Методические указания по проведению практических работ. Общие указания по выполнению лабораторных работ

Таблица 2.3.
Варианты исходных данных

Вари-	Исходные данные
ант	m, м	a, м	R, м	П‘, т/час.	Aгод, т/год.	Сраз, руб/т
1	2	3	4	5	6	7
1	1,0	25	10	30	100 000	0,40
2	1,5	20	8	40	150 000	0,45
3	2,0	18	7	50	200 000	0,50
4	2,5	20	8	60	250 000	0,55
5	3,0	25	10	70	300 000	0,60
6	2,5	20	9	60	350 000	0,65
7	2,0	18	7	50	400 000	0,60
Продолжение таблицы 2.3.
1	2	3	4	5	6	7
8	1,5	18	6	40	350 000	0,55
9	1,0	20	9	30	300 000	0,50
10	1,5	25	10	20	250 000	0,45

Литература.

1. 
   Аренс В.Ж., Исмагилов Б.В., Шпак Д.Н. Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых. - М.: Недра, 1980.
   

-230 с.
2. Аренс В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых. (геотехно-логия). - М.: Недра, 1986.- 279 с.


Практическая работа №5.
Расчет параметров технологии подземного выщелачивания.
Цель работы. Изучение методики расчета основных параметров подземного выщелачивания.
Теоретические сведения. Для выщелачивания обычно используются водные растворы минеральных кислот или солей карбонатов щелочных металлов.
Кислотный способ дает более высокое извлечение , но отличается меньшей, чем у карбонатного способа, селективностью.
Процесс выщелачивания в недрах сводится к переводу минералов из твердой фазы в жидкую за счет их взаимодействия с химическим реагентом.
Увеличение концентрации кислоты при выщелачивании повышает скорость растворения урановых минералов и уменьшает период насыщения пласта химическим растворителем, повышая в то же время его расход на реакцию с породой.
К основным геотехнологическим показателям относятся:
концентрация металла в продуктивных растворах;
суммарный дебит скважины;
дебит откачной скважины;
число одновременно работающих скважин;
продолжительность отработки блоков, рядов, ячеек;
время появления продуктивных растворов в откачных скважинах;
расход и концентрация растворителя и окислителя;
размеры повышения и понижения уровня в рабочих скважинах.
Расчет основных параметров выщелачивания ведется в следующей последовательности [5].
Концентрация металла в продуктивных растворах:
(2.34)
где Е - коэффициент извлечения металла;
Р - запасы металла на отрабатываемой площади, т;
d - плотность продуктивного раствора, т/м³;
f - отношение массы выщелачиваемого раствора к массе руды;
М - средняя мощность пород, прорабатываемая выщелачивающим раствором, м;
- объемная масса руды, т/м³;
F - отрабатываемая площадь, м².
Суммарный дебит откачных скважин при эксплуатации:
, т/сут. (2.35)
где М_е - проектная годовая производительность предприятия по металлу, т;
Т - расчетное число рабочих дней в году, сут.
Дебит откачной скважины:
, т/сут. (2.36)
где b - средняя ширина потоков растворов, двигающихся к откачной скважине, м;
V - оптимальная скорость фильтрации растворов, м/сут.
Число одновременно работающих откачных скважин:
, (2.37)
Продолжительность отработки площади, приходящейся на одну откачную скважину:
, сут. (2.38)
где F_о - площадь отработки, приходящаяся на одну откачную скважину,м²;
Время появления продуктивных растворов в откачных скважинах:
, сут. (2.39)
где n - эффективная пористость;
l - среднее расстояние между откачными и закачными скважинами, м.
Суммарный дебит непродуктивных растворов:
, т/сут. (2.40)
Уточненное значение средней концентрации металла в растворе при отводе непродуктивных растворов по отдельному трубопроводу:
, (2.41)
Затраты растворителя на химические реакции с горнорудной массой и на заполнение продуктивного горизонта:
, м³; (2.42)
где С_р - заданная концентрация растворителя в выщелачивающем растворе;
С_к - концентрация растворителя в извлекаемом растворе.
Контрольный пример. Определить среднюю концентрацию металла в растворе и затраты растворителя для следующих условий:
1) коэффициент извлечения металла Е = 0,6;
2) запасы металла на отрабатываемой площади Р = 1500 т;
3) плотность продуктивного раствора d = 1,2 т/м³;
4) отношение массы выщелачиваемого раствора к массе руды f = 0.5;
5) средняя мощность пород, прорабатываемых раствором М = 6 м;
6) объемная масса руды = 2,8 т/м³;
7) отрабатываемая площадь F = 160 000 м²;
8) проектная годовая мощность предприятия по металлу М_с = 200 т;
9) расчетное число рабочих дней в году Т = 300 сут.;
10) средняя ширина потоков растворов b = 5 м;
11) скорость фильтрации V = 4 м/сут.;
12) площадь отработки, приходящаяся на одну скважину F_o = 100 м²;
13) эффективная пористость n = 0,4;
14) расстояние между откачными и закачными скважинами l = 10 м;
15) концентрация растворителя в выщелачиваемом растворе С_р = 0,005;
16) концентрация растворителя в извлекаемом растворе С_к = 0,002.
Решение.
1. Концентрация металла в продуктивных растворах:

2. Суммарный дебит откачных скважин:
м³/сут.
3. Дебит откачной скважины:
м³/сут.
4. Число одновременно работающих скважин:

5. Продолжительность отработки запасов одной скважины:
сут.
6. Время появления продуктивных растворов:
сут.
7. Суммарный дебит непродуктивных растворов:
м³/сут.
8. Уточненная средняя концентрация металла:

9. Затраты растворителя:

Вопросы для самоконтроля.

1. 
   В чем заключается смысл подземного выщелачивания?
   
2. 
   Почему не оправдано повышение концентрации кислоты для выщелачивания?
   
3. 
   Объясните характер зависимости концентрации от соотношения Ж:Т в процессе.
   
4. 
   Что показывает время t_н?
   
5. 
   Почему необходимо проводить уточнение концентрации за счет Q_н?
   

Варианты исходных данных приведены в табл. 2.4. Недостающие исходные данные принимайте из контрольного примера.
Таблица 2.4.
Варианты исходных данных

Вари-	Исходные данные
анты	Р, т	f, м^2	Мс, т	V, м/сут.	Fо, м^2	Ср
1	2	3	4	5	6	7
1	1500	50000	50	2	100	0,003
2	2000	75000	100	4	125	0,004
Продолжение таблицы 2.4.
1	2	3	4	5	6	7
3	2500	100000	150	6	150	0,005
4	2000	125000	200	8	175	0,006
5	1500	150000	250	6	200	0,007
6	1000	175000	100	4	175	0,006
7	500	200000	50	2	150	0,005
8	1000	225000	100	2	125	0,004
9	1500	250000	150	4	100	0,004
10	2000	275000	200	6	75	0,005

Литература.
1. Добыча урана методом подземного выщелачивания. Под ред. В.А.Мамилова.- М.: 1980.-248 с.

2. 
   Аренс В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых (геотехнология). - М.: Недра. 1986.-279 с.