическую, механическую и ионообменную кольматации. В то же время кольматация может быть временной (обратимой) и постоянной (необратимой) [17].
Источником газовой кольматации при использовании серной кислоты в процессе ПВ являются карбонатные минералы. В этом случае ПВ сопровождается выделением газа - СО2. Газ в продуктивных растворах ПВ находится в растворённом и нерастворённом состоянии - в виде газовых пузырьков. Растворённые газы в условиях высокого пластового давления при снижении давления в откачной скважине дегазируют т. е. переходят в нерастворимое состояние. Нерастворённые газы вместе с продуктивным раствором всасываются в откачной скважине погружным насосом, что приводит к возникновению газовой кавитации, приводящей к снижению срока эксплуатации погружных насосов. Кроме того, выделение СО2 временно нарушает проницаемость пласта.
К химической (постоянной) кольматации относится образование гипса и алюмосиликатов, осадки которых способны экранировать поры и капилляры породы и отлагаться на фильтрах.
Механическая кольматация образуется за счёт отложения взвешенных твёрдых частиц на некотором расстоянии от скважины и на самом фильтре.
Кольматация вследствие ионообменных процессов связана в основном с набуханием глинистых частиц вследствие катионного обмена ионов Са2+, находящихся в глине, на катионы Na+ из раствора. Этот катионный обмен сопровождается далее необратимой химической кольматацией из-за образования гипса.
Все эти виды кольматации с большой степенью достоверности можно определить и изучить на стадии лабораторных исследований и опытно-промышленных работ с разработкой рекомендаций, и мероприятий для проекта промышленной эксплуатации месторождения.
10. Поглощение промывочной жидкости при бурении скважин. На некоторых урановых месторождениях при бурении скважин наблюдается поглощение промывочных жидкостей, приводящее к остановке бурения, а в отдельных случаях – и к потере бурового инструмента. Многолетний опыт работ по бурению позволил специалистам по ПВ классифицировать это явление на бурение:
- отсутствием поглощения;
- с частичным поглощением – степень поглощения промывочной жидкости до 80% и его можно устранить различными средствами (тампонированием, применением реагентов и др.)
- с полным поглощением, когда полностью прекращается вынос промывочной жидкости из ствола скважины. При этом приходится менять точку бурения.
Эта характеристика месторождения должна выявляться в процессе проведения опытно-промышленных работ, с разработкой способа ликвидации поглощения, и отдельным разделом отражаться в проекте промышленной эксплуатации месторождения.
11. Глубина залегания уровня пластовых вод. Глубина залегания уровня и напор подземных вод определяют условия раствороподъёма и раствороподачи на дневную поверхность. Высота напора подземных вод может колебаться в широких пределах. При этом надо иметь ввиду, что чем большим напором (величиной статического уровня пластовых вод) обладают горизонты, тем лучшие условия создаются для фильтрации растворов (при прочих равных условиях). Эксплуатация высоконапорных водоносных горизонтов, где пъезометрический уровень подземных вод выше поверхности земли (самоизлив) требует несравненно меньших энергетических затрат для раствороподъёма, но возникают технические трудности с нагнетанием выщелачивающих растворов, так как для создания избыточного гидростатического давления приходится применять нагнетательные насосы.
Если пьезометрический уровень устанавливается ниже поверхности земли и неглубокого залегания создаются благоприятные возможности для подъёма растворов на поверхность и введения растворителя в рудный пласт простым наливом раствора в закачные скважины.
В зависимости от статического уровня подбирается тип электропогружного насосного агрегата, который должен соответствовать производительности скважины и обеспечить стабильную откачку продуктивных растворов. По глубину залегания уровня пластовых вод месторождение можно отнести к следующим типам:
- неглубокого залегания 0-50м;
- умеренно глубокого залегания - 50-150м;
- глубокого залегания - 150-200м;
- весьма глубокого залегания - ≥ 200м;
На месторождениях с низким статическим уровнем, то есть весьма глубокого залегания уровня пластовых вод, к примеру, необходимо подобрать ЭПНА с напором более 20 кг/см2, и соответственно раствороподъемный шланг должен иметь толщину стенки, способную выдержать данное давление.
12. Расположение рудного тела в рудоносном горизонте. Классический разрез рудоносного горизонта гидрогенных месторождений урана представляет собой наличие верхнего и нижнего непроницаемых водоупоров, между которыми расположено рудное тело и безрудные песчаниковые породы. На практике определено влияние расположения рудного тела в горизонте на процесс выщелачивания урана. К примеру, в случаях, когда рудное тело расположено в нижней части водоносного горизонта степень воздействия серной кислоты непосредственно на руду выше за счет высокой плотности кислоты. Но если при таком расположении руды провести для окисления урана нагнетание сжатым воздухом (НСВ), то за счет разности плотностей воздух направится в верхнюю часть горизонта и мало воздействует на рудное тело. Процесс окисления при этом будет проведен с низким эффектом.
Напротив, расположение рудного тела в верхней части горизонта благоприятно для окисления методом НСВ и кислородом техническим. Здесь значительно снижается воздействие кислоты, т.к. определенная ее часть будет расходоваться на пустые породы, расположенные в нижней части водоносного горизонта.
С учётом рассмотренных признаков (факторов), характеризующих урановые месторождения и условия их отработки предлагается классификация месторождений, отрабатываемых методом ПВ (табл.1). По предлагаемой классификации месторождения подразделяются на четыре группы:
- С особо благоприятными условиями отработки.
- Благоприятные, с устранением отрицательного влияния отдельных признаков.
- 3.Малоблагоблагоприятные, с устранением отрицательного влияния большинства признаков.
- Неблагоприятные для отработки (при современном уровне развития техники и технологии).
Каждая группа месторождений характеризуется девятью признаками (факторами), восемь из которых имеют количественные характеристики. Такой признак как поглощение имеет качественные характеристики.
Предлагаемая классификация позволит для вновь вводимых в эксплуатацию месторождений оценивать капитальные затраты, ожидаемые (планируемые) показатели, условия эксплуатации и риски, которые могут при этом возникать.
Таблица 1.
Признаки урановых месторождений, отрабатываемых методом ПВ, и их количественная характеристика
Тип месторожде-ния по предлагаемой классифика-ции |
Признаки урановых месторождений, отрабатываемых методом ПВ, и их количественная характеристика |
Примеча-ния |
||||||||
Глубина залега-ния рудного тела, м |
Продук-тивность оруденения, Пs кг/м2 |
Упорность руд , Интенсив-ность отработки, Е,
%/год |
Коэффици-ент филь-трации горизонта,
Кф, м/сут |
Коэффи-циент фильтра-ционной неоднородности, Кфн |
Мощность проница-емых пород рудонос- ного горизонта, м |
Погло- щение пром. жидкос-ти |
Глубина залегания уровня подзем-ных вод, м |
Содержа-ние карбона-тов в руде, % |
||
1. С особо благоприят-ными условиями отработки |
неглубо-кого залегания ≤200 |
высоко-продук-тивные -более 5 кг/м2.
|
легко выщела-чиваемые, с высокой интенсивностью отработи, Е≥40% в год |
высокопро-ницаемые КФ = > 10,0 м/сут;
|
весьма однород-ные — > 0,75 |
малой мощности — до 10 м |
отсутст- вует |
положи-тельного, неглубокого залегания 0-50 м |
≤ 0,1 – для H2SO4 ≥5,0 H2SO4+ О2 |
|
2. Благоприят-ные с устране-нием отрица-тельного вли-яния отдельных признаков |
умерен-но глубо-кого залегания 200-500 |
рядовые – 3-5 кг/м2
|
средней интенсив-ностью отработи, 30< Е >40 %/год |
проница-емые КФ=3,0-10,0 м/сут;
|
Однород-ные — от 0.5 до 0,75 |
средней мощнос-ти — от 10 до 30 м |
отсутст- вует |
умеренно глубокого залегания 50-150 м |
≤ 1,0 – для H2SO4 2,0-5,0 H2SO4+ О2 |
|
3. Малоблаго благоприятные, с устранением отрицательного влияния боль-шинства признаков |
глубо-кого залегания 500-700 |
низко-продук-тивные – 1-3 кг/м2;
|
умеренной интенсив-ностью отработки Е<15-30 %/год |
умеренно проница-емые КФ=1,0 - 3,0 м/сут;
|
неоднородные — от 0,25 до 0,5 |
большой мощности — 30-50 м |
Частич-ное погло-щение |
глубокого залегания 150-200 м |
1,0 -2,0% для H2SO4
1,0-2,0 H2SO4+ О2 |
|
4. Не благопри-ятные для отра-ботки
|
весьма глубокого залегания >700 |
убогие – до1,0 кг/м2 |
низкой интенсив-ностью отработки Е<15%/год |
слабопрони-цаемые КФ=0,1 – 1,0 м/сут;
|
весьма неодно-родные — < 0,25. |
Весьма большой мощности — более 50 м |
Польное погло-щение |
весьма глубокого залегания >200 м |
≥ 2,0% для H2SO4
≤ 1,0 – для H2SO4+ О2 |
При современном уровне развития техники и технологий |
Список литературы:
- Мамилов В.А., Петров Р.П., Водолазов Л.И. и др. Добыча урана методом подземного выщелачивания. - М.: Атомиздат. - 1980. – С. 20-24.
- Белецкий В.И., Долгих П.Ф., Петров Р.П., Прозоров Л.И., Тедеев М.Н. и др. Справочник по геотехнологии урана. Под редакцией Скороварова Д.И. – М.: Энергоатомиздат.- 1997.- С. 62-...
- W. Lenneman . Engineering and Mining Journal, 155, No. 9 (1954).
- By. Thunaes. Canadian Mining and Metallurgical Bulletin, 47, No. 506, 128 (1954).
- Шумилин М.В., Викентьев В.А. Подсчёт запасов урановых месторождений. – М.: Недра. – 1982.- С.18-33.
- Шумилин М.В., Муромцев Н.Н., Бровин К.г. и др. Разведка месторождений урана для отработки методом ПВ. – М.: Недра. – 1985.
- Новик – Качан В.П., Губкин Н.В., Десятников Д.Т., Чесноков Н.И. Добыча металлов способом выщелачивания. – М.: - Цветметинформация. – 1970.
- Кириченко И.П. Химические способы добычи полезных ископаемых. – М.: - Издательство АН СССР.- 1958.
- Бахуров В.Г., Руднева И.К. Химическая добыча полезных ископаемых (основы процесса, характеристика месторождений, исследования и изыскания, промышленный опыт). – М.: Недра. – 1972.
- Бойцов В.Е. Промышленные типы месторождений урана и условия их формирования // Основные научные направления в создании и освоении минеральносырьевой базы страны. – М.: Недра. – 1988.- С.123-136.
- Прибытков И.П. Основные принципы классификации промышленных урановых руд// Атомная энергия. -1960.- Том 9. Вып. 3.-C. 201-209.
- Петухов О.Ф., Истомин В.П., Руднев С.В., Хасанов А.С. Уран. – Ташкент.: Turon Zamin-ziyo. -2015.- С. 486-490.
- O.F.Petukhov, I.U.Khalimov, V.P.Istomin, N.М.Karimov The effect of clay minerals on in-situ leaching of uranium. // Горные науки и технологии – 2023.-Том 8.-№1.- С. 39-46.
- Суражский Д. Я., Методы поисков и разведки месторождений урана. - М.:- Атомиздат. - 1960.
- Петухов О.Ф. Состояние и направления развития электро-сорбционной технологии очистки почв и подземных вод. // Горный вестник Узбекистана. – 2005.- №1.- С.83-87.
- Кедровский О.Л.. Комплексы подземного выщелачивания. М.: - Недра.- 1992. – С.
- Ивашечкин В.В., Шейко А.М., Кондратович А.Н., Регенерация скважинных и напорных фильтров систем водоснабжения. – Минск.: - 2008.