Обоснование технологии подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами

Гаврилова, Надежда Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование технологии подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование технологии подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами"

На правах рукописи

Гаврилова Надежда Анатольевна

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА МНОГОСТВОЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ (на примере Хиагдинского месторождения)

25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чита 2010

- 3 ИЮН 2010

004603357

Работа выполнена на кафедре «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» ГОУ ВПО «Читинский государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Лизункин Владимир Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Воронов Евгений Тимофеевич

кандидат технических наук Яшкин Игорь Алексеевич

Ведущая организация ОАО «Приаргунское производственное горнохимическое объединение» (ОАО «ППГХО»)

Защита состоится «/^ » С6 2010 года в /4 часов на заседании диссертационного совета Д 212.299.01 при Читинском государственном университете по адресу: 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.299.01 Котовой Н.П.

Факс: (3022) 41-64-44; E-mail: root@chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Читинский государственный университет»

Автореферат разослан . 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета , _ п

канд. геол.-минерал. наук /С^О^^-^/ Котова Н.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы. Согласно долгосрочной государственной программе изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы России на основе баланса потребления и воспроизводства минерального сырья, утвержденной приказом МПР России 8 июня 2005 г., существующее отечественное производство природного урана (ОАО «11111ХО», ЗАО «Далур», ОАО «Хиагда») составляет около 20 % от потребностей. При этом его дефицит в размере 80 % покрывается складскими запасами, которые по прогнозам экспертов будут исчерпаны к 2020...2030 гг., а возможно, и раньше.

Одним из вариантов повышения добычи природного урана является применение высокоэффективного и экологически безопасного метода скважинного подземного выщелачивания (СПВ) из руд пластово-инфильтрационных («песчаниковых») месторождений. Этим способом в конце 20 века добывалось 13 % (1996 г.) урана в мире, а в начале 21 века -уже 27,2 % (2002 г.). Особенно интенсивно росла добыча урана способом СПВ в США, доля которого к 1994 г. составила 69 %. В России же объемы производства в 2007 г. не превышали и 11 %, хотя минерально-сырьевая база отрасли насчитывает более 20 месторождений подобного типа (Вит-лаусское, Дыбрын, Щегловское, Имское, Журавлиное и др.) и 132 рудо-проявления. При этом данным методом отрабатываются только два - Хиа-гдинское (ОАО «Хиагда») и Далматовское (ЗАО «Далур»), где выщелачивание осуществляют через одноствольные вертикальные скважины.

Несмотря на высокую эффективность СПВ, существенными остаются затраты на бурение скважин, доля которых составляет 30 40 % в себестоимости конечной продукции. Снижение этих затрат делает метод еще более привлекательным для бизнеса. Перспективным направлением является выщелачивание многоствольными скважинами. Из опыта применения последних в геологоразведочной, нефтяной и газовой промышленности известно, что рамена вертикальных одноствольных скважин многоствольными позволяет сократить объемы бурения (в зависимости от глубины) до 50 % от общего объема горно-подготовительных работ. Кроме этого, снижение затрат непосредственно на выщелачивание создает предпосылки для широкомасштабного его применения, в том числе для разработки более бедных руд.

Несмотря на имеющиеся системы многоствольных скважин, они практически не применяются при выщелачивании урана. В связи с этим отсутствуют и научно разработанные рекомендации по определению параметров СПВ многоствольными скважинами.

Таким образом, обоснование эффективной технологии СПВ пласто-во-инфильтрационных месторождений урана на основе многоствольных скважин является актуальной задачей, имеющей научное и практическое значение.

Целью работы является научно-техническое обоснование технологии

СПВ урана из пластово-инфилырационных месторождений многоствольными скважинами, обеспечивающей равномерную проработку продуктивного пласта, сокращение затрат на добьгчу 1 кг металла и продолжительности процесса выщелачивания.

Идея работы: повышение эффективности рядной системы СПВ урана из пластово-инфильтрационных месторождений достигается применением многоствольных скважин рациональной конструкции с оптимальными параметрами, определяемыми на основе установленных закономерностей изменения технико-экономических показателей от горно-геологических и горнотехнических условий их эксплуатации.

Объект исследования - технология СПВ многоствольными скважинами «песчаниковых» урановых пластов.

Предмет исследования - рядные системы подземного выщелачивания многоствольными скважинами, их конструкции и параметры.

Задачи исследований:

- провести анализ современного состояния теории и практики процесса СПВ одноствольными и многоствольными добычными скважинами;

- обосновать технически возможные конструкции и системы СПВ многоствольными скважинами;

- разработать методику расчета параметров рядной системы СПВ многоствольными скважинами;

- оценить эффективность рядных систем СПВ многоствольными скважинами, определить оптимальные параметры и область их применения.

Методы исследования. Для решения поставленных задач были использованы: анализ и обобщение современного состояния процесса СПВ урана и опыта сооружения многоствольных скважин, аналитические исследования при обосновании конструктивных и технологических параметров рядных систем СПВ, математическое моделирование процесса движения выщелачивающих и продуктивных растворов при оценке потерь металла в залежи, технико-экономическое обоснование технических и технологических решений и экономико-математическое моделирование при определении оптимальных параметров рядных систем СПВ многоствольными скважинами.

Достоверность научных выводов, положений и рекомендаций подтверждается применением апробированных методов расчета конструкций многоствольных скважин и геотехнологических параметров добычи полезного ископаемого одноствольными вертикальными скважинами, непротиворечием полученных результатов данным других исследователей, патентозащищаемым решением, использованием апробированной программы математического моделирования движения рабочих растворов в продуктивном пласте и экономической эффективностью разработанной технологии.

Защищаемые научные положения:

1. Техническая реализация рядных систем СПВ на основе многоствольных скважин достигается применением двухствольных конструкций с бурением наклонных основных стволов закачных и откачных скважин, а равномерность проработки продуктивного пласта - смещением их относительно друг друга.

2. Эффективная область эксплуатации многоствольных скважин обеспечивается применением их рациональной конструкции с оптимальными параметрами рядной системы СПВ, определяемыми по разработанной методике с учетом затрат на вскрытие и выщелачивание продуктивного пласта.

Научная новизна исследований:

1. Разработана патентозащищенная рядная система СПВ наклонными многоствольными скважинами со смещением основных стволов закачных и откачных скважин относительно друг друга.

2. Выведена формула для расчета смещения основных стволов откачных и закачных скважин в зависимости от величины отхода дополнительного ствола от основного и шага вскрытия.

3. Математическим моделированием установлены потери металла в зависимости от направления бурения дополнительных стволов вдоль линии ряда и величины смещения х.

4. Усовершенствована методика расчета технико-экономических показателей для оценки СПВ многоствольными скважинами, которая учитывает влияние горно-геологических условий залегания продуктивного пласта, параметров рядной системы СПВ многоствольными скважинами и конструкции последних.

5. Впервые установлены закономерности изменения трудоемкости и себестоимости вскрытия продуктивного пласта, добычи 1 кг металла и продолжительности физико-химического процесса многоствольными скважинами для разработанных конструкций.

6. Для условий Хиагдинского месторождения по критерию цеховой себестоимости добычи определены оптимальные параметры (отход дополнительного ствола от основного, шаг вскрытия) и установлена область применения рядных систем СПВ многоствольными скважинами в зависимости от цены 1 кг металла, содержания полезного компонента и глубины залегания продуктивного пласта.

Практическая значимость

1. Разработанная технология подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами, по сравнению с одноствольными, позволяет уменьшить себестоимость добычи металла, отрабатывать пластово-инфильтрационные месторождения с минимальными потерями, расширить минерально-сырьевую базу предприятий и тем самым увеличить объемы производства урана в стране.

2. Усовершенствованная методика технико-экономической оценки и

определения оптимальных параметров СПВ многоствольными скважинами урановых «песчаниковых» залежей может быть использована при проектировании и эксплуатации аналогичных месторождений.

Личный вклад автора состоит в обобщении и анализе отечественного и зарубежного состояния теории и практики процесса СПВ одноствольными и многоствольными скважинами и сооружения многоствольных скважин, разработке рядных систем СПВ на основе многоствольных скважин и методики технико-экономического обоснования их оптимальных параметров, обосновании области применения технологии СПВ урана многоствольными скважинами и проведении технико-экономической оценки ее эффективности.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований приняты к внедрению ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект» при проектировании рядных систем СПВ многоствольными скважинами для отработки пластово-инфильтрационных месторождений; ОАО «Хиагда» для оценки новых месторождений; используются в учебном процессе ЧитГУ при подготовке горных инженеров по специальности 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» специализации «Геотехнологические способы разработки месторождений».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных научно-практических конференциях в Горном институте ЧитГУ (Чита, 2004-2009), Кулагинских чтениях ЧитГУ (Чита, 2005-2007), X международной молодежной научной конференции «Молодежь Забайкалья: культура здоровья - здоровое общество» ЧГМА (Чита, 2006), международном симпозиуме МГГУ «Неделя горняка» (Москва, 2008), научных семинарах кафедры «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» ЧитГУ (Чита, 2005-2010), заседаниях научно-технических советов ОАО «Хиагда» (Чита, 2010), ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект» (Чита, 2010) и ОАО «ПГ1ГХО» (Краснокаменск, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 1 - в издании, рекомендованном ВАК России, и 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, 4 глав и Заключения, изложенных на 138 стр. машинописного текста. Содержит 54 рис., 12 табл., список литературы из 103 наименований и 4 приложения.

По тексту диссертационной работы используются следующие понятия - выполаживание (выкручивание) ствола скважины - отклонение его в сторону горизонтальной (вертикальной) плоскости.

Автор выражает благодарность канд.техн.наук Р.Б. Закиеву за научное руководство на первых этапах работы и научному руководителю д-ру тех. наук В.М. Лизункину за постановку темы диссертации и методическую помощь на заключительном этапе исследования, а также д-ру техн. наук В. А. Овсейчуку за консультации по экономическим вопросам.

ОСНОВНОЕ СОД ЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ современного состояния теории и практики СПВ. Вторая глава посвящена разработке рядной системы СПВ многоствольными скважинами. В третьей главе представлена методика технико-экономической оценки технологии подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами. В четвертой главе определены оптимальные параметры рядной системы СПВ многоствольными скважинами и область их применения.

Изученность вопроса. Значительный вклад в развитие СПВ урана одноствольными скважинами внесли ученые: И.П. Кириченко, Н.П. Лаве-ров, Д.П. Лобанов, В.Ж. Арене, В.А. Мамилов, К.Н. Трубецкой, В.Г. Баху-ров, И.К. Луценко, В.Н. Мосинец, О.Л. Кедровский, М.И. Фазлуллин, И.Г. Абдульманов, И.Н. Солодов, Е.А. Толстов, А.И. Заболоцкий, Г.М. Адосик и др.

При этом основные научные исследования технологии СПВ проводятся в ведущих организациях и институтах: ВНИИХТ, МГГУ, РГГРУ им. Серго Орджоникидзе (МГРИ), ЦНИГРИ, ЧитГУ и др.

Большой вклад в разработку конструкций и технологию бурения и оборудования геологоразведочных многоствольных скважин внесли А.Г. Калинин, С.С. Сулакшин, Г.Г. Анненков, Ю.С. Костин, Ю.Т. Морозов, И.С.Афанасьев, Ю.Г. Соловов, В.В. Нескромных, В.В. Перминов, Р.Б. За-киев и многие другие (институты КазИМС, ВИТР, ТПИ, ЗабНИИ и т.д.).

Исходя из опыта проектирования и сооружения многоствольных скважин в геологоразведочной, нефтяной и газовой промышленности предложено использовать многоствольные скважины в технологии СПВ, применение которых уменьшит затраты на добычу металла и расширит минерально-сырьевую базу путем вовлечения в отработку более бедных РУД-

Несмотря на большой объем исследований в области подземного выщелачивания одноствольными скважинами, вопросы технологии СПВ на основе многоствольных скважин не проработаны, практического опыта их применения нет.

В работе приведены результаты исследований СПВ многоствольными скважинами применительно к условиям Хиагдинского месторождения, представленного залежами «песчаникового» типа мощностью 6+11 м, залегающими на глубине 160+190 м. Содержание металла изменяется от 0,022 до 0,189 % (среднее 0,069 %), коэффициент фильтрации пласта варьирует от 0,5 до 10 м/сутки (среднее 2+4 м/сутки). В настоящее время на месторождении проводятся опытно-промышленные испытания рядных систем СПВ одноствольными скважинами по сетке их расположения 25x20x50 м.

Основные результаты проведенных исследований отражены в следующих научных положениях, выносимых на защиту.

На основании анализа проектирования и бурения многоствольных геологоразведочных, нефтяных и газовых скважин в России, а также разработок Горного бюро США предложено три варианта двухзабойной конструкции со смешанным двухинтервальным профилем дополнительного ствола для физико-химического процесса (рис. 1). При этом основные стволы закачных и откачных скважин до места забуривания дополнительных стволов должны быть пробурены с зенитными углами от 3° до 10° в плоскостях, совпадающих с апсидальными плоскостями их дополнительных стволов. Это позволяет использовать наиболее простой и надежный способ ориентирования в скважине устройства для искусственного искривления, уменьшить затраты на управление траекториями их стволов, упростить технологию оборудования двухствольной скважины колоннами эксплуатационных труб и снизить трудоемкость и себестоимость сооружения закачных и откачных скважин. Бурение же основных стволов скважин с зенитным углом свыше 10°, как показывает практика в геологоразведке и нефтедобыче, приводит к росту эксплуатационных затрат и экономически не оправдано.

дополнительным стволом, забуренным на: а - «выполаживание» (вариант 1); б -«выкручивание» (вариант 2); в - «выполаживание» и искривленным основным стволом (вариант 3): Д1 (Д2, Аз) - отход дополнительного ствола от основного (первой, второй, третьей конструкции), м; Н - глубина скважины, м; ф - зенитный угол основного ствола скважины, градус; Я - радиус криволинейного участка дополнительного ствола, м

а-а

л сг 3 3- /э А'

1 з• О' О X 0 О

з 3' 3 3' \ .3 г

л <7

Для выбранных конструкций многоствольных скважин разработана рядная система СПВ с различным их расположением относительно друг друга, которая представлена на рис. 2 (патент РФ № 2349748).

б-б

* Рис. 2. Схема вскрытия

тфтпгжтг продуктивного пласта двухствольными скважинами: 1 (5, 7) - основной ствол закачной (откачной) многоствольной добычной скважины; 2 (6, 8) - дополнительный ствол закачной (откачной) многоствольной скважины; 3 - фильтр; 4 -продуктивная залежь; 3 и О (У и (У) - основной (дополнительный) ствол закачной и откачной многоствольной скважины; I - расстояние между основными стволами многоствольных скважин, м; а - шаг вскрытия, м; Ь -расстояние между рядами добычных скважин, м

Сущность данной системы заключается в том, что вскрытие продуктивной залежи осуществляется рядами наклонных закачных и откачных многоствольных скважин, из основного ствола каждой из которых пробурен дополнительный ствол. Из закачных скважин дополнительные наклонные стволы бурят вдоль линии их ряда в одном направлении, а из откачных скважин вдоль линии их ряда в противоположном направлении.

Важнейшим показателем в разработанных системах, обеспечивающим равномерность проработки продуктивного пласта рабочими растворами, является величина смещения основных стволов закачных и откачных скважин х. Это достигается при соблюдении одинаковой нагрузки на основные и дополнительные стволы многоствольных скважин.

На рис. 3 а, б, в представлены схемы движения выщелачивающих и продуктивных растворов от закачных к откачным стволам многоствольных скважин.

В варианте а (рис. 3 а) при бурении дополнительных стволов из основных стволов закачных и откачных скважин вдоль линий их рядов в одном направлении величины зон влияния составят:

а, =а2= 0,5 • Д, в, = в2 = 0,5-(/-Д), Д, = а, + в,, В2=аг+в2, где а/ - величина зоны влияния основных стволов закачных 3 и откачных О скважин в направлении забоев их дополнительных стволов У и (У, м;

а2 - величина зоны влияния дополнительных стволов закачных У и откачных С/ скважин в направлении забоев их основных стволов 3 и О, м;

20 М л

__3 3

\ \ \ гу

s, ' s<\s, ^ s, уй ^

г1 \ -л I \ N \ \ | \ \ 1 \ \

/ VWVU

\0 25 м0 W

Условные обозначения:

растекание растворов через 30 суток растекание растворов через 60 суток ЯД растекание растворов через 90 суток МИ растекание растворов через 120 суток растекание растворов через 150 суток непрорабатываемая площадь продуктивного пласта

Рис. 3. Схемы и результаты моделирования течения продуктивных растворов при различном расположении скважин: а (г), б (д), в (е) - многоствольных; ж (з) - одноствольных (базовый вариант)

в; - величина зоны влияния основных стволов закачных 3 и откачных О скважин в направлении забоев дополнительных стволов смежных в ряду закачных У и откачных СУскважин, м;

в2 - величина зоны влияния дополнительных стволов закачных 3> и откачных & скважин в направлении забоев основных стволов смежных в ряду закачных 3 и откачных О скважин, м;

В1 - общая ширина зоны влияния основных стволов закачных 3 и откачных О скважин вдоль линий их рядов, м;

В2 - общая ширина зоны влияния дополнительных стволов закачных У и откачных С/ скважин вдоль линий их рядов, м.

В этих случаях, ширина зон влияния основных и дополнительных стволов добычных многоствольных скважин будет одинакова, независимо от величины Л, т. е.: Д = = 0,5 • /. (1)

Кроме этого, при величине отхода дополнительных стволов Д, равной половине расстояния между основными стволами многоствольных скважин в ряду /, выполняются следующие соотношения:

= 52 ^ 5,' I, = 12 ^ = ¿'2 ^ (2)

где и - площади участков продуктивного пласта, находящиеся слева и справа от наименьшей длины линий тока Ьтт для взаимодействующих забоев основных стволов закачных 3 и откачных О скважин, м2;

5>] и £>2 - площади участков продуктивного пласта, находящиеся слева и справа от наименьшей длины линий тока Ь/тШ для взаимодействующих забоев дополнительных стволов закачных У и откачных (У скважин, м2;

¿/ и Ь2 - максимальные длины линий тока выщелачивающих растворов для участков продуктивного пласта Я/ и м;

//; и 1^2 - максимальные длины линий тока выщелачивающих растворов для участков продуктивного пласта У у и м.

Из сказанного выше следует что, чем меньше величина отхода А, тем более значительна разница входящих в соотношения (2) величин и, соответственно, более неравномерна проработка продуктивного пласта при последующем выщелачивании. Это подтверждается результатами математического моделирования процесса течения растворов с помощью программы «Полигон» Н.А. Попонина (рис. 3 г). Аналогичные результаты получены при моделировании базового варианта - одноствольными скважинами (рис. 3 ж, з). При этом проработка продуктивного пласта (извлечение) в вариантах г и з составит 85 % и 75 % соответственно.

При вскрытии продуктивного пласта рядами откачных и закачных многоствольных скважин с дополнительными стволами, пробуренными в противоположных направлениях (рис. 3 б), независимо от величины Д, выполняются условия (1) и (2). При этом в связи с лучшей проработкой продуктивного пласта, потери составят 3 % (рис. 3 д).

Недостатки первых двух схем устраняются смещением забоев основных стволов закачных и откачных скважин относительно друг друга вдоль

линии ряда в направлении бурения их дополнительных стволов на величину х (рис. 3 в).

В данном варианте, в связи с полной проработкой продуктивного пласта (потери 0 %, рис. 3 е), выполняются не только соотношения (1) и (2), но и следующие: Lmm = ¿'mm, s, = S2 = S,' = I, = I2 = ^ = l!2.

По геометрическим построениям (рис. 3 в) определим величину смещения: х = 0,5 • ((в, + в2) - (а, + а2)).

Учитывая, что а,+а2 = А, е, + вг = I - А получим: х = 0,5 • (/ - 2Д). (3) Формула (3) применима при А <,0,5-1 и подтверждается результатами математического моделирования (рис. 3 ё).

Таким образом, разработанная рядная система СПВ на основе многоствольных скважин реализуется путем применения двухствольных конструкций с зенитными углами 3-40° основных стволов закачных и откач-ных скважин, а равномерность проработки продуктивного пласта - смещением их относительно друг друга на величину х, зависящую от параметров рядной системы СПВ (отход дополнительного ствола А, шаг вскрытия о).

Эффективная область эксплуатации многоствольных скважин определена в следующей последовательности. Вначале по критерию минимума цеховой себестоимости (Сц, р/кг) для трех разработанных конструкций были определены оптимальные параметры рядной системы СПВ (А, о). Затем на основе технико-экономического сравнения установлен наиболее экономичный вариант конструкции многоствольной скважины. После чего по чистой дисконтированной прибыли, ущербу от потерь, рентабельности, индексу доходности и сроку окупаемости капитальных вложений определена область их эффективного применения в зависимости от цены 1 кг урана и среднего содержания полезного компонента в залежи.

За основу расчета цеховой себестоимости принята методика Лаверо-ва Н.П. и Толстова Е.А., в которой учтены затраты по видам производимых работ (горно-подготовительные Згпр, процесс выщелачивания Звыщ, рас-твороподъем Зраств, транспортировка и переработка продуктивных растворов 3„ер, прочие статьи затрат Зпроч):

Сц = Згпр + Звыщ + Зраст, + Зпер + V min (4)

Сравнительную оценку разработанных конструкций наклонных многоствольных скважин (рис. 1) с существующими вертикальными одноствольными осуществляли по трудоемкости (Тмсс, станко-час) и себестоимости (Смсп тыс. р.) вскрытия продуктивного пласта, по затратам на выщелачивание (Свыщ, тыс. р.) на 100 м длины ряда и продолжительности процесса (Твшц, мес.).

Затраты на горно-подготовительные работы (Згпр, р/кг) и выщелачивание (Звыщ, р/кг) определяли соответственно по формулам (5) и (6).

10-С

3 --'гпр

(5)

(6)

выч (А + <г)-2-1.Г-Мэ .0,01-г, •пяч ' где Ь - расстояние между рядами скважин, м; у - плотность руды, т/м3; Мэ -средняя эффективная мощность продуктивного пласта, м; ац - содержание урана в руде, %; еэ- эксплуатационные потери, д. ед.; ет - технологические потери, д. ед.; п„ - количество ячеек.

Затраты на раствороподъем, транспортировку и переработку продуктивных растворов и прочие статьи приняты условно-постоянными.

В качестве базовых величин вскрытия продуктивного пласта вертикальными скважинами использованы проектные значения параметров системы СПВ (25x20x50 м) в условиях Хиагдинского месторождения.

В результате расчетов для трех вариантов конструкций многоствольных скважин установлены зависимости изменения трудоемкости (рис. 4) и себестоимости (рис. 5) вскрытия на 100 м длины ряда, а также затрат на выщелачивание (рис. 6 и 7) от величин А и о при расстоянии между рядами скважин Ь=50 м.

■950

8850

£750

-650

1=550

л450

®350

"250

1,5 2,5 3,5 4,5

5,5 6,5 7,5 6,5 9,5 10,5 11,5 12,5 13,5 Отход дополнительного ствола от основного Д, м

14,5 15,5 16,5

Рис. 4 . Зависимость трудоемкости вскрытия многоствольными (1-5) и одноствольными (I1 - 51) скважинами на 100 м длины ряда от Д при а: 1,11 - 10 м; 2,21 - 15 м; 3, З1 - 20 м; 4,41 -25 м; 5, 51 - 30 м

1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5 11,5 12,5 13,5 14,5 15,5 16,5 Отход дополнительного ствола от основного Д, м

Рис. 5. Зависимость себестоимости вскрытия многоствольными (1-5) и одноствольными (11 - 51) скважинами на 100 м длины ряда от Д при а: 1,11 - 10 м; 2,21 - 15 м; 3,31 - 20 м; 4,41 -25 м; 5, 51 -30 м

Трудоемкость вскрытия продуктивного пласта на 100 м длины ряда аппроксимируется следующим выражением (II2 = 0,981):

= Я + ф • а + ^ • Я + • 1п Д + (^ ■ Я + ф •Л^, (7)

где 2 - вариант конструкции многоствольной скважины (1, 2, 3); к1...кв - коэффициенты, учитывающие вариант конструкции многоствольной скважины (приведены в диссертации); Я - глубина скважины, м.

Себестоимость вскрытия продуктивного пласта на 100 м ряда описывается следующим уравнением (Л2 = 0,995):

/ . . . .х - Ы,-Н-к\,

Сл,сс=[Ш-Я + ^)-о- + ^-Я+^)-1пД + (Ц-Я+^)-а 7 8, (8)

где к/.-.кз - коэффициенты, учитывающие вариант конструкции многоствольной скважины (приведены в диссертации).

В результате анализа графических и полученных математических зависимостей установлено, что разница сравниваемых показателей трудоемкости и себестоимости вскрытия продуктивного пласта одноствольными и многоствольными скважинами на 100 м длины ряда положительна во всем диапазоне величин шага вскрытия и отхода дополнительного ствола, а между трудоемкостью вскрытия она положительна только при шаге вскрытия менее 20 м.

Характер изменения затрат на собственно процесс выщелачивания в зависимости от параметров вскрытия (А, о) показан на рис. 6 и 7.

5 000

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0

Отход дополнительного ствола от основного Д м

Рис. 6. Зависимость затрат на выщелачивание (Сеыщ) при вскрытии многоствольными (1 - 5) и одноствольными (I1 - 51) скважинами на 100 м длины ряда при о: 1, I1 - Юм; 2, 21 -15 м; 3, З1 - 20 м; 4,41 - 25 м; 5, 51 - 30 м

Отход дополнительного ствола от основного Л, м

Рис. 7. Графики зависимости продолжительности выщелачивания при вскрытии многоствольными (1 - 5) и одноствольными (I1 - 51) скважинами на 100 м длины ряда от Д при ст: 1,11 -10 м; 2, 21 - 15 м; 3, З1 - 20 м; 4,41 - 25 м; 5, 51 - 30 м

Затраты средств на выщелачивание аппроксимируются следующими зависимостями:

- для первого варианта (И2 = 0,973):

(12)

Свыщ = 95869 • 1пЛ • а"!'4655 + 8456,6 • In и -14159; (9)

- для второго варианта (R2 = 0,977):

CgbIM< = 79846-lnA-o-_1'3579 + 8634,4-lncr-15027; (10)

- для третьего варианта:

при 0,5(ст + А) <25 м (R2 = 0,984):

Свыщ = 57139-1пД-о-~152171 +9107, Мпст-16395; (11)

при 0,5(ст + Д)>25 л< (R2 =0,964): свыщ = (°»0051-сгч- 0,0242)- Д4 - (0,334 • а - 4,4355)- А3 +

+ (8,4165 • <j - 208,56) • А2 + (1078,2 - 29,742 • ¡г)- Д1 + 267,3 • сг + 5807,6. Продолжительность процесса выщелачивания для трех конструкций многоствольных скважин аппроксимируется следующими выражениями:

-при 0,5(<т + А) <25 м (R2 = 0,996): т[ =1,4375-(Д. + сг)-10,781; (13) - при 0,5(ст+А) > 25 м (R2 = 0,994):

Т[ = (0,0025-сг+0,0359)-А?-(0,0604-(т-1,0859)-А.+1,7548-(7-15,55, (14) выщ i I

где i - вариант конструкции многоствольной скважины (1,2, 3); А,- - отход дополнительного ствола от основного, м.

Из графиков (рис. 6 и 7) видно, что разница между затратами на выщелачивание при использовании систем СПВ на основе одноствольных вертикальных и многоствольных добычных скважин во всем рассматриваемом диапазоне величин шага вскрытия и отхода дополнительного ствола от основного существенно положительна.

Анализ графиков (рис. 4-7) и уравнений (7)-(14) показал, что при увеличении шага вскрытия о и отхода дополнительного ствола от основного А трудоемкость и себестоимость вскрытия продуктивного пласта на 100 м длины ряда (рис. 4 и 5) уменьшаются. При этом продолжительность выщелачивания (рис. 7) возрастает и, как следствие, увеличиваются затраты на сам процесс (рис. 6). Со снижением этих параметров (А, о) затраты на горно-подготовительные работы растут, а продолжительность и стоимость выщелачивания уменьшаются.

Изменение суммарных затрат, т.е. цеховой себестоимости представлено на рис. 8 и аппроксимируется выражением (15) при R2 = 0,972.

-kl-H+kk

СЧ =

[к^Н+к^-а+к^-Н+к^ -Д+^-Я + ^-о- 7 8, (15)

В формуле (15) к[...к8 - коэффициенты, зависящие от варианта конструкции многоствольной скважины (приведены в диссертации).

Анализ уравнения (15) показал, что при 0,5(сг +А) < 25 л< применение многоствольных скважин экономически выгодно, а при несоблюдении этого условия целесообразнее применять одноствольные скважины.

1,5 3,5 5,5 7,5 9,5 11,5 13,5 15,5 17,5 19,5 21,5 23,5 Отход дополнительного ствола от основного Л, м

Рис. 8. Зависимость изменения цеховой себестоимости 1 кг урана при вскрытии многоствольными (1 - 5) и одноствольными (I1 - 51) скважинами на 100 м длины ряда от Д при о: 1, I1 - Юм; 2,2' -15 м; 3, З' - 20 м; 4.41 -25 м; 5, 51 -30 м

Оптимальные параметры рядной системы СПВ многоствольными скважинами при глубине Н=180 м определены по минимуму цеховой себестоимости (15) с использованием метода градиента (табл. 1). Из таблицы видно, что разработанные конструкции многоствольных скважин эффективнее базового варианта (одноствольными скважинами) на 35^37 %.

Рациональная конструкция многоствольной скважины определена на основе технико-экономической оценки по чистой дисконтированной прибыли, рентабельности, индексу доходности и сроку окупаемости капитальных вложений при содержании урана 0,069 %, отпускной цене 40 долл/кг (на 01.01.2009 г.) и отсутствии эксплуатационных потерь (табл. 2).

Таблица 1

Оптимальные параметры рядной системы СПВ многоствольными скважинами для условий Хиагдинского месторождения

Вариант 8, м А, м х, м Сц

р/кг %

1 21,0 6,0 7,5 509,78 63

2 17,0 6,0 5,5 530,65 65

3 21,0 7,0 7,0 523,08 64

Базовый 25 0 0 813,06 100

Таблица 2

Экономические показатели рассматриваемых вариантов

Наименование показателей Ед. Варианты Базовый

изм. 1 2 3 вариант

Чистая прибыль, в т.ч. млн р. 310,63 433,20 426,19 154,70

% 201 280 276 100

Прибыль от снижения потерь млн р. 77,66 108,30 106,55 0

Ущерб от потерь млн р. 0 0 0 37,90

Индекс доходности ед. 20,91 32,52 32,63 4,93

Рентабельность % 22,21 37,81 36,96 8,49

Срок окупаемости лет 2,05 1,15 1,36 6,33

Выпуск металла % 146 100

Потери металла % 0 25

Из табл. 2 видно, что наилучшие показатели достигаются при применении 2 варианта конструкции многоствольной скважины с дополнительным стволом, забуренным на «выкручивание» (рис. 1 б).

Расчетный годовой экономический эффект составляет 205 млн р. и достигается за счет повышения производительности по металлу на 46 %, уменьшения времени выщелачивания на 63 % и снижения срока окупаемости проекта в 5,5 раз.

Область эффективного применения СПВ одноствольными и многоствольными скважинами для условий Хиагдинского месторождения (рис. 9, уравнения (17) и (18)) определена по прибыли (16) в зависимости от отпускной цены 1 кг урана (Ц0, р/кг), содержания металла в залежи и глубины скважин (Я, м) с учетом ущерба от потерь.

Цена за 1 кг урана, долл.

Рис. 9. Эффективная область применения СПВ одноствольными (1) и многоствольными (2) скважинами при глубине Н=180 м

П = Ки-Ц0-Сср .0,01-К-С, -сср -0,01-К —» шах, (16)

где П - прибыль, тыс. р.; Ки - коэффициент извлечения, д. ед., Уц - объем руды, т.

сшт = (-0,0017- Я+2,7706) ■ = 0,897), (17)

с2т.т = (0,0021 • Я + 0,9743) • ц»-™»^™ (К2 = 0>872)) (18)

где с'тт, стт - минимальное содержание урана в продуктивной залежи для вскрытия ее одноствольными и многоствольными скважинами, %.

Анализ зависимостей (рис. 9, уравнения (17) и (18)) показал, что многоствольные скважины в условиях Хиагдинского месторождения эффективно применять при содержании урана в 1,5-=-1,7 раза меньшем, чем одноствольные, и при отпускной цене от 50 до 10 долларов за 1 кг металла.

Исходя из условий забуривания дополнительного ствола многоствольной скважины (интенсивность искривления, радиус кривизны, отход дополнительного ствола скважины и т.д.) минимальная глубина залегания продуктивного пласта составляет 140 м.

Таким образом, применение многоствольных скважин в зависимости от цены 1 кг металла позволяет отрабатывать месторождения «песчаникового» типа с глубины их залегания 140 м и с более низким содержанием полезного компонента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научно-практической задачи по обоснованию технологии СПВ урана из пластово-инфильтрационных месторождений многоствольными скважинами, позволяющей уменьшить себестоимость металла и вовлекать в отработку руды с меньшим содержанием полезного компонента.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

2. Выведена формула для расчета смещения основных стволов откачных и закачных скважин в зависимости от величин отхода дополнительного ствола от основного и шага вскрьггия для обеспечения равномерной проработки рабочими растворами продуктивного пласта.

4. Усовершенствована методика расчета технико-экономических показателей для оценки СПВ многоствольными скважинами, которая учитыва-

ет влияние горно-геологических условий залегания продуктивного пласта, параметров рядной системы СПВ многоствольными скважинами и конструкции последних.

5. Впервые установлены закономерности изменения трудоемкости и себестоимости вскрытия продуктивного пласта, добычи 1 кг металла, продолжительности и затрат физико-химического процесса многоствольными скважинами для трех технически возможных конструкций, применение которых позволяет разрядить сеть скважин с последующим сгущением их забоев, сократить время (на 63 %) и затраты на выщелачивание полезного компонента (на 39 %), уменьшить эксплуатационные потери (на 25 %) за счет равномерности проработки продуктивного пласта.

6. По критерию минимума цеховой себестоимости методом градиента определены оптимальные параметры рядной системы СПВ (шаг вскрытия о, отход дополнительного ствола от основного А, величина смещения х) на основе многоствольных скважин для трех возможных вариантов конструкций:

- вариант 1 - о=21,0 м и А=6,0 м -х=7,5 м;

- вариант 2 - а =17,0 м и Д=6,0 м-х=5,5 м;

- вариант 3 - а =21,0 м и Д=7,0 м - х=7 м.

7. При оптимальных параметрах разработанные конструкции многоствольных скважин эффективнее базового варианта на 35-К37 % по себестоимости. Из сравниваемых вариантов наиболее экономичным является вариант 2 - двухствольными скважинами с дополнительным стволом, забуренным на «выкручивание».

8. Для условий Хиагдинского месторождения по прибыли установлена область эффективного применения многоствольных скважин для рядных систем СПВ в зависимости от цены 1 кг металла, содержания полезного компонента и глубины залегания продуктивного пласта. Применение многоствольных скважин позволит уменьшить затраты на добычу 1 кг металла на 53 %, увеличить производительность по металлу на 46 %, сократить время выщелачивания в 5,5 раз и расширить минерально-сырьевую базу предприятия, вовлекая в отработку более бедные руды.

9. Результаты исследований приняты к внедрению ОАО «Забайкал-цветметНИИпроект» при проектировании рядных систем СПВ многоствольными скважинами для отработки пластово-инфильтрационных месторождений, ОАО «Хиагда» для оценки новых месторождений, а также используются в учебном процессе ЧитГУ при подготовке горных инженеров по специальности 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» специализации «Геотехнологические способы разработки месторождений».

10. Задачей дальнейших исследований является разработка отклоните-ля для забуривания дополнительных стволов многоствольных скважин диаметром 192 мм.

Основные результаты выполненных автором диссертационных исследований опубликованы в следующих работах:

1. Лизункин, В.М. Оптимизация параметров рядной системы сква-жинного подземного выщелачивания на основе многоствольных скважин для условий Хиагдинского месторождения / В.М. Лизункин, Р.Б. Закиев, H.A. Гаврилова // Вестник Читинского государственного университета.

- Чита: ЧитГУ, 2009. - № 6 (57). - С. 29-35.

2. Пат. № 2349748 Российская Федерация, МПК Е 21 В 43/28. Способ выщелачивания продуктивного пласта / Закиев Р.Б., Гаврилова H.A.; патентообладатель Чит. гос. ун-т. - № 2007121396/03; заявл. 07.06.2007; опубл. 20.03.2009, Бюл. №8.-2 е.: ил.

3. Ефремов, В.Н. Пути повышения извлечения металла из руд при подземном выщелачивании / В.Н. Ефремов, H.A. Бронникова (Гаврилова), A.A. Гаврилов // Вестник ЧитГУ: материалы пятой научно-практической конференции, посвященной 30-летию Горного института (Чита, 25-28 окт. 2004 г.). - Чита: ЧитГУ, 2004. - № 36. - С. 217-220.

4. Закиев, Р.Б. Опыт и перспектива применения наклонно-направленных и многоствольных добычных скважин при подземном выщелачивании / Р.Б. Закиев, H.A. Гаврилова, И.Н. Кириллов // Вестник ЧитГУ: материалы пятой Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения» (Чита, 28-30 ноября 2005 г.). - Чита:ЧитГУ, 2005. -Ч. I.-С. 21-25.

5. Закиев, Р.Б. Способ СПВ продуктивного пласта многоствольными добычными скважинами с их рядным расположением / Р.Б. Закиев, H.A. Гаврилова // VII Всероссийская научно-практическая конференция «Кулагинские чтения» (материалы конференции). - Чита: ЧитГУ, 2007. - Часть I. -С. 101-104.

6. Гаврилова, H.A. Перспективы применения многоствольных скважин при скважинном подземном выщелачивании (на примере Хиагдинского месторождения) // VI Всероссийская научно-практическая конференция «Кулагинские чтения» (материалы конференции). - Чита: ЧитГУ, 2006. -ЧастьII.-С. 38-42.

7. Гаврилова, H.A. Технико-экономическая оценка возможности подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами для условий Хиагдинского месторождения // Молодежь Забайкалья: культура здоровья

- здоровое общество: материалы десятой междунар. молодеж. научн. конф. (Чита, 13-14 апр. 2006 г.). - Чита: ЧГМА, 2006. - С.188-190.

8. Гаврилова, H.A. Технико-экономический анализ способа СПВ продуктивного пласта многоствольными добычными скважинами / Р.Б. Закиев, H.A. Гаврилова И VII Всероссийская научно-практическая конференция «Кулагинские чтения» (материалы конференции). - Чита: ЧитГУ, 2007. -Часть!.-С. 95-101.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.1997 г. Подписано в печать iO C"-f Л О Формат 60x84 1/16

Усл.печл. 1Л_Тираж 100 экз._Заказ № 63

Читинский государственный университет

_ул. Александро-Заводская, 30, г. Чита, 672039_

РИК ЧитГУ

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гаврилова, Надежда Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ СКВАЖИННОГО ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Тенденции развития метода скважинного подземного выщелачивания.

1.2. Анализ современного состояния теории и практики подземного выщелачивания урана многоствольными добычными скважинами.

1.3. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА РЯДНОЙ СИСТЕМЫ ПОДЗЕМНОГО

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА МНОГОСТВОЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ.

2.1. Горно-геологические и горнотехнические условия залегания Хиагдинского месторождения.

2.2. Состояние работ по скважинному подземному выщелачиванию на месторождении и основные результаты проведенных исследований.

2.3. Разработка и обоснование параметров технически возможных схем вскрытия.

2. 4. Техника и технология бурения и оборудования добычных скважин и технические требования, предъявляемые к средствам и оборудованию

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИИ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА МНОГОСТВОЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ.

3.1. Общие методические положения.

3.2. Методика расчета основных параметров и затрат на вскрытие месторождения одноствольными и многоствольными скважинами.

3.3. Методика сравнительного анализа рядных систем подземного выщелачивания на основе многоствольных скважин по показателям затрат на выщелачивание.

3.4. Методика оптимизации параметров рядной системы подземного выщелачивания многоствольными скважинами.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА МНОГОСТВОЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ ДЛЯ УСЛОВИЙ ХИАГДИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

4.1. Оценка эффективности вскрытия продуктивного пласта рядными системами подземного выщелачивания многоствольными скважинами.

4.2. Сравнительный анализ рядных систем подземного выщелачивания ,v одноствольными и многоствольными скважинами по затратам на выщелачивание металла.

4.3. Определение оптимальных параметров рядных систем подземного выщелачивания многоствольными скважинами.

4.4. Область эффективного применения рядных систем подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами.

Выводы по главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование технологии подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами"

Актуальность работы. Согласно долгосрочной государственной программе изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы России на основе баланса потребления и воспроизводства минерального сырья, утвержденной приказом M1JLP России 8 июня 2005 г., существующее отечественное производство природного урана (ОАО «11111'ХО», ЗАО «Далур», ОАО «Хиа-гда») составляет около 20 % от потребностей. При этом его дефицит в размере 80 % покрывается складскими запасами, которые по прогнозам экспертов будут исчерпаны к 2020.2030 гг., а возможно, и раньше.

Одним из вариантов повышения добычи природного урана является применение высокоэффективного и экологически безопасного метода скважин-ного подземного выщелачивания (СПВ) из руд пластово-инфильтрационных («песчаниковых») месторождений. Этим способом в конце 20 века добывалось 13 % (1996 г.) урана в мире, а в начале 21 века - уже 27,2 % (2002 г.). Особенно интенсивно росла добыча урана способом СПВ в США, доля которого к 1994 г. составила 69 %. В России же объемы производства в 2007 г. не превышали и 11 %, хотя минерально-сырьевая база отрасли насчитывает более 20 месторождений подобного типа (Витлаусское, Дыбрын, Щегловское, Имское, Журавлиное и др.) и 132 рудопроявления. При этом данным методом отрабатываются только два - Хиагдинское (ОАО «Хиагда») и Далматовское (ЗАО «Далур»), где выщелачивание осуществляют через одноствольные вертикальные скважины.

Несмотря на высокую эффективность СПВ, существенными остаются затраты на бурение скважин, доля которых составляет 30 40 % в себестоимости конечной продукции. Снижение этих затрат делает метод еще более привлекательным для бизнеса. Перспективным направлением является выщелачивание многоствольными скважинами. Из опыта применения последних в геологоразведочной, нефтяной и газовой промышленности известно, что замена вертикальных одноствольных скважин многоствольными позволяет сократить объемы бурения (в зависимости от глубины) до 50 % от общего объема горноподготовительных работ. Кроме этого, снижение затрат непосредственно на выщелачивание создает предпосылки для широкомасштабного его применения, в том числе для разработки более бедных руд.

Таким образом, обоснование эффективной технологии СПВ пластово-инфильтрационных месторождений урана на основе многоствольных скважин является актуальной задачей, имеющей научное и практическое значение.

Целью работы является научно-техническое обоснование технологии СПВ урана из пластово-инфильтрационных месторождений многоствольными скважинами, обеспечивающей равномерную проработку продуктивного пласта, сокращение затрат на добычу 1 кг металла и продолжительности процесса выщелачивания.

Объект исследования — технология СПВ многоствольными скважинами «песчаниковых» урановых пластов.

Задачи исследований:

- обосновать технически возможные конструкции и системы СПВ многоствольными скважинами;

- разработать методику расчета параметров рядной системы СПВ многоствольными скважинами;

Защищаемые научные положения:

Научная новизна исследований:

1. Разработана патентозащищенная рядная система СПВ наклонными многоствольными скважинами со смещением основных стволов закачных и от-качных скважин относительно друг друга.

3. Математическим моделированием установлены потери металла в зависимости от направления бурения дополнительных стволов вдоль линии ряда и величины смещения jc.

Практическая значимость

2. Усовершенствованная методика технико-экономической оценки и определения оптимальных параметров СПВ многоствольными скважинами урановых «песчаниковых» залежей может быть использована при проектировании и эксплуатации аналогичных месторождений.

Личный вклад автора состоит в обобщении и анализе отечественного и зарубежного состояния теории и практики процесса СПВ одноствольными и многоствольными скважинами и сооружения многоствольных скважин, разработке рядных систем СПВ на основе многоствольных скважин и методики технико-экономического обоснования их оптимальных параметров, обосновании * f области применения технологии СПВ урана многоствольными скважинами и проведении технико-экономической оценки ее эффективности.

X международной молодежной научной конференции «Молодежь Забайкалья: культура здоровья — здоровое общество» ЧГМА (Чита, 2006), международном симпозиуме МГГУ «Неделя горняка» (Москва, 2008), научных семинарах кафедры «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» ЧитГУ (Чита, 2005-2010), заседаниях научно-технических советов ОАО «Хиагда» (Чита, 2010), ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект» (Чита, 2010) и ОАО «ППГХО» (Краснокаменск, 2010).

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Гаврилова, Надежда Анатольевна

Выводы по главе

1. Анализ систем СПВ на основе одноствольных вертикальных и многоствольных добычных скважин по затратам на вскрытие продуктивного пласта показал следующее.

Зависимость трудоемкости и себестоимости единичного вскрытия продуктивного пласта дополнительным стволом и многоствольной скважиной от величины отхода дополнительного ствола от основного носит линейный характер. При этом разница между трудоемкостью и себестоимостью единичного вскрытия продуктивного пласта вертикальной одноствольной скважиной и дополнительным стволом и многоствольной скважиной с увеличением глубины уменьшается по линейной зависимости, но остается существенно положительной во всем рассматриваемом диапазоне глубин и отходов.

Трудоемкость и себестоимость вскрытия продуктивного пласта многоствольными скважинами на 100 м длины ряда с увеличением величины отхода дополнительного ствола от основного и шага вскрытия уменьшаются по обратно пропорциональной зависимости.

Разница между трудоемкостью и себестоимостью вскрытия продуктивного пласта конструкцией первого варианта многоствольной скважины с ростом ве-ли-чины отхода дополнительного ствола от основного и шага вскрытия и тру-доем-костью и себестоимостью вскрытия продуктивного пласта конструкцией третьего варианта многоствольной скважины достигает соответственно 40 % и 37 %. Кроме того, величина фактического отхода дополнительного ствола от основного конструкции третьего варианта многоствольной скважины больше аналогичной величины конструкции первого варианта в 1,5-^2 раза.

Трудоемкость и себестоимость вскрытия продуктивного пласта конструкцией второго варианта многоствольной скважины с увеличением зенитного угла многоствольной скважины на 1° повышается на 1 %. При этом разница величин фактического отхода дополнительного ствола от основного конструкции второго и первого вариантов многоствольной скважины достигает 66 %. В то же время, угол наклона многоствольной скважины оказывает влияние на отход дополнительного ствола от основного только на вторую конструкцию многоствольной скважины.

Разница между трудоемкостью и себестоимостью вскрытия продуктивного пласта одноствольными и многоствольными скважинами на 100 м длины ряда увеличивается по степенной зависимости. При этом между себестоимостью вскрытия она остается существенно положительной во всем диапазоне величин шага вскрытия и отхода дополнительного ствола, а между трудоемкостью вскрытия она положительна только при шаге вскрытия менее 20 м.

2. Сравнительный анализ систем СПВ на основе одноствольных вертикальных и многоствольных добычных скважин по затратам на собственно выщелачивание показал.

С увеличением отхода дополнительного ствола от основного затраты на выщелачивание возрастают по логарифмической зависимости, при этом чем больше шаг вскрытия а, тем меньше величина отхода влияет на данные показатели.

Повышение шага вскрытия приводит к росту разницы между продолжительностью и затратами на процесс выщелачивания при вскрытии продуктивного пласта одноствольными и многоствольными скважинами.

Разница между затратами на выщелачивание при использовании систем СПВ на основе одноствольных вертикальных и многоствольных добычных скважин во всем рассматриваемом диапазоне величин шага вскрытия, отхода дополнительного ствола от основного и глубины скважин существенно положительна.

3. По величине цеховой себестоимости 1 кг металла систем СПВ на основе многоствольных добычных скважин установлено следующее.

С увеличением шага вскрытия и величины отхода дополнительного ствола от основного цеховая себестоимость 1 кг металла уменьшается по обратно пропорциональной зависимости, при этом, чем больше глубина скважин, тем более существенна данная зависимость;

Разница между цеховой себестоимостью добычи урана при использовании систем СПВ на основе одноствольных вертикальных и многоствольных добычных скважин положительна при любой глубине скважин;

При 0,5 ■ (<т + А) > 25 м наблюдается существенное увеличение затрат времени и средств на процесс выщелачивания, т.е. отпадает необходимость разряжения многоствольных скважин в залежи.

4. Применение систем СПВ на основе многоствольных добычных скважин во всем рассмотренном диапазоне параметров их конструкции и вскрытия продуктивного пласта позволяет увеличить интенсивность проработки продуктивного пласта и уменьшить системные потери за счет уменьшения ширины рабочей зоны отдельных стволов скважин.

5. Для условий Хиагдинского месторождения при различных вариантах конструкции многоствольной скважины по критерию цеховой себестоимости определены оптимальные параметры системы СПВ (шаг вскрытия а, отход дополнительного ствола от основного А, величина смещения jc):

- вариант первой конструкции при <7=21,0 м и Д=6,0 м - jc=7,5 м;

- вариант второй конструкции при о =17,0 м и Д^О м - jc=5,5 м;

- вариант третьей конструкции при а =21,0 м и Д=7,0 м - х=7 м.

6. Использование предлагаемой системы СПВ многоствольными скважинами позволяет прорабатывать продуктивный пласт с большей эффективностью, сократить затраты на его вскрытие на 60 %, и тем самым уменьшить цеховую себестоимость для первого, второго и третьего вариантов конструкции многоствольных скважин на 33, 27 и 30 % соответственно.

7. При технико-экономическом сравнении разработанных вариантов конструкции многоствольной скважины по критерию минимума цеховой себестоимости определен наилучший вариант - с одним дополнительным стволом, забуренным на «выкручивание». При одинаковых капитальных вложениях срок окупаемости этого варианта составляет 1,15 года, рентабельность - 37,4 %, что в 1,78 и 1,18 раза меньше срока окупаемости первого и третьего вариантов и 1,7 и 1,02 раза больше рентабельности.

8. Для условий Хиагдинского месторождения установлена область эффективного применения многоствольных скважин для рядных систем СПВ в зависимости от цены 1 кг металла, содержания полезного компонента и глубины залегания продуктивного пласта. Применение многоствольных скважин позволит уменьшить затраты на добычу 1 кг металла на 53 %, увеличить производительность по металлу на 46 %, сократить время выщелачивания в 5,5 раз и расширить минерально-сырьевую базу предприятия, вовлекая в отработку более бедные руды.

9. Результаты исследований приняты к внедрению ОАО «Забайкалцвет-метНИИпроект» при проектировании рядных систем СПВ многоствольными скважинами для отработки пластово-инфильтрационных месторождений, ОАО «Хиагда» для оценки новых месторождений, а также используются в учебном процессе ЧитГУ при подготовке горных инженеров по специальности 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» специализации «Геотехнологические способы разработки месторождений».

10. Разработанная технология подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами, по сравнению с одноствольными, позволяет уменьшить себестоимость добычи металла, отрабатывать пластово-инфильтрационные месторождения с приемлемым показателем извлечения, расширить минерально-сырьевую базу предприятий и тем самым увеличить объемы производства урана в стране.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

2. Выведена формула для расчета смещения основных стволов откачных и закачных скважин в зависимости от величин отхода дополнительного ствола от основного и шага вскрытия для обеспечения равномерной проработки рабочими растворами продуктивного пласта.

3. Математическим моделированием установлены потери металла в зависимости от направления бурения дополнительных стволов вдоль линии ряда и величины смещения л;.

6. По критерию минимума цеховой себестоимости методом градиента определены оптимальные параметры рядной системы СПВ (шаг вскрытия а, отход дополнительного ствола от основного А, величина смещения х) на основе многоствольных скважин для трех возможных вариантов конструкций:

- вариант 1 - <т=21,0 м и Д=6,0 м - Хг=7,5 м;

- вариант 2 - а =17,0 м и Д=6,0 м — ;с=5,5 м;

- вариант 3 - а =21,0 м и Д=7,0 м - х=7 м.

7. При оптимальных параметрах разработанные конструкции многоствольных скважин эффективнее базового варианта на 35^37 % по себестоимости. Из сравниваемых вариантов наиболее экономичным является вариант 2 — двухствольными скважинами с дополнительным стволом, забуренным на «выкручивание».

8. Для условий Хиагдинского месторождения по прибыли установлена область эффективного применения многоствольных скважин для грядных систем СПВ в зависимости от цены 1 кг металла, содержания полезного компонента и глубины залегания продуктивного пласта. Применение многоствольных скважин позволит уменьшить затраты на добычу 1 кг металла на 53 %, увеличить производительность по металлу на 46 %, сократить время выщелачивания в 5,5 раз и расширить минерально-сырьевую базу предприятия, вовлекая в отработку более бедные руды.

9. Результаты исследований приняты к внедрению ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект» при проектировании рядных систем СПВ многоствольными скважинами для отработки пластово-инфильтрационных месторождений, ОАО «Хиагда» для оценки новых месторождений, а также используются в учебном процессе ЧитГУ при подготовке горных инженеров по специальности 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» специализации «Геотехнологические способы разработки месторождений».

10. Задачей дальнейших исследований является разработка отклонителя для забуривания дополнительных стволов многоствольных скважин диаметром 192 мм.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гаврилова, Надежда Анатольевна, Чита

1.И. Технико-экономическая оценка извлечения полезных ископаемых из недр / М.И. Агошков и др... - М.: Недра, 1974. - 312 с.

2. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976. - 279 с.

3. Адосик, Г.М. Обоснование эффективных режимов и параметров скважин-ного подземного выщелачивания урана в условиях низких температур (на примере Хиагдинского месторождения): автореф. дис. . канд. технич. наук: 25.00.22 / Г.М. Адосик. Чита, 2002. - 24 с.

4. Алимов, И. Математическое моделирование гидродинамических процессов подземного выщелачивания / И. Алимов. Ташкент: Фан, 1991. - 82 с.

5. Арене, В.Ж. Геотехнологи и геотехнология // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 1999. - № 2. - С. 12-15.

6. Арене, В.Ж. Физико-химическая геотехнология: учебное пособие / В.Ж. Арене. М.: Издательство МГТУ, 2001. - 656 с.

7. А.с. 1442644 СССР, МКИ Е 21 В 43/28. Способ извлечения материалов из продуктивных горизонтов / Фонберштейн Е.Г., Смирнов М.М., Петрищев В.В., Козлов B.C. (СССР). № 4149336/22-03; заявл. 20.11.86; опубл. 07.12.88, Бюл. № 45. - 2 е.: ил.

8. А.с. 1525269 СССР, МКИ Е 21 В 43/28. Способ выщелачивания полезных ископаемых из продуктивных пластов / Смирнов М.М., Юройц А.В., Буянов В.Р., Козлов B.C. (СССР). № 4323390/31-03; заявл. 30.10.87; опубл. 30.11.89, Бюл. № 44. -4 е.: ил.

9. А.с. 1528898 СССР, МКИ Е 21 В 43/28. Способ подготовки продуктивного горизонта к выщелачиванию / Абдульманов И.Г., Смирнов М.М., Буянов В.Р. (СССР). № 4381492/23-03; заявл. 24.02.88; опубл. 15.12.89, Бюл. № 46. - 2 е.: ил.

10. Бавлов, В.Н. Перспективы освоения и развития сырьевой базы урана России / В.Н. Бавлов, Г.А. Машковцев // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2005. - № 1. - С. 16-24.

11. Басов, B.C. Выбор оптимальной схемы вскрытия месторождения геотехнологическими скважинами // Горный журнал. 2006. - № 1. - С. 51-53.

12. Бахуров, В.Г. Химическая добыча полезных ископаемых / В.Г. Бахуров, И.К. Руднева. М.: Недра, 1972. - 136 с.

13. Бойцов, В.Е. Геолого-промышленные типы месторождений урана / В.Е. Бойцов, А.А. Верчеба. М.: КДУ, 2008. - 310 с.

14. Бровин, К.Г. Прогноз, поиски, разведка и промышленная оценка месторождений урана для отработки подземным выщелачиванием / К.Г. Бровин. Ал-маты: Гылым, 1997. - 384 с.

15. Бурение и оборудование геотехнологических скважин / И.А. Сергиенко и др.. М.: Недра, 1984. - 224 с.

16. Вартыкян, В.Г. Методика проектирования дополнительного ствола многозабойной скважины малого диаметра / В.Г. Вартыкян, A.M. Курмашев // Методика и практика разведки. 1969. - № 466. - С. 125-132.

17. Веселова, JI.H. Физико-химические основы и гидродинамика процесса подземного выщелачивания: Учебно-методическое пособие / JI.H. Веселова, В.Г. Садонин; под ред. Б.В. Невского. М.: ЦНИИатоминформ, 1981. - 86 с.

18. Ганн, В.Н. Результаты опытно-промышленных работ на месторождениях Хиагдинского рудного поля / В.Н. Ган, Г.М. Адосик, И.И. Курсинов // Ресурсы Забайкалья. 2001. - № 1. - С. 17-18.

19. Голубев, B.C. Динамика геотехнологических процессов / B.C. Голубев, Г.Н. Кричевец. М.: Недра, 1989. - 120 с.

20. Грабовников, В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов /В.А. Грабовников. М.: Недра, 1983. - 120 с.

21. Грабовников, В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов /В.А. Грабовников. М.: Недра, 1995. - 153 с.

22. Громов, Б.В. Введение в химическую технологию урана: учебник для вузов / Б.В. Громов. — М.: Атомиздат, 1978. 336 с.

23. Дементьев, А.А. Компьютерная модель расчета технико-экономических показателей (на примере месторождений урана для разработки подземным выщелачиванием) // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. -1999.-№2.-С. 169-175.

24. Добыча урана методом подземного выщелачивания / В.А. Мамилов и др.; под ред. В.А. Мамилова. М.: Атомиздат, 1980. - 248 с.

25. Закиев, Р.Б. Повышение эффективности геотехнологических методов добычи руд путем наклонно-направленного и многоствольного бурения // Вестник

26. ЧитГУ: материалы пятой научно-практической конференции, посвященной 30-летию Горного института (Чита, 25-28 окт. 2004 г.). Чита: ЧитГУ, 2004. - № 36. -С. 202-207.

27. Зиненко, В.П. Направленное бурение: учеб. пособие для вузов / В.П. Зи-ненко. М.: Недра, 1990. - 152 е.: ил.

28. Зыков С.Г. Поиск, анализ, оценка и формирование эффективных буровых и насосных комплексов оборудования для эксплуатации в экстремальных условиях рудников ПВ // Горный информационно-аналитический бюллетень. Ml 1 У. -2006. - № 3. - С. 359-369.

29. Исмаилов, Т.Т. Специальные способы разработки месторождений полезных ископаемых: учебник для вузов / Т.Т. Исмаилов, В.И. Голик, Е.Б. Дольников. М.: Издательство МГТУ, 2006. - 331 с.

30. Калабин, А.И. Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием / А.И. Калабин. М.: Атомиздат, 1969. - 369 с.

31. Калинин, А.Г. Бурение наклонных скважин: справочник / А.Г. Калинин, Н.А. Григорян, Б.З. Султанов; под ред. А.Г. Калинина. М.: Недра, 1990. - 348 с.

32. Калинин, А.Г. Естественное и искусственное искривление скважин: учебное пособие для вузов / А.Г. Калинин, В.В. Кульчицкий. Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»; Институт компьютерных исследований, 2006. - 640 с.

33. Козловский, Е.А. Россия: Минерально-сырьевая политика и национальная безопасность / Е.А. Козловский. М.: Издательство МГГУ, 2002. - С. 256-265.

34. Комплексы подземного выщелачивания / И.Г. Абдульманов и др.; под ред. O.JI. Кедровского. М.: Недра, 1992. - 263 с.

35. Корсаков, Ю.Ф. Минерально-сырьевая база урана Республики Узбекистан: состояние, проблемы, перспективы развития / Ю.Ф. Корсаков, И.Г. Горлов // Геология и минеральные ресурсы. 1999. - № 3. - С 21-24.

36. Костин, Ю.С. Современные методы и технологии по управлению траекториями геологоразведочных скважин / Ю.С. Костин и др.. Чита: ООО «Издательский дом «Ресурсы Забайкалья», 2004. - 352 с.

37. Котенко, Е.А. Горное дело и атомная энергетика: учебное пособие / Е.А. Котенко. М.: Издательство МГГУ, 2001. - 197 с.

38. Котенко, Е.В. Топливо третьего тысячелетия // Металлы Евразии. 2001. - № 6. - С. 42-50.

39. Кочегаров, Ю.В. Автоматизация задач проектирования, учета, анализа и планирования на объектах подземного выщелачивания урана /Ю.В. Кочегаров, В.Е. Рыков, Б.Б. Шишкин // Горный журнал. 2003. - № 8. - С. 84-85.

40. Кротков, В.В. Современное состояние и перспективы развития добычи урана // Горный журнал. 1999. - № 12. - С. 3-4.

41. Кротков, В.В. Состояние и пути развития атомной промышленности России // Горный журнал. 2003. - № 10. - С. 52-54.

42. Культин, Ю.В. Оценка возможности разработки комплексного уран-молибден-рениевого месторождения способом подземного выщелачивания /Ю.В. Культин, А.А. Новгородцев, А.Е. Фоменко, О.Н. Васюта, О.В. Алтунин // Горный журнал. 2007. - № 6. - С. 47-51.

43. Кучерский, Н.И. История развития и состояния уранового производства в Республике Узбекистан // Горный журнал. 1999. - № 12. - С. 4-7.

44. Кучное и подземное выщелачивание металлов / Г.Д. Лисовский и др.; под ред. С.Н. Волощука. М.: Недра, 1982. - 113 с.

45. Ладейщиков, А.В. Геология гидрогенных месторождений урана палеодо-линного типа в Зауралье: перспективы развития и освоения Зауральского урано-ворудного района // Известия вузов. Горный журнал. 2003. - № 4. - С. 58-66.

46. Лобанов, Д.П. Геотехнологическая урановая школа Московской государственной геологоразведочной Академии / Д.П. Лобанов, Н.Г. Малухин // Горный информационно-аналитический бюллетень. Ml 1 У, 1999. - № 2. - С. 20-24.

47. Лопатин, В.В. Долгосрочные перспективы развития добычи урана в России / В.В. Лопатин, Е.Н. Камнев, В.Г. Иванов // Горный журнал. 2002. - № 4. - С. 7-10.

48. Луценко, И.К. Бесшахтная разработка рудных месторождений / И.К. Лу-ценко, В.И. Белецкий, Л.Г. Давыдова. М.: Недра, 1986. - 176 с.

49. Марченко, И.В. Моделирование последовательности и времени отработки блоков гидрогенного месторождения методом подземного выщелачивания / И.В. Марченко, В.Д. Постников // Цветная металлургия. 1988. - № 2. - С. 45-47.

50. Мосинец, В.Н. Уранодобывающая промышленность и окружающая среда / В.Н. Мосинец, Н.В. Грязнов; под ред. Б.Н. Ласкорина. М.: Энергоатомиздат, 1983.- 120 с.

51. Моссаковский, Я.В. Экономика горной промышленности: учебник для вузов / Я.В. Моссаковский. М.: МГГУ, 2004. - 525 е.: ил.

52. Наумов, С.С. Сырьевая база урана // Горный журнал. 1999. - № 12. - С.12.17.

53. Оптимизация параметров разработки гидрогенных месторождений способом подземного выщелачивания: учебно-методическое пособие / В.Г. Иванов и др.. Обнинск: ЦИПК, 1990. - 106 с.

54. Пат. № 2349748 Российская Федерация, МПК Е 21В 43/28. Способ выщелачивания продуктивного пласта / Закиев Р.Б., Гаврилова Н.А.; патентообладатель Чит. гос. ун-т. № 2007121396/03; заявл. 07.06.2007; опубл. 20.03.2009, Бюл. №8.-2 е.: ил.

55. Пат. № 4222611 США, МКИЗ Е21 В 43/28. Способ добычи металла двуствольной добычной скважиной / Ларсен B.C., Моррель Р.Д. заявл. 14. 05. 1978, опубл. 16.08.1979, Том 66 998.

56. Пат. № 4249777, США, МКИ3 Е21 В 43/28. Способ разработки месторождений полезных ископаемых на месте их залегания / Моррель Р.Д., Ларсен B.C. -заявл. 23.11.77, опубл. 24.07.79, Том 101.

57. Пешкова, М.Х. Экономическая оценка горных проектов / М.Х. Пешкова. М.: Издательство МГТУ, 2003. - 422 с.

58. Пименов, М.К. Перспективные направления совершенствования технологии скважинного подземного выщелачивания урана на месторождениях России // Горный журнал. 1999. - № 12. - С. 41-44.

59. Подземное выщелачивание полиэлементных руд / Н.П. Лаверов и др.; под ред. Н.П. Лаверова. М.: Издательство Академии горных наук, 1998. - 446 с.

60. Подземное выщелачивание урановых руд / В.Г. Бахуров, С.Г. Вечеркин, И.К. Луценко. М.: Атомиздат, 1969. - 128 с.

61. Пути интенсификации подземного выщелачивания / К.Н. Кошколда и др.; под ред. Н.И. Чеснокова. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 224 с.

62. Разведка месторождений урана для отработки методом подземного выщелачивания / Шумилин М.В. и др.. М.: Недра, 1985. - 208 с.

63. Результаты математического моделирования процесса ПВ при гексагональной схеме вскрытия руд залежи применительно к рудам Хиагдинского месторождения / исполн.: В.В. Макшанинов, Е.А. Митрофанов. ОАО «Хиагда», 2002. -50 с.

64. Рогов, А.Е. К определению оптимального уровня извлечения урана при подземном скважинном выщелачивании // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2003. - № 9. - С. 119-121.

65. Рогов, А.Е. Метод определения кинетических параметров при подземном скважинном выщелачивании урана / А.Е. Рогов, Е.И. Рогов // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГТУ. - 2003. -№8.-С133-135.

66. Рогов, А.Е. Оптимизация расхода серной кислоты при подземном скважинном выщелачивании урана / А.Е. Рогов, В.Г. Язиков, В.Л. Забазнов // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2002. - № 4. - С. 154-156.

67. Рогов, Е.И. Инженерный метод гидродинамического расчета сетей технологических скважин при подземном скважинном выщелачивании металлов / Е.И. Рогов, А.Е. Рогов // Горный информационно-аналитический бюллетень. -МГГУ. 2001. - № 9. - С.30-34.

68. Рогов, Е.И. К определению пределов изменения радиуса гексагональной ячейки и расстояния между скважинами в рядных схемах / Е.И. Рогов, В.Г. Язи-ков, А.Е. Рогов // Комплексное использование минерального сырья. 2000. - № 3.-4.-С. 18-23.

69. Рогов, Е.И. О коэффициенте извлечения урана и удельном расходе реагента при подземном выщелачивании // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГТУ. - 2000. - № 5. - С.43-45.

70. Рогов, Е.И. Оптимизация подготовленных и готовых к выемке запасов на рудниках подземного скважинного выщелачивания урана / Е.И. Рогов, В.Г. Язи-ков, А.Е. Рогов // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. -2002.-№4.-С. 149-150.

71. Рогов, Е.И. Оптимизация схем и параметров проектирования сети технологических скважин при ПСВ металлов / Е.И. Рогов, В.Г. Язиков, А.Е. Рогов // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГТУ. - 2001. - № 9. - С. 3537.

72. Рогов, Е.И. Сетевые аналоги гидравлической модели фильтрации раствора при подземном выщелачивании металлов / Е.И. Рогов, В.Г. Язиков, А.Е. Рогов // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. - 2001. - № 9. -С. 38-39.

73. Садонин, В.Г. Разработка гидрогенных месторождений методом подземного выщелачивания: учебно-методическое пособие / В.Г. Садонин, JI.H. Весело-ва; под ред. Б.В. Невского. М.: ЦНИИатоминформ, 1982. - 62 с.

74. Справочник по геотехнологии урана / под ред. Д.И. Скороварова. М.: Энергоатомиздат, 1997. - 672 с.

75. Справочник укрупненных сметных норм на геологоразведочные работы. СУСН. Вып. 5. Разведочное бурение / отв. ред. С.И. Голиков. М.: Недра, 1984. -200 с.

76. Строительство и эксплуатация рудников подземного выщелачивания / В .И. Мосинец и др.. М.: Недра, 1987. - 304 с.

77. Тарханов, А.В. Состояние мировой ураново-рудной промышленности и тенденции ее развития на рубеже веков / А.В. Тарханов, В.В. Шаталов. М.: Издательство ВИМС «Минеральное сырье», 2002. - 36 с.

78. Толстов, Е.А. Проектирование технических и технологических показателей при скважинном подземном выщелачивании урана / Е.А. Толстов, Г.Н. Глотов // Горный журнал. 2002. - Специальный выпуск. - С. 131-133.

79. Толстов, Е.А. Совершенствование технологии добычи урана способом подземного выщелачивания / Е.А. Толстов, М.Е. Першин // Горный журнал. -2002. Специальный выпуск. - С. 121-124.

80. Толстов, Е.А. Физико-химические геотехнологии освоения месторождений урана и золота в Кызылкумском регионе / Е.А. Толстов. М.: Изд-во МГТУ, 1999.-314 с.

81. Тураев, Н.С. Химия и технология урана / Н.С. Тураев, И.И. Жерин; под ред. JI.M. Чекмарева. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2006. - 396 с.

82. Фазлуллин, М.И. Особенности техники и технологии подземного выщелачивания на Хиагдинском урановом месторождении / М.И. Фазлуллин, В.А. Гуров, Г.М. Адосик // Горный журнал. 1999. - № 12. - С. 54-56.

83. Чесноков, Н.И. Уранодобывающая промышленность капиталистических стран. Современный этап развития / Н.И. Чесноков, Е.А. Котенко, М.В. Грязнов. -М.: Атомиздат, 1979. 144 с.

84. Шаталов, В.В. Об экологической безопасности проведения работ на Хиагдинском месторождении / В.В. Шаталов, Г.М. Адосик // Горный журнал. 1999. -№ 12. - С. 56-58.

85. Шаталов, В.В. Подземное выщелачивание урана и пути его совершенствования / В.В. Шаталов, М.И. Фазлуллин // Цветные металлы. 2003. - № 4. -С. 35-39.

86. Шаталов В.В. Состояние и перспективы развития сырьевой базы атомной промышленности // Бюллетень по атомной энергии. 2004. - № 1. - С. 24-27.

87. Шумилин, М.В. Проблемы развития добычи урана в России и обеспечечния баланса реального предложения и спроса // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2006. - № 5. - С. 36-41.

88. Dirk J. A. Introduction to Evaluation, Design and Operation of Precious Metal Heap Leaching Projects / Dirk J.A. van Zyl, Jan P.G. Hutchison, Jean E. Kiel. Colorado. Mining engineers inc. AIME, 1988.-372.

89. Hoffmann, C. Lerbuch der Bergwerksmaschinen (Kraft- und Arbeitsmaschi-nen) / C. Hoffmann. Berlin: Springer-Verlag, 1958. - 410.

90. Добыча урановых руд на крупнейших рудниках мира Электронный ресурс. Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.geo.lseptember.ru/2006/21/23. - Загл. с экрана.

91. Методы оптимизации первого порядка Электронный ресурс. Электрон. дан. - Режим доступа: http://kafemat.narod.ni/workslectures/l.htm. - Загл. с экрана.

92. Производство и потребление урана в Китае Электронный ресурс. -Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.mineral.ru/news/26872//. — Загл. с экрана.

93. Промышленная переработка уранового сырья Электронный ресурс. -Электрон, дан. — Режим доступа: http://www.armz.ru. — Загл. с экрана.

94. Сырьевой комплекс зарубежных стран Электронный ресурс. Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.mineral.ru/Facts/world/116/136/index.html. -Загл. с экрана.

95. Технико-экономические показатели Ед. нзм. 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 '2016 2017 2018 2019 Итого

96. Эксплуатационные затраты, всего, в т. ч. млн. р. 433,0 652,2 826,8 885,0 885,0 885,0 885,0 885,0 885,0 885,0 885,0 8992,0

97. Затраты на бурение млн. р. 212,0 212,0 212,0 212,0 212,0 212,0 212,0 212,0 212,0 212,0 212,0 2331,5

98. Затраты на выщелачивание млн. р. 16,5 49,6 82,7 93,8 93,8 93,8 93,8 93,8 93,8 93,8 93,8 899,0

99. Затраты на насосный раствороподъем млн. р. 21,8 65,4 109,0 123,5 123,5 123,5 123,5 123,5 123,5 123,5 123,5 1184,5

100. Затраты на переработку продуктивных растворов млн. р. 49,0 146,9 244,8 277,4 277,4 277,4 277,4 277,4 277,4 277,4 277,4 2659,8

101. Прочие статьи затрат млн. р. 133,8 178,3 178,3 178,3 178,3 178,3 178,3 178,3 178,3 178,3 178,3 1917,1

102. Затраты на рекультивацию млн. р. 0,0 0,0 0,0 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 23,5

103. Налоги, включаемые в себестоимость^ 1,5 % от реализации) млн. р. 25,4 76,1 126,8 155,7 155,7 155,7 155,7 155,7 155,7 155,7 155,7 1474,3

104. Эксплуатационные затраты с налогами и отчислениями млн. р. 458,4 728,3 953,7 1043,7 1043,7 1043,7 1043,7 1043,7 1043,7 1043,7 1043,7 10489,7

105. Полная себестоимость товарной продукции в ценах на 01.01.2009 г. руб./кг 2826,3 1496,8 1176,0 1048,1 1048,1 1048,1 1048,1 1048,1 1048,1 1048,1 1048,1 1262,1долл./кг 83,1 44,0 34,6 30,8 30,8 30,8 30,8 30,8 30,8 30,8 30,8 37,1

106. Выпуск урана кг 162185 486554 810923 995814 995814 995814 995814 995814 995814 995814 995814 9426173

107. Стоимость товарной продукции (без НДС) при цене 40 $/кг (в ценах 01.01.2009 г.) млн. р. 220,6 661,7 1102,9 1354,3 1354,3 1354,3 1354,3 1354,3 1354,3 1354,3 1354,3 12819,6

108. Капитальные вложения в строительство предприятия млн. р. 13,2 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 39,0

109. Чистая прибыль, в т.ч.: млн. р. -237,8 -66,6 149,2 310,6 310,6 310,6 310,6 310,6 310,6 310,6 310,6 2329,9

110. Прибыль от снижения потерь млн. р. -59,5 -16,6 37,3 77,7 77,7 77,7 77,7 77,7 77,7 77,7 77,7 582,5

111. Ущерб от потерь млн. р. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

112. Амортизация млн. р. 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 16,2

113. Коэффициент дисконтирования Д. ед. 1,0 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4

114. Чистый дисконтированный доход млн. р. -253,8 -59,4 108,1 208,5 189,6 173,7 157,9 143,5 130,5 118,6 107,8 1024,9

115. Индекс доходности ед. -18,0 -21,3 43,4 82,1 74,6 67,8 61,7 56,0 51,0 46,3 42,1 20,9

116. Срок окупаемости проекта лет 2,051. Рентабельность % 22,21

117. Годовые эксплуатационные затраты и цеховая себестоимость добычи 1 кг металла (второй вариант конструкции)

118. Технико-экономические показатели Ед. изм. 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Итого

119. Эксплуатационные затраты, всего, в т. ч. млн. р. 384,8 600,4 755,9 755,9 755,9 755,9 755,9 755,9 755,9 755,9 755,9 7788,3

120. Затраты на бурение млн. р. 180,0 184,7 184,7 184,7 184,7 184,7 184,7 184,7 184,7 184,7 184,7 2027,4

121. Затраты на выщелачивание млн. р. 18,2 54,5 87,5 87,5 87,5 87,5 87,5 87,5 87,5 87,5 87,5 860,3

122. Затраты на насосный раствороподъем млн. р. 20,7 62,2 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 981,1

123. Затраты на переработку продуктивных растворов млн. р. 46,7 140,1 224,9 224,9 224,9 224,9 224,9 224,9 224,9 224,9 224,9 2211,0

124. Прочие статьи затрат млн. р. 119,2 158,9 158,9 158,9 158,9 158,9 158,9 158,9 158,9 158,9 158,9 1708,5

125. Затраты на рекультивацию млн. р. 0,0 0,0 1,9 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 23,8

126. Налоги, включаемые в себестоимости 11,5 % от реализации) млн. р. 25,8 77,4 129,1 154,9 154,9 154,9 154,9 154,9 154,9 154,9 154,9 1471,3

127. Эксплуатационные затраты с налогами и отчислениями млн. р. 410,6 677,9 886,9 913,5 913,5 913,5 913,5 913,5 913,5 913,5 913,5 9283,4

128. Полная себестоимость товарной продукции в ценах на 01.01.2009 г. руб./кг 2487,9 1369,1 1074,8 922,5 922,5 922,5 922,5 922,5 922,5 922,5 922,5 1119,3

129. ДОЛЛ./КГ 73,2 40,3 31,6 27,1 27,1 27,1 27,1 27,1 27,1 27,1 27,1 32,9

130. Выпуск урана КГ 165037 495110 825184 990221 990221 990221 990221 990221 990221 990221 990221 9407096

131. Стоимость товарной продукции (без НДС) при цене 40 $/кг (в ценах 01.01.2009 г.) млн. р. 224,5 673,4 1122,3 1346,7 1346,7 1346,7 1346,7 1346,7 1346,7 1346,7 1346,7 12793,7

132. Капитальные вложения в строительство предприятия млн. р. 13,1 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 37,8

133. Чистая прибыль, в т.ч.: млн. р. -186,1 -4,5 235,4 433,2 433,2 433,2 433,2 433,2 433,2 433,2 433,2 3510,3

134. Прибыль от снижения потерь млн. р. -46,5 -1,1 58,8 108,3 108,3 108,3 108,3 108,3 108,3 108,3 108,3 877,6

135. Ущерб от потерь млн. р. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

136. Амортизация млн. р. 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 16,0

137. Коэффициент дисконтирования д. ед. 1,0 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4

138. Чистый дисконтированный доход млн. р. -202,0 -8,0 172,9 292,3 265,7 242,9 220,8 200,8 182,5 165,9 150,8 1684,7

139. Индекс доходности ед. -14,2 -1,5 71,6 119,8 108,9 99,0 90,0 74,4 67,6 61,5 32,5

140. Срок окупаемости проекта лет 1,21. Рентабельность % 37,8

141. Технико-экономические показатели Ед. изм. 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Итого

142. Эксплуатационные затраты, всего, в т. ч. млн. р. 343,6 536,7 689,2 762,9 762,9 762,9 762,9 762,9 762,9 762,9 762,9 7673,1

143. Затраты на бурение млн. р. 145,7 145,7 145,7 145,7 145,7 145,7 145,7 145,7 145,7 145,7 145,7 1602,6

144. Затраты на выщелачивание млн. р. 11,9 35,6 59,3 70,8 70,8 70,8 70,8 70,8 70,8 70,8 70,8 672,8

145. Затраты на насосный раствороподъем млн. р. 19,9 59,6 99,4 118,6 118,6 118,6 118,6 118,6 118,6 118,6 118,6 1127,4

146. Затраты на переработку продуктивных растворов млн. р. 44,5 133,6 222,7 265,7 265,7 265,7 265,7 265,7 265,7 265,7 265,7 2526,3

147. Прочие статьи затрат млн. р. 121,7 162,2 162,2 162,2 162,2 162,2 162,2 162,2 162,2 162,2 162,2 1743,9

148. Затраты на рекультивацию млн. р. 0,0 0,0 0,0 1,0 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 16,5

149. Налога, включаемые в себестоимости 11,5 % от реализации) млн. р. 22,1 66,3 110,6 154,8 154,8 154,8 154,8 154,8 154,8 154,8 154,8 1437,5

150. Эксплуатационные затраты с налогами и отчислениями млн. р. 365,7 603,0 799,8 918,7 920,0 920,0 920,0 920,0 920,0 920,0 920,0 9127,0

151. Полная себестоимость товарной продукции в ценах на 01.01.2009 г. руб./кг 2586,5 1421,6 1131,2 928,2 929,4 929,4 929,4 929,4 929,4 929,4 929,4 1143,0

152. ДОЛЛ./КГ 76,1 41,8 33,3 27,3 27,3 27,3 27,3 27,3 27,3 27,3 27,3 33,6

153. Выпуск урана кг 141402 424207 707012 989817 989817 989817 989817 989817 989817 989817 989817 9191154

154. Стоимость товарной продукции (без НДС) при цене 40 $/кг (в ценах 01.01.2009 г.) млн. р. 192,3 576,9 961,5 1346,2 1346,2 1346,2 1346,2 1346,2 1346,2 1346,2 1346,2 12500,0

155. Капитальные вложения в строительство предприятия млн. р. 13,4 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 36,2

156. Чистая прибыль, в т.ч.: млн. р. -173,4 -26,1 161,7 427,4 426,2 426,2 426,2 426,2 426,2 426,2 426,2 3372,9

157. Прибыль от снижения потерь млн. р. -43,4 -6,5 40,4 106,9 106,5 106,5 106,5 106,5 106,5 106,5 106,5 843,2

158. Ущерб от потерь млн. р. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

159. Амортизация млн. р. 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 15,7

160. Коэффициент дисконтирования Д.ед. 1,0 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 1

161. Чистый дисконтированный доход млн. р. -189,5 -25,7 117,8 288,5 261,5 239,1 217,4 197,6 179,6 163,3 148,5 1598,0

162. Индекс доходности ед. -12,9 -9,5 53,2 127,8 115,9 105,3 95,8 87,0 79,1 71,9 65,4 32,6

163. Срок окупаемости проекта лет 1,41. Рентабельность % 37,0

164. Технико-экономические показатели Ед. нзм. 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Итого

165. Эксплуатационные затраты, всего, в т. ч. млн. р. 324,3 446,5 525,5 604,4 660,9 660,9 660,9 660,9 660,9 660,9 660,9 6527,2

166. Затраты на бурение млн. р. 198,2 198,2 198,2 198,2 198,2 198,2 198,2 198,2 198,2 198,2 198,2 2179,9

167. Затраты на выщелачивание млн. р. 7,0 21,0 35,1 49,1 59,2 59,2 59,2 59,2 59,2 59,2 59,2 526,4

168. Затраты на насосный раствороподъем млн. р. 9,9 29,8 49,7 69,6 83,9 83,9 83,9 83,9 83,9 83,9 83,9 746,5

169. Затраты на переработку продуктивных растворов млн. р. 22,5 67,5 112,5 157,5 189,7 189,7 189,7 189,7 189,7 189,7 189,7 1688,1

170. Прочие статьи затрат млн. р. 86,6 130,0 130,0 130,0 130,0 130,0 130,0 130,0 130,0 130,0 130,0 1386,3

171. Затраты на рекультивацию млн. р. 0,0 0,0 0,0 0,8 1,8 1,8 1,8 1.8 1,8 1,8 1.8 13,7

172. Налоги, включаемые в себестоимость(11,5 % от реализации) млн. р. 11,8 35,4 59,0 82,6 106,2 106,2 106,2 106,2 106,2 106,2 106,2 932,4

173. Эксплуатационные затраты с налогами и отчислениями млн. р. 336,1 481,9 584,5 687,8 769,0 769,0 769,0 769,0 769,0 769,0 769,0 7473,3

174. Полная себестоимость товарной продукции в ценах на 01.01.2009 г. руб./кг 4453,4 2128,7 1548,9 1301,9 1132,2 1132,2 1132,2 1132,2 1132,2 1132,2 1132,2 1578,1долл./кг 131,0 62,6 45,6 38,3 33,3 33,3 33,3 33,3 33,3 33,3 33,3 46,4

175. Выпуск урана кг 75467 226400 377333 528266 679199 679199 679199 679199 679199 679199 679199 5961859

176. Стоимость товарной продукции (без НДС) при цене 40 $/кг (в ценах 01.01.2009 г.) млн. р. 102,6 307,9 513,2 718,4 923,7 923,7 923,7 923,7 923,7 923,7 923,7 8108,1

177. Капитальные вложения в строительство предприятия млн. р. 13,5 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 45,1

178. Чистая прибыль, в т.ч. млн. р. -233,4 -174,0 -71,3 30,7 154,7 154,7 154,7 154,7 154,7 154,7 154,7 634,8

179. Прибыль от снижения потерь млн. р. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

180. Ущерб от потерь млн. р. -57,2 -42,6 -17,5 7,5 37,9 37,9 37,9 37,9 37,9 37,9 37,9 155,5

181. Амортизация млн. р. 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 17,1

182. Коэффициент дисконтирования Д. ед. 1,0 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4

183. Чистый дисконтированный доход млн. р. -246,9 -146,4 -55,9 18,8 94,1 85,5 77,8 70,7 64,3 58,4 53,1 73,3

184. Индекс доходности ед. -17,3 -45,4 -16,9 6,6 30,3 27,6 25,1 22,8 20,7 18,8 17,1 4,9

185. Срок окупаемости проекта лет 6,31. Рентабельность % 8,5 136

Информация о работе

Гаврилова, Надежда Анатольевна
кандидата технических наук
Чита, 2010
ВАК 25.00.22

Диссертация

Обоснование технологии подземного выщелачивания урана многоствольными скважинами - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы