Публикации

Работа с системой скважин: метод In-Situ

Работа с системой скважин: метод In-Situ

За несколько десятилетий методы скважинного подземного выщелачивания от In-Situ обрели популярность. Выемка обычным способом (при помощи буровзрывных работ) способствует выходу пласта, обезвоживанию и подчас нарушению почвенного покрова. А это требует значительных усилий и затрат для исправления последствий.

При использовании методов скважинного подземного выщелачивания от In-Situ сводятся к минимуму нарушения почвенного покрова, так как требуется пробурить всего несколько скважин для извлечения. Значительно упрощается и сам процесс добычи. Данные методы могут быть использованы для извлечения большого количества различных ископаемых, включая карбонат калия, уран, золото и серебро.

Извлечение производится двумя методами: метод межскважинного извлечения, о котором пойдет речь, или путем очистных работ с выщелачиванием (процесс, в ходе которого низкосортная руда извлекается из зоны обрушения (бывшие горные выработки).

Масштабно метод межскважинного извлечения меди впервые применен в 1994 году в шахте San Manuel в Аризоне. До этого большинство проектов добычи полезных ископаемых с использованием метода In-Situ осуществлялись на небольших рудных месторождениях.

Объекты с крупными месторождениями возможно разделить на меньшие и проводить работы на каждом из них отдельно. Также принимается во внимание расстояние от источников с питьевой водой или чувствительных к окружающим условиям экоситем.

Гидрогеологический анализ

Основой процесса добычи для In-Situ является гидрологический анализ и его результаты. Особенно важна степень прогнозирования поведения и движения жидкости, а также управляемости данных процессов. Гидрологическое исследование каждого объекта ― довольно специфическая процедура и подходит не для каждого месторождения. Что понять, возможно ли оно, необходимо ответить на следующие вопросы:

  • расположен ли рудный пласт в насыщенной влагой зоне с возможностью искусственного понижения уровня грунтовых вод?
  • имеют ли верхние и нижние водоупорные участки водоносного слоя достаточно места для вертикального расположения выщелачивающего средства (раствора)?
  • достаточно ли высок коэффициент проницаемости пласта для достижения необходимых производительности и приемистости?

Производительность и приемистость скважины прямо пропорциональны значениям коэффициента фильтрации образования (пласта). Коэффициент проницаемости, определенный как коэффициент фильтрации, разделенный толщиной водоносного слоя, обычно используется для обозначения производительности и приемистости скважины. При организации работ с обычной группой скважин для обеспечения минимального проявления скважины (нежелательный процесс притока пластовой жидкости в ствол скважины, который может, если он не контролируется, перейти в выброс от 10 до 25 галлонов в минуту) коэффициент проницаемости 1 фут в день принимается за минимальное значение, подходящее для работ от In-Situ.

Коэффициент сохраняемости, соотношение выкачиваемых вод к объему конуса депрессии ― эти факторы важны при назначении радиуса влияния откачки и нагнетания. Как правило, свободный и замкнутый водоносные горизонты имеют коэффициент сохраняемости от 10 до 25 % и от 0.001 до 0.1 % соответственно.

Как только возможность проведения процедуры СПВ (скважинное подземное выщелачивание) будет утверждена, инженеры могут повысить уровень экономического обоснования такой операции и минимизировать связанное с ней воздействие на окружающую среду. Разработка мер по восстановлению напрямую указывает, насколько эффективно процедура работы с рудой; разработка проекта по системе скважин помогает повысить количество извлечения полезного ископаемого; а программы наблюдения предоставляют ключевые показатели и определяют потенциальную возможность утечки с объекта.

Схема

Разработка проекта по работе с системой скважин

Эффективность охвата по площади определяется в виде процентного соотношения используемой площади к содержанию рабочей субстанции для ввода.

“Контроль системы низко расположенных скважин гарантирует, что пиковая концентрация руды будет высокой и потребуется немного времени на извлечение”

Во время прорыва. Обычно используют несколько стандартных систем скважин. Эффективность охвата по площади варьируется из-за схемы размещения скважин. Например, шахматнорядная система площадного заводнения с эффективностью охвата площади 74-78 % гораздо более удачна, чем шахматнорядная система площадного заводнения с эффективностью охвата площади 55-60 %, хотя обе эти системы имеет одно и то же количество скважин.

Если контролировать характер течения жидкости таким образом, чтобы время прорыва для всех потоков было одинаковым, то можно гарантировать, что пиковая концентрация руды будет высокой, и времени на извлечение потребуется немного. В идеале, все потоки будут прорываться одновременно, а это означает 100 % эффективность охвата площади, но такое невозможно.

План: создать втекающий поток под уклоном и контролировать поток выщелачивающей жидкости. Воздействие потока локальных подземных вод на скважину (объемный расход) и на работы в соответствии с методами производителя In-Situ незначительно, так как так скорость подземных вод обычно имеет невелика (менее 50 футов в год). Процесс движения подземных вод обычно моделируется, а их течение изучается.

Производительность и приемистость скважины могут указывать на тип системы скважин.

Производительность ограничивается искусственным понижением уровня грунтовых вод, а приемистость ограничивается давлением разрыва пласта. Если давление нагнетания превышает давление, при котором гидроразрывные трещины начнут расти, могут образоваться перемычки между нагнетательными и технологическими скважинами. Производительность и приемистость скважины должны приниматься во внимание при оценке. В случае с урановой рудой, например, обычная скважина работает с эффективностью 60-80 %. 100 % эффективности ― как правило, недостижимый результат из-за повреждений при бурении и из-за того, что происходит трамбование фильтра скважины, так как при проведении работ появляются химические осадки.

Появление обратного течения: после проведения необходимых работ, значительно снижается количество извлекаемых минералов. Это происходит из-за того, что сложно извлекать между двумя технологическими скважинами и между двумя нагнетательными скважинами.

При уменьшении количества руды замена некоторых скважин с технологических на нагнетательные или изменение характера потока поможет увеличить количество извлекаемых ископаемых.

ПЛОЩАДНЫЕ СИСТЕМЫ ЗАВОДНЕНИЯ

Программа для наблюдения за подземными водами

Программа наблюдений за подземными водами важна для защиты экосистемы мест, окружающих горные разработки. Контролируемая область состоит из так называемого кольца наблюдения за технологическими скважинами, расположенного на расстоянии 400-500 футов (в зависимости от нормативных требований) от производственной зоны, с расстоянием между скважинами менее 500 футов. Дополнительные контрольные скважины, лежащие выше или ниже водоносного горизонта, необходимы для наблюдения за утечками. Рекомендуется выделение внутреннего кольца скважин для наблюдения и предупреждения, хотя предприятие таких мер и не требует законодательство. Специалисты In-Situ используют в процессе работы подземные воды из рудного пласта, насыщенные добавками для сохранения проницаемости и оксидантом. Поскольку процесс выщелачивания меняет pH пластовых вод, pH является наилучшим параметром для наблюдения за потенциальной возможностью утечки.

Также стоит наблюдать за проводимостью и уровнем подземных вод ― эти параметры могут послужить индикаторами потенциальной утечки. Как правило, они измеряются раз в час, и используются как инструмент анализа объекта на наличие загрязнений. Анализы урана и соответствующих параметров включены в программы сбора образцов раз в неделю и раз в месяц. При резких и внезапных изменениях в индикаторах качества воды немедленно будут взяты и проанализированы дополнительные образцы.

Параметры ― ключ ко всему

Помимо содержания руды на объекте (количество руды, которое возможно добыть), гидрологические характеристики пласта являются решающим фактором для определения экономической целесообразности работ. Пробная откачка иногда совмещается с методом исследования скважин мгновенным созданием депрессии для определения усредненных гидрологических характеристик. Создание верной системы скважин с оптимальной эффективностью охвата по площади сокращает время на проведение операций, уменьшает финансовые затраты, предоставляет пользователю больше возможностей контролировать поток выщелачивающей жидкости и минимизировать количество участков, где может случиться утечка. Комбинация наблюдения в режиме реального времени за ключевыми параметрами качества воды (pH, проводимость, уровень), а также забор образцов по четко определенным временным отметкам ― необходимые факторы для обеспечения успешного наблюдения за подземными водами.

In-Situ Работа с системой скважин: метод In-Situ

Подробнее в каталоге

Промышленные приборы и анализаторы состава и качества воды

Aquatroll 600 ®

Схематическое отображение процесса горнодобывающих работ от In-Situ


Начало активности (дата): 02.03.2020
02.03.2020
Просмотров:321

Возврат к списку

Нажмите для звонка
8 800 333-65-54
Многоканальный
8 (812) 640-36-69
Офис в г. Санкт-Петербург