способ создания техногенного месторождения в недрах земли

Формула изобретения

1. Способ создания техногенного месторождения в недрах Земли, включающий вскрытие массива резервного месторождения, дробление руд и металлосодержащих пород и осуществление перераспределения в нем металлов и химических элементов, отличающийся тем, что вскрытие полезных ископаемых и пород производят как минимум двумя скважинами, одна из которых проходит до пересечения с потоком подземных вод, а перераспределение металлов и элементов осуществляют за счет гидродинамической энергии этого потока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вскрывают месторождение рядом скважин, обеспечивающих возможность проработки всего его рудного массива.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подземные воды пройдя через массив месторождения изливаются на земную поверхность.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано при повышении качества полезных ископаемых непосредственно в недрах Земли.

Известен способ селективного складирования и хранения металлосодержащей горной массы, включающий послойную ее укладку с различным содержанием металлов [1].

Недостатком данного способа является необходимость в предварительной добыче, перемещении и складировании металлосодержащей горной массы, снижающих его эффективность.

Наиболее близким к изобретению аналогом по совокупности существенных признаков (прототипом) следует считать способ создания техногенного месторождения в недрах Земли, включающий вскрытие массива месторождения, дробление полезного ископаемого и перераспределение элементов путем вынесения части элементов в одну скважину за счет гидродинамической энергии потока жидкости, нагнетаемой в другую скважину [2].

Задача предлагаемого изобретения заключается в повышении исходного качества минерального сырья непосредственно в недрах Земли за счет перераспределения химических элементов путем использования внутрипластовой энергии.

Поставленная задача достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего вскрытие массива резервного месторождения, дробление руд и металлосодержащих пород и перераспределение химических элементов, вскрытие месторождения производят до пересечения с подземным потоком вод, перераспределение элементов осуществляют за счет использования энергии гидродинамического потока, причем вскрытие массива месторождения осуществляют группой скважин так, чтобы водами прорабатывалась большая часть массива руд с последующим самоизливом на земную поверхность.

При вскрытии гидродинамического подземного потока воды, находящиеся под значительным горным давлением (10-15 МПа), проникают в вышележащий массив месторождения и осуществляют перераспределение химических элементов. Пройдя через весь pудный массив, они самоизливаются на земную поверхность.

На чертеже представлен вариант схемы создания техногенного месторождения в недрах Земли, где цифрами обозначены: 1 - месторождение полезных ископаемых, 2, 3 - скважины, 4 - подземный поток, 5 - экранирующие горизонты. 6 - заглушка скважины 2. Стрелками показано направление движения подземных вод. Другими значками отмечены различные геологические породы.

Способ осуществляется следующим образом.

Массив месторождения полезных ископаемых 1 (отнесенных из-за повышенного количества в рудах элементов-примесей к резервным) вскрывается скважинами 2 и 3. Причем скважину 2 проходят до пересечения с потоком подземных вод 4. При низкой проницаемости массива месторождения полезных ископаемых 1 производят взрывное нарушение его целостности (не показано).

После вскрытия потока 4 верхнюю часть скважины 2 закрывают заглушкой 6. В результате подземные воды, находящиеся между двумя экранирующими горизонтами 5, под давлением вышележащего массива горных пород будут проходить через массив месторождения 1 и скважину 3 на земную поверхность. При их прохождении через рудную массу месторождения 1 обеспечивается выщелачивание легкорастворимых технологически вредных примесей.

В результате обеспечивается уменьшение содержания в резервных рудах месторождения 1 технологически вредных примесей.

Если необходимо не только удалить вредные примеси, но и перераспределить полезный компонент по массиву месторождения 1, то в обогащаемой области создают геохимический барьер для перераспределяемых элементов. Это может быть создание восстановительных условий в результате жизнедеятельности специальных бактерий, подаваемых в эту область через скважины (не показано).

В результате выщелачивания, миграции и переосаждения полезных элементов произойдет обогащение отдельной, локальной части месторождения до промышленных кондиций.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит создание техногенного золоторудного месторождения в недрах Земли.

Первоначально резервное золоторудное месторождение 1 (с содержанием золота 1,2 г/т и с повышенным содержанием в минералах As, Сu, Sb соответственно 8, 6 и 2,5%) вскрывают скважинами 2 и 3. Скважину 2 проходят до пересечения с потоком подземных вод 4. Скважины бурят самоходными стенками шарошечного бурения типа СБШ-250МН диаметром 220 мм и обсаживают (на чертеже не представлено) полиэтиленовыми трубами марки ПНД. При низкой проницаемости руд месторождения 1 (менее 1 м/сутки) производят взрывное нарушение его целостности (не показано).

После вскрытия потока 4 скважину 2 закрывают заглушкой 6. Подземные воды, находящиеся между двумя экранирующими горизонтами 5, устремляются на дневную поверхность через массив месторождения 1 и скважину 3.

В результате будет обеспечено выщелачивание элементов-примесей из резервных руд месторождения 1. Все это приведет к тому, что золоторудное месторождение из разряда резервных с трудноперерабатываемыми рудами перейдет в категорию балансовых (промышленных) с рудами средней трудности обогащения.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении исходного качества минерального сырья непосредственно в недрах Земли путем удаления из него вредных примесей или перераспределения полезного компонента.

Предложенное изобретение может быть использовано при подземной и открытой разработке рудных и угольных месторождений.

Источники информации

1. Трубецкой К.Н., Воробьев А.Е. Основы ресурсовоспроизводящих технологий складирования и хранения некондиционного минерального сырья.- Горный журнал, N 5, 1995. - C. 47-51).

2. Патент GB N 1580311, E 21 C 41/00, 03.12.1980.