Способ геотехнологической дифференциации руд при разведке для подземного выщелачивания

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оконтуривания и геотехнологической дифференциации руд инфильтрационных месторождений, преимущественно урана, разведуемых для отработки подземным выщелачиванием. Способ позволяет производить дифференциацию ценных руд с большой эффективностью и точностью при малых затратах. Способ включает бурение и опробование разведочных скважин. При этом осуществляют асептическое опробование, при котором в течение 3-4 сут устанавливают активность сульфатредуцирующих микроорганизмов. По результатам картируют изолинии содержания бактерий в плане и разрезе. Устанавливают зоны оруденения разного геотехнологического качества. Зоны, соответствующие высоким концентрациям бактерий, характеризующим активный рост последних, относят к высокосортным для подземного выщелачивания, зоны со средней активностью бактерий относят к кондиционным, а зоны с низкими концентрациями бактерий причисляют к некондиционным. Параллельно с исследованиями микрофлоры возможно производить оценку вскрытия руд выщелачивающими растворами с получением технологических параметров. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оконтуривания и геотехнологической дифференциации руд инфильтрационых месторождений, преимущественно урана, разведуемых для отработки способом подземного выщелачивания (ПВ).

Известен способ осаждения тяжелых металлов из водных растворов путем использования чистой культуры сульфатредуцирующих бактерий, продуцирующих сероводород в присутствии пористых материалов-ловушек (Крамаренко Л.Е. Геохимическое и поисковое значение микроорганизмов подземных вод. Недра, Л. 1983 г. с. 112).

Недостатком способа является малая геологическая интерпретация.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ геотехнологической дифференциации руд при разведке для подземного выщелачивания, включающий бурение разведочных скважин, отбор проб и поиск кондиционного оруденения по наличию и активности микрофлоры (Лисицын А. К. Геохимия рудообразования, Недра, М. 1975, с. 172). Недостатком способа является неопределенность положения площадей ореолов распространения активных концентраций сульфатредуцирующей микрофлоры по отношению к зонам пластового окисления, сопровождающей оруднение, и не трактующего качественную характеристику последнего.

Целью изобретения является повышение эффективности оконтуривания и дифференциации геотехнологически ценных руд.

Цель достигается тем, что в способе геотехнологической дифференциации руд при разведке для подземного выщелачивания, включающем бурение разведочных скважин, отбор проб и поиск кондиционного оруденения по наличию и активности микрофлоры, производят определение наличия и активности сульфатредуцирующих бактерий и устанавливают границы ореолов оруднения концентраций бактерий, соответствующих активному росту бактерий, росту средней активности и неактивному росту, по которым устанавливают соответственно зоны высокосортных кондиционных для подземного выщелачивания руд, зоны кондиционных и зоны, выходящие за пределы кондиционного выщелачивания руд.

В способе также осуществляют оценку интенсивности вскрытия при подземном выщелачивании руд, подвергаемых исследованию на наличие и активность сульфатредуцирующих бактерий.

Применение способа основано на исследовании активности сульфатредуцирующих бактерий как индикаторов качества среды, сформированной в геологическом масштабе времени в сопоставлении с геотехнологическими параметрами извлечением полезного компонента во времени для оценки интенсивности вскрытия руд (E_Т), которое измеряется десятками суток. При этом достоверность последнего определения относительно низкая из-за малого испытания руд.

Бактериальная среда более полно характеризует свойства руд. Предлагаемый способ позволяет избежать сложного и длительного геотехнологического опробования.

Опробование на наличие микрофлоры проводят в полевых условиях с экспрессивной оценкой. По результатам опробования керна разведочных скважин и оценке активности сульфатредуцирующих бактерий осуществляют геотехнологическую дифференциацию руд в плане и разрезе.

Данное технологическое решение не известно заявителю по отечественной и зарубежной патентной и специальной литературе.

На фиг. 1 изображен план участка рудной залежи; на фиг2 схематический разрез с зонами опробования; на фиг.3 графическая зависимость сопоставляемых показателей на двух месторождениях, где обозначено: разведочные скважины 1 контур рудного тела 2, контур кондиционных для отработки способом выщелачивания (подземного) руд 3, контур весьма высокосортных руд 4. Кроме того, на разрезе изображен верхний водоупор 5 и нижний 6. На фиг.3 представлен график микрофлоры в руде и оценки вскрытия ее (E_Т). На первом месторождении эта зависимость обозначена цифрой 7, а на втором месторождении - 8.

Из графика видно, что рост концентрации сульфатредуцирующей микрофлоры соответствует росту интенсивности извлечения и прямо пропорционален ему.

Способ осуществляется следующим образом.

Бурением и опробованием разведочных скважин 1 оконтуривают рудную залежь 2. Проводят асептическое опробование керна в пределах продуктивного горизонта и отбор проб на стационарные многоступенчатые геотехнологические испытания. Экспрессно в течение 3-4 сут устанавливают активность сульфатредуцирующих мироорганизмов и картируют изолинии их содержания. При этом активность микроорганизмов устанавливают по их концентрации и подразделяют на 3 группы: активный рост бактерий (3 балла), рост средней активности (2 балла) и рост низкой активности (1 балл). Для урановых месторождений пластово-инфильтрационного типа на рудном участке сульфатредуцирующие бактерии широко развиты по всей области выклинивания зоны пластового окисления, при этом максимум их активности (n10^5-7 кл/г) приурочен к зоне высококондиционных для подземного выщелачивания руд. Концентрации СРБ n10^3-4 кл/г соответствуют, как правило, росту средней активности и характеризуют зоны кондиционных руд, при концентрации СРБ n10^1-2 кл/г рост низкой активности и принадлежат рудам, выходящим за пределы кондиционных для подземного выщелачивания.

Затем выполняют геотехнологические испытания рудного керна в трубах известнам способом (Разведка месторождений урана для отработки методом подземного выщелачивания. М. Недра, 1983 г. с. 137). После стационарных геотехнологических испытаний и построения линеаризуемого графика (фиг.3,7,8), рассеяния данных результатов опробования С и Е_Т, отбор и стационарное геотехнологическое испытание руд по разведочным скважинам прекращают. Двойное опробование (С и Е_Т) продолжают только по рудному керну опорных геотехнологических скважин. Кроме того, осуществление способа поясняется примером.

Пример. Участок месторождения гидрогенных руд (фиг.1) находится в 180 км от базы партии в пределах пустынного ландшафта. Первичная обработка рудного керна и его испытание по указанному способу проводились в лаборатории вахтового поселка. Отбор керна производился с глубины 380-450 м. Асептическое опробование руд на присутствие сульфатредуцирующих бактерий осуществлялось путем вскрытия центральной части столбика керна, не имеющего следов проникновения бурового раствора и сохранившего влажность как элемент среды обитания микроорганизмов. Посев осуществляется на элективную питательную среду микроорганизмов на месте, время инкубации 3-4 сут при температуре 25-30 ^oC. Геотехнологические испытания проводились на изолированном от доступа воздуха керновом материале в базовой лаборатории. Так было испытано сначала 53 пробы и проверена возможность сопоставления результатов (С и E_Т). Затем отбор проб (фиг. 2,3) на микробиологический анализ экспресс-методом был продолжен в расширенном масштабе, но уже без сопоставления С и E_Т. Результаты микробиологических исследований по концентрации клеток в 1 мл (с) нанесены на разрез (фиг. 2,1-9) и проинтерполированы. В результате установлены зоны (фиг. 1,2-2,3,4) оруднения разного геотехнологического качества - произведена геотехнологическая дифференциация их. Проверка такой дифференциации осуществлена бурением и натуральным испытанием одиночных скважин путем вскрытия руд раствором серной кислоты. Получены следующий результаты: в зоне 2-3 (фиг. 1, скв. 10) средняя концентрация урана при 50-м извлечении составила 49 млг/л полезного компонента, а в зоне внутри контура 4 (фиг. 1, скв. 11) средняя концентрация составила 217 млг/л.

Формула изобретения

1. Способ геотехнологической дифференциации руд при разведке для подземного выщелачивания, включающий бурение разведочных скважин, отбор проб и поиск кондиционного оруденения по наличию и активности микрофлоры, отличающийся тем, что производят определение наличия и активности сульфатредуцирующих бактерий и устанавливают границы ореолов оруденения концентрации бактерий, соответствующих активному росту бактерий, росту средней активности и неактивному росту, по которым устанавливают соответственно зоны высокосортных кондиционных для подземного выщелачивания руд, зоны кондиционных и зоны, выходящие за пределы кондиционного выщелачивания руд.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют оценку интенсивности вскрытия при подземном выщелачивании руд, подвергаемых исследованию на наличие и активность сульфатредуцирующих бактерий.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3