Выбор и расчет схемы

Для правильного ведения процесса подземного выщелачивания, соблюдения технологического режима, анализа работы полигона, планирования добычи урана и расхода реагентов необходимо выполнять расчеты ряда геотехнологических параметров.

До настоящего времени выбор геотехнологических параметров при проектировании и отработке блоков пластово-инфильтрационных месторождений урана осуществляется, как правило, по опыту и не в полном объеме. Выбор параметров не формализован в соответствии с какими-либо нормативными документами. При отработке блоков контроль за геотехнологическими параметрами не систематизирован по их числу и во времени, отсутствуют системные регламентирующие документы для регистрации и управления геотехнологическими параметрами на современной научной базе. В этой связи по результатам проведенных исследований разработан типовой технологический регламент для автоматизированного проектирования и контроля геотехнологических параметров ПСВ урана на руднике Семизбай.

Регламент предназначается для оптимизации по критерию прибыль при проектировании параметров и характеристик технологических систем ПСВ урана, включающих:

- параметры схем вскрытия;

- приемистость закачных и дебиты откачных скважин для любых схем их расположения;

- параметры сооружения прифильтровой области скважин с целью повышения дебитов технологических скважин;

- напоры на закачных и откачных скважинах;

- время закисления и выщелачивания блока;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

КП 0709000 12 РПЗ

- содержание урана в продуктивном растворе в функции от времени выщелачивания и параметра f(Ж:Т); расчеты расхода кислоты в функции от времени;

- коэффициент извлечения урана в функции от времени и параметра f(Ж:Т);

- среднюю концентрацию продуктивного раствора по блоку;

- себестоимость добываемого урана и прибыль от добытого урана по руднику.

Перечисленные параметры в автоматизированном режиме рассчитываются при проектировании блоков и являются основными для контроля и адаптивного управления процессом ПСВ урана в любых блоках.

Регламент является основным руководящим и регламентирующим документом для ИТР рудника, позволяющим системно и в адаптивном режиме управлять процессами ПСВ урана.

Для расчета при проектировании геотехнологических параметров по каждому отрабатываемому блоку предназначена созданная компьютерная автоматизированная система.

Автоматизированная система базируется на фундаментальных результатах исследований и расчетных формулах, полученных нами [5, 6, 7].

1. Приемистость закачных скважин:

м³/сут., (1)

2. Дебиты откачных скважин:

м³/сут., (2)

3. Показатель скин-эффекта:

(3)

4. Время закисления блока (ячейки):

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

КП 0709000 12 РПЗ

а) гексагональная схема:

сут., (4)

б) рядная схема:

сут., (5)

5. Коэффициент b:

(6)

6. Время выщелачивания блока (ячейки)

а) гексагональная схема:

сут., (7)

б) рядная схема:

сут., (8)

в) любая схема:

сут., (9)

7. Содержание урана в продуктивном растворе.

Максимальное значение содержания урана в продуктивном растворе:

а) гексагональная схема:

мг/л, (10)

б) любая другая схема:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

КП 0709000 12 РПЗ

, мг/л. (11)

8. Среднее за период выщелачивания содержание урана в ПР:

мг/л. (12)

9. Параметры:

(13)

(14)

В расчетных формулах (1)¸(14) приняты следующие условные обозначения и символы:

KF, м/сут - коэффициент фильтрации рудовмещающего пласта, продуктивного горизонта в пределах месторождения, ЭУ, блока, элементарной ячейки;

п - отношение числа закачных скважин к числу откачных на ЭУ, блоке, в ячейке.;

S_н, м вод.ст. - компрессия (напор) на закачных скважинах;

S_o, м вод.ст. - депрессия на откачной скважине;

R_с, м - радиус технологической скважины;

K_п - среднее значение коэффициента эффективной пористости продуктивного горизонта;

N_ос - число откачных скважин, одновременно находящихся в работе;

N_зс - число закачных скважин, одновременно находящихся в работе;

f, т/т - отношение жидкого к твердому по массе;

b - отношение средней скорости выщелачивания урана к средней скорости фильтрации раствора;

Мэ, м - эффективная мощность продуктивного горизонта;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

КП 0709000 12 РПЗ

т, кг/м2 - средняя продуктивность рудного тела (пласта) в пределах ячейки;

, м/сут. – приведенный коэффициент фильтрации;

- отношение радиуса прифильтровой зоны к радиусу скважины;

С1 – параметр, определяющий кинетику процесса выщелачивания урана в ячейке;

- параметр, определяющий скорость изменения концентрации урана в растворе;

a - параметр, определяющий геометрию ячейки;

r_п, т/м³ - плотность пород продуктивного пласта;

Q_oc, м³/сут - дебит откачной скважины;

Q_зc, м³/сут - дебит закачной скважины;

Q_зc. ф, м³/сут. – фактический дебит;

Т_э, сут - срок эксплуатации блока, участка;

Т_з, сут. - время закисления ячейки радиусом Rо;

R_о, м - оптимальный радиус ячейки;

а, м - расстояние между скважинами в ряду;

b, м - расстояние между рядами скважин;

x - параметр для прямоугольника при 1< x £ 2; x = b/а;

С_пр(t), мг/л - концентрация урана в ПР в функции от времени;

, мг/л - максимальная концентрация урана в ПР;

Sк - показатель скин-эффекта.

Теоретические расчетные формулы были широко апробированы по результатам расчетов и сравнения фактических значений основных геотехнологических параметров по ОПВ-2 месторождения Семизбай.

Целью сравнения теоретических (расчетных) и фактических значений основных геотехнологических параметров ТС ПСВ урана является:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

КП 0709000 12 РПЗ

- проверка достоверности математических моделей и расчетных формул;

- установление уровня сходимости теоретических и фактических показателей.

Для сравнения были приняты 5 отработанных ранее блоков месторождения СеверныйКарамурун, опытные участки по месторождениям Акдала, Ирколь, Инкай и Южный Моинкум.

Сравним расчетные дебиты с фактическими и сведем их в таблицу 1.

Таблица 2

	Q расчетн., м3/сут.	Q фактичес., м3/сут.	d, %
I			+7
II	186,7		+3

Для расчета содержания урана в продуктивном растворе воспользуемся данными, приведенными для ОПВ-2 месторождения Семизбай в расчете времени закисления и нашей формулой с учетом схемы расположения скважин и площади элементарной ячейки:

мг/л,

где a - параметр площади для различных типов ячеек, для рядной схемы a = 1,59;

С1 – кинетический параметр выщелачивания урана, определяемый статистическим путем, приводится ниже, С1 = 0,58.

Представим в виде таблицы 2 полученные данные расчетным путем и фактические путем замеров на ОПВ-2 в период его работы с 2009 г. по 2009г. (первые три месяца).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

КП 0709000 12 РПЗ

Таблица 3

	Спр расчетн., мг/л	Спр фактич., мг/л	d, %
I участ.
			-4 -14 +14 -14 -8 -13
II участ.
	-	-	+16 - +1 -13 +8 -16

Таким образом, приведенные данные по сравнению расчетных и фактических (замеренных) значений основных геотехнологий параметров Тз, Q, С_р доказывают весьма высокую степень надежности и достоверности расчетного математического аппарата.