Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища
При вивченні проблеми розглянуто можливість застосування технологій вилуговування з гірничих виробок (комбінованим способом) під час видобутку уранових руд. Показано етапи отримання урану з порівнянням двох різних технологій видобутку. Розглянуті технологічні процеси видобування урану і порядок вед...
Збережено в:
| Дата: | 2015 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2015
|
| Назва видання: | Геотехнічна механіка |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137831 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища / Д. В. Мальцев, О.Б. Владико // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 203-213. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-137831 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1378312018-06-18T03:12:02Z Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища Мальцев, Д.В. Владико, О.Б. При вивченні проблеми розглянуто можливість застосування технологій вилуговування з гірничих виробок (комбінованим способом) під час видобутку уранових руд. Показано етапи отримання урану з порівнянням двох різних технологій видобутку. Розглянуті технологічні процеси видобування урану і порядок ведення робіт за допомогою запропонованого комбінованого способу. Розроблений алгоритм розрахунку первинних параметрів вилуговування в очисних камерах. Визначено параметри знеміцнення гірничих порід перед вилуговуванням. Отримані попередні розрахунки витрат часу на вилуговування залежно від фізико-хімічних властивостей гірничих порід, витрати реагентів, перелік додаткових робіт тощо. В результаті виконаних досліджень доведена ефективність запропонованої технології з наведенням технологічних схем вилуговування для умов Новокостянтинівського родовища. При изучении проблемы рассмотрена возможность применения технологий выщелачивания с горных выработок (комбинированным способом) при добыче урановых руд. Показано этапы получения урана со сравнением двух разных технологий добычи. Рассмотрены технологические процессы добычи урана и порядок ведения работ предлагаемым комбинированным способом. Разработан алгоритм расчета первичных параметров выщелачивания в очистных камерах. Определены параметры разупрочнения горных пород перед выщелачиванием. Полученные предварительные расчеты затрат времени на выщелачивание в зависимости от физико-химических свойств горных пород, расход реагентов, перечень дополнительных работ и т.п. В результате выполненных исследований доказана эффективность предложенной технологии с указанием технологических схем выщелачивания для условий Новоконстантиновского месторождения. During the study a possibility of using leaching technologies (a combined method) while extracting uranium ore was considered. Stages of uranium produce is shown by comparing two different extraction technologies. Technological processes of uranium mining and a proposed procedure of combined operations are considered. An algorithm for calculating primary parameters of the leaching in stoping chambers was developed. Parameters of rock weakening before leaching were determined. Preliminary estimates of timetable for leaching depending on the physical and chemical properties of rocks, reagent consumption, list of additional works, etc. are given. As a result of the research effectiveness of the proposed technology and flow sheets for leaching under the conditions of the Novokonstyantynivka deposit has been proved. 2015 Article Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища / Д. В. Мальцев, О.Б. Владико // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 203-213. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137831 622.277:622.349.5 uk Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
При вивченні проблеми розглянуто можливість застосування технологій вилуговування з гірничих виробок (комбінованим способом) під час видобутку уранових руд.
Показано етапи отримання урану з порівнянням двох різних технологій видобутку. Розглянуті технологічні процеси видобування урану і порядок ведення робіт за допомогою запропонованого комбінованого способу. Розроблений алгоритм розрахунку первинних параметрів вилуговування в очисних камерах. Визначено параметри знеміцнення гірничих порід перед вилуговуванням. Отримані попередні розрахунки витрат часу на вилуговування залежно
від фізико-хімічних властивостей гірничих порід, витрати реагентів, перелік додаткових робіт тощо. В результаті виконаних досліджень доведена ефективність запропонованої технології з наведенням технологічних схем вилуговування для умов Новокостянтинівського родовища. |
| format |
Article |
| author |
Мальцев, Д.В. Владико, О.Б. |
| spellingShingle |
Мальцев, Д.В. Владико, О.Б. Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Мальцев, Д.В. Владико, О.Б. |
| author_sort |
Мальцев, Д.В. |
| title |
Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища |
| title_short |
Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища |
| title_full |
Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища |
| title_fullStr |
Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища |
| title_full_unstemmed |
Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища |
| title_sort |
новий підхід до видобутку урану для новоконстянтинівського родовища |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2015 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137831 |
| citation_txt |
Новий підхід до видобутку урану для Новоконстянтинівського родовища / Д. В. Мальцев, О.Б. Владико // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 203-213. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT malʹcevdv novijpídhíddovidobutkuuranudlânovokonstântinívsʹkogorodoviŝa AT vladikoob novijpídhíddovidobutkuuranudlânovokonstântinívsʹkogorodoviŝa |
| first_indexed |
2025-07-10T04:34:20Z |
| last_indexed |
2025-07-10T04:34:20Z |
| _version_ |
1837233147771617280 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
203
УДК 622.277:622.349.5
Мальцев Д.В., канд. техн. наук, доцент
Владико О.Б., канд. техн. наук, доцент
(Державний ВНЗ «НГУ»)
НОВИЙ ПІДХІД ДО ВИДОБУТКУ УРАНУ ДЛЯ
НОВОКОНСТЯНТИНІВСЬКОГО РОДОВИЩА
Мальцев Д.В., канд. техн. наук, доцент
Владико О.Б., канд. техн. наук, доцент
(Государственное ВУЗ «НГУ»)
НОВЫЙ ПОДХОД К ДОБЫЧЕ УРАНА ДЛЯ
НОВОКОНСТАНТИНОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Maltsev D.V., Ph.D. (Tech.), Associate Professor
Vladyko O.B., Ph.D. (Tech.), Associate Professor
(State HEI ―NMU‖)
A NEW APPROACH TO THE URANIUM PRODUCTION UNDER THE
CONDITIONS OF THE NOVOKONSTYANTYNIVKA DEPOSIT
Анотація. При вивченні проблеми розглянуто можливість застосування технологій вилу-
говування з гірничих виробок (комбінованим способом) під час видобутку уранових руд.
Показано етапи отримання урану з порівнянням двох різних технологій видобутку. Розгля-
нуті технологічні процеси видобування урану і порядок ведення робіт за допомогою запро-
понованого комбінованого способу. Розроблений алгоритм розрахунку первинних парамет-
рів вилуговування в очисних камерах. Визначено параметри знеміцнення гірничих порід пе-
ред вилуговуванням. Отримані попередні розрахунки витрат часу на вилуговування залежно
від фізико-хімічних властивостей гірничих порід, витрати реагентів, перелік додаткових ро-
біт тощо. В результаті виконаних досліджень доведена ефективність запропонованої техно-
логії з наведенням технологічних схем вилуговування для умов Новокостянтинівського ро-
довища.
Ключові слова: вилуговування, видобуток урану, руда, уран, закис-окис урану, продук-
тивний розчин, розчин сірчаної кислоти, камерні системи розробки, розрахунок вилугову-
вання, бідні уранові руди.
Постановка проблеми. Найбільш поширеними у світі енергоносіями є наф-
та, газ, вугілля та уран. Україна в достатній мірі має тільки вугілля і уран, при-
чому запаси останнього складають 4 % від світових. .
Це забезпечує нашій країні місце в десятці лідерів міжнародного рейтингу
власників уранових руд. При існуючому рівні забезпеченості баланс викорис-
тання енергії урану в інших енергоносіях становить 44 на 56 % не на користь
урану. Видобування уранових руд в Україні здійснює державне підприємство
«Східний гірничо-збагачувальний комбінат» (ДП «СхідГЗК»), в складі якого
три шахти. Предметом вдосконалення виступає технологія отримання урану з
Новокостянтинівського родовища – шахти «Смолінська», де спостерігається
ускладнення форми покладу та збіль шення кількості бідних руд, що вимагає
застосовувати більш гнучких технологій видобутку урану в
________________________________________________________________________________
© Д.В. Мальцев, О.Б. Владико, 2015
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
204
порівнянні з класичними способами.
Одним із шляхів зниження витрат є розробка родовища за допомогою ком-
бінованого способу видобутку урану, який містить елементи підземної розроб-
ки та свердловинної технології. Таким чином, пошук оптимальних параметрів
видобутку урану має актуальне значення для розробки на даному родовищі.
Зв’язок проблеми з науково-практичними завданнями. Виробництво
уранових руд, як стратегічної сировини України, пов’язане з підвищеними ви-
тратами на їх видобуток. Це пояснюється використанням систем розробки з пі-
дтриманням виробленого простору, небезпечними умовами праці обслуговую-
чого персоналу та підвищеними витратами на безпечне ведення виробництва,
які істотно знижують техніко-економічні показники видобутку. Частковим ви-
рішенням проблеми є застосування геотехнологічних способів видобутку ура-
ну. Вони більш ефективні порівняно з підземною розробкою і дозволяють заді-
яти меншу кількість людей на виробництві.
Виділення невирішених завдань. На підприємствах, які видобувають ура-
нову руду, сьогодні застосовуються камерні системи розробки з закладкою ви-
робленого простору речовинами, що твердіють. Такі системи розробки техно-
логічно передбачають руйнування гірського масиву з наступним його випуском
через дучки на відкотному горизонті і подальшим підйомом на поверхню. Після
його її транспортують до збагачувального комбінату для наступної переробки.
А у відпрацьовану камеру закладають суміші, що твердіють. В такому техноло-
гічному ланцюзі велику частину вартості видобутку складає саме випуск руди,
транспортні витрати до поверхні, транспортні витрати до гідрометалургійного
комбінату, комплекс закладних робіт, а на збагачувальному комбінаті – переро-
бка (подрібнення та вилуговування). Тому пошук способів зниження витрат з
отримання уранової сировини є важливим питанням не тільки на підприємстві,
а й для країни в цілому. Вирішенням питанням є використання геотехнологіч-
них способів видобутку, які дають можливість зменшити витрати на транспор-
тування і закладку виробленого простору тощо.
Аналіз останніх досліджень та публікацій.
Всебічно висвітлені геотехнологічні способи видобутку урану в багатьох
працях професора В.Ж. Аренса [4]. Звитяги у розвитку геотехнології належать
академікам В.В. Ржевському і Є.І. Шемякіну, професорам Д.П. Лобанову,
Ю.Д. Дядькіну і І.І. Шаровару [5, 6]. Вони довели реальність використання гео-
технологічних способів безпосередньо видобутку в масиві та зробили поперед-
ні розрахунки технологічної можливості видобутку [7, 8, 10].
Постановка завдання: Наукове обґрунтування технологічних параметрів
отримання оксидів урану при застосуванні комбінованих способів видобутку, а
саме – підземної розробки з використанням геотехнологічних способів.
Таким чином, обґрунтування раціональних параметрів вилуговування під
землею з гірничих виробок має актуальне значення для атомно-енергетичного
комплексу України.
Основна частина. Проведений авторами аналіз видобутку урану показав,
що багато наукових робіт присвячено підземному видобутку урану і геотехно-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
205
логічним способам видобутку. Але технології, які б застосовувалися елементи
підземного видобутку та геотехнологічні методи, використовуються дуже рід-
ко. Виходячи з цього комбінований спосіб видобутку та його параметри потре-
бують додаткового дослідження.
Внаслідок цього основною метою роботи є видобуток урану комбінованим
способом та отримання його параметрів. Для реалізації мети поставлені і мають
бути вирішені наступні задачі:
1. Проаналізувати існуючі технології і параметри видобування урану комбі-
нованими способами.
2. Розробити алгоритм розрахунку отримання технологічних параметрів при
комбінованому видобутку оксидів урану.
3. Виконати попередній розрахунок отримання оксидів урану на прикладі
Новокостянтинівського родовища.
Зазначимо етапи, які будемо використовувати при виконанні роботи та зо-
бразимо схематично проходження цих етапів за двома зазначеними технологія-
ми: перша – діюча технологія видобутку уранової руди та подальшої переробки
на збагачувальному комбінаті з отриманням оксидів урану, а також друга – за-
пропонована технологія отримання оксидів урану на підприємстві без ланок
транспортування та переробки на збагачувальній фабриці (рис. 1).
Рисунок 1 – Етапи отримання урану за двома технологіями
Етап 1. На якому етапі витрати щодо першої та другої технологій є прибли-
зно однаковими та їх можна віднести до умовно-постійних.
Етап 2. Він обумовлений суттєвими змінами в запропонованій технології,
тому його ми і будемо розглядати більш детально.
Етап 3. Виділення з отриманих оксидів урану металевого урану або кінцева
переробка для використання його на ядерних електростанціях. Цей етап для
нашої роботи не є вирішальним, оскільки подібна переробка не здійснюється в
країні, а можлива тільки за кордоном. Діюча технологія видобутку уранової ру-
ди вже відома та більш детально викладена в джерелах [1] та [2], тому розкри-
вати її не має сенсу. Перейдемо до детального викладення рекомендованої тех-
нології.
Теоретичний розгляд запропонованих методів видобутку бідних уранових
руд показує, що найбільш ефективними способами видобутку є геотехнологіч-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
206
ні. Вони показують більшу ефективність по відношенню до традиційної техно-
логії. При концентрації урану до 0,3 % видобуток методом геотехнології на
20 % ефективніше ніж класичні способи. Але при зростанні вмісту урану в ру-
дах до 0,5 % відбувається зближення собівартості урану з класичними способа-
ми видобутку.
Зазначимо, що основними технологічними процесами, які істотно вплива-
ють на собівартість видобутої руди, є видача корисної копалини на поверхню та
транспортування до збагачувальної фабрики, матеріальні витрати та кількість
задіяних працівників при подальшому закладанні камери сумішами, що тверді-
ють, подальші витрати на підготовку та вилуговування тощо. Рекомендована
технологія вилуговування на підприємстві вирішує істотну частину цих питань,
а деякі з них взагалі усуває. Розглянемо основні процеси вилуговування безпо-
середньо в камері і видачі на поверхню окису-закису урану. Задля цього наве-
демо загальну схему геотехнологічного комплексу з видобутку окису урану пі-
дземним способом з вилуговуванням в очисних камерах (рис. 2).
1 – ствол; 2 – квершлаги; 3 – глибинний насос; 4 – збірна ємність для розчину, насиченого
закисом урану; 5 – мережа транспортування насиченого розчину; 6 – ін’єктори;
7 – поглиблення в підошві виробки для зібрання розчину; 8 – підповерх камери для вилуго-
вування; 9 – мережа для подачі розчину в камеру; 10 – технічний вузол окислення;
11 – склад сірчаної кислоти; 12 – насосна станція для відкачування продуктивного розчину;
13 – вихід збагаченого розчину після закінчення процесу вилуговування; 14 – поверхневий
відстійник тонкої очистки; 15 – контурний відстійник; 16 – перемикач обладнаний контроль-
но-вимірюючим приладом
Рисунок 2 – Технологічна схема видобутку урану комбінованим способом
На рис. 2 під цифрою 12 зображена насосна станція для відкачування про-
дуктивного розчину. До нього поступає продуктивний розчин, збагачений ок-
сидами урану, по мережі 5. Далі продуктивний розчин надходить до відстійника
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
207
14. У відстійнику 14 відбувається очищення від механічних домішок шляхом
відстоювання та осадження. Після чого розчин подається на технічний вузол
закислення 10. На даному етапі проводиться нагнітання недозбагаченого роз-
чину в мережу 9 після додавання сірчаної кислоти з ємності 11, який насичу-
ється до потрібної концентрації. Розчин, що подається в шахту по мережі над-
ходить у продуктивний горизонт, де відбувається вилуговування урану кислими
розчинами. Саме на даному етапі формується розчин, що містить уран. Після до-
сягнення продуктивного розчину потрібної концентрації його вилучають з обігу
через відвід 13.
Найбільш ефективно для шахтного вилуговування урану в даних умовах по-
трібно визначити втрати розчину, які сягають близько 20 % від загального
об’єму розчину за рахунок розтікання по тріщинах, минаючи гідроізоляційний
шар. Під кожною камерою монтується 4 – 5 електровакуумних насосів. Із
центрального збірника ємністю 160 м
3
розчинник насосами відкачується на по-
верхню по трубах з неіржавної сталі діаметром 133 мм у насосну станцію 12
(рис. 2). Для підвищення якості вилучення урану роблять розділення подачі під
тиском робочого розчину, а саме – подача робочого розчину здійснюється по-
перемінно у парні і непарні номери віял шпурів. Цикл закінчується, коли в про-
дуктивному розчині падає вміст урану нижче мінімально-припустимого рівня.
Для більш детального розуміння, як повинен циркулювати розчин в камері
та виробках, покажемо це на принциповій схемі, зображеній на рис. 3.
Рисунок 3 – Принципова схема видобутку урану методом хімічного вилуговування
На ній синім кольором (рух вказаний зверху-вниз цілісною стрілкою) пока-
зано рух розчину з поверхні до першого горизонту, а також процес збагачення
розчину, який проходить через камеру (стрілки руху зверху-вниз у масиві ру-
ди). Продуктивний розчин, що пройшов крізь масив, зазначений червоним ко-
льором (рух знизу-вгору, стрілка з крапкою) відкачується насосами через під-
няттєвий на верхній горизонт, а далі на поверхню.
Для уточнення руху розчину та основних технологічних параметрів шпурів-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
208
ін’єкторів розглянемо верхній буровий горизонт, зображений на рис. 4.
Рисунок 4 – Принципова схема розташування шпурів-ін’єкторів, гідроізоляційного шару
та ймовірний напрям руху розчину сірчаної кислоти
Як було вже вказано раніше, після закінчення циклу збагачення розчин по-
дається на поверхню для подальшої переробки, яка розташована на майданчику
поверхневого комплексу. Тривалість всього процесу розрахунково становить
приблизно 260 діб, де закислення і вистоювання камери – близько 30 – 50 діб,
зрошення і вилуговування – близько 90 діб та сорбція – близько 130 діб. Втрати
продуктивного розчину зазвичай складають до 10 %, вилучення урану в розчин
з масиву становить близько 50 %, а при отриманні урану з розчину – 60 – 80 %.
Щодо запропонованої технології слід додати той факт, що при роботі зі сірча-
ною кислотою слід не забувати про безпеку працівників та можливий вплив па-
рів сірчаної кислоти. Тому для захисту працівників необхідно спорудити ізо-
люючі та вентиляційні перепони для запобігання виходу радону на границях
очисної камери. Склад такої перепони повинен бути з кислотостійких матеріа-
лів – піщано-цементних сумішей або інших.
Для визначення кінцевих параметрів руйнування та вилуговування уранов-
місного масиву використаємо загально визнаний розрахунок руйнування та ви-
луговування. Задля нормального процесу вилуговування потрібно підготувати
(зруйнувати) масив, в якому буде проводитися вилуговування.
Алгоритм розрахунку параметрів вилуговування.
1. Виконання бурових робіт для знеміцнення масиву у зажатому середовищі
Розрахунок лінії найменшого опору зарядів [1]
свд
пов
тр d
mL
L
f
KW
90
м,
де Kтр – коефіцієнт який враховує тріщинуватість гірничого масиву, Kтр = 0,95;
f – міцність гірничих порід; f = 18; Lпов = Апов · Р – об’ємна концентрація енергії
еталонної вибухової речовини, Ккал/см
3
; L=VBB · P – також для вибухових ре-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
209
човин, які використовуються, Ккал/см
3
; m – коефіцієнт зближення зарядів, м; h
– максимальна висота підповерха, h м; B – ширина камери, B = 20 м; dсвд – діа-
метр свердловини, 85 мм; k – коефіцієнт, залежний від співвідношення h/b та
інших гірничотехнологічних факторів, при h/b , k = 0,13 при h/b 1,3 k = 0,1; P –
густина заряджання кг/см
3
.
Визначення відстані між кінцями свердловин визначається виразом:
а = m · W, м.
При зміні коефіцієнта зближення зарядів потрібно враховувати, що добуток
m · W повинен зберігатися постійним.
Розрахунок геотехнологічних параметрів.
Як основні геотехнологічні показники при їх розрахунку без урахування
зміни в часі та впливу параметрів системи розробки розглядаємо [3]:
– загальний обсяг розчинів необхідний для досягнення заданого вилучення
металу в розчин, у тому числі об’єм розчинів на закислення гірничорудної ма-
си;
– загальна кількість робочих реагентів необхідних для відпрацювання родо-
вища до заданого рівня вилучення металу в розчин, в тому числі робочі реаген-
ти на закислення гірничорудної маси;
– середній вміст металу в продуктивних розчинах за час відпрацювання до
заданого рівня вилучення металу в розчин;
– час відпрацювання одного шпуру до заданого рівня вилучення окису в ро-
зчин, в тому числі час на закислення гірничорудної маси;
– кількість відкачних шпурів для відпрацювання родовища (його частини,
покладу, блоку), у тому числі в одночасній роботі при проектній потужності пі-
дприємства.
2. Загальний обсяг розчинів (V0), який потрібно для опрацювання гірничо-
рудної маси до заданого рівня вилучення металу в розчин, визначати за форму-
лою (1):
oеo fQV , м
3
, (1)
де Qе – експлуатаційні запаси руди в надрах (гірничорудна маса), т; fо – відно-
шення маси розчину до гірничорудної маси при заданій величині вилучення
металу за загальний час відпрацювання родовища, його частини, покладу, бло-
ку (коефіцієнт Р:Т відпрацювання), м
3
/т.
3. Обсяг закисляючих ( зV ) і продуктивних ( ПV ) розчинів визначати за фо-
рмулами (2) і (3):
зэз fQV , м
3
, (2)
ВэП fQV , м
3
, (3)
де fз – відношення маси розчину до гірничорудної маси за час закислення гір-
ничорудної маси родовища, його частини, поклади, блоку (коефіцієнт співвід-
ношення рідке:тверде (Р:Т) закислення), м
3
/т.; fВ – відношення маси розчину до
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
210
гірничорудної маси при заданій величині вилучення металу за час вилугову-
вання корисних компонентів з руди, його частини, блоку або покладу (коефіці-
єнт Р:Т вилуговування), м
3
/т.
4. Загальна кількість робочих реагентів, необхідних для відпрацювання ро-
довища (його частини, покладу, блоку), визначається виходячи з величини реа-
гентоємності на одиницю гірничорудної маси прийнятої за результатами експе-
риментальних робіт та затвердженої в складі вихідних даних для проектування
або як суми добутків обсягів закисляючих і робочих розчинів і концентрацій
робочих реагентів в них.
5. Середній вміст металу (Ссер.) в продуктивних розчинах по родовищу (його
частини, покладу, блоку) визначати за формулою (4):
6.
10
П
pе
сер
V
P
С , мг/л, (4)
де Ре.р. – експлуатаційні запаси металу, які добуваються в продуктивний розчин,
т.
6. Річна проектна продуктивність по продуктивних розчинах ( Г
ПV ) визнача-
ється за формулою (5):
6.
10
ср
г
pеГ
П
С
P
V , м
3
, (5)
де
г
pеP . – річна проектна продуктивність по експлуатаційних запасах металу,
вилученими у продуктивний розчин, т;
7. Час відпрацювання (tвід) одного експлуатаційного шпура визначається за
формулою (6):
o
onея
від
q
fMS
t
, доба, (6)
де Sя – експлуатаційна площа однієї експлуатаційної клітинки, яка відпрацьову-
ється одного відкачного шпура, м
2
; qo – продуктивність одного відкачного шпу-
ра, м
3
/добу.
8. Час закислення (tзак) гірничорудної маси одного експлуатаційного шпура
визначається за формулою (7):
o
зnея
зак
q
fMS
t
, доба. (7)
9. Кількість одночасно працюючих відкачних шпурів (nвід) визначати за фо-
рмулою (8):
340q
V
n
o
Г
П
від
, штук, (8)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
211
де 340 – кількість днів роботи обладнання на рік.
10. Загальна кількість відкачних шпурів (nвід), яке необхідно для відпрацю-
вання родовища (його частини, поклади, блоку) визначається за формулою (9):
я
е
від
S
S
N , штук. (9)
Попередній розрахунок параметрів вилуговування для умов Новокос-
тянтинівського родовища.
Для шахти Новокостянтинівського родовища урану була запроектована та
реалізується поверхово-камерна система розробки [9].
Визначимо лінію найменшого опору (ЛНО) для знеміцнення рудного покла-
ду без зміни діючого обладнання, тобто з діаметром свердловини 85 мм та ста-
нками НКР-100М та БУ-85.
Враховуючи гірничотехнічні фактори (підвищена в’язкість гірничих порід,
слаба тріщинуватість), а також накопичений досвід з використання параметрів
буропідривних робіт в умовах даного родовища, ЛНО між віялами свердловин
для dсвр= 85 мм складе 2 метри, відстань між свердловинами – a = 2,4 метри
Попередній розрахунок кількості ін’єкторів в розрахунку на середньо стати-
стичну камеру з розмірами 25×70×55м (Ш×В×Д) наведено нижче.
Ширина камери складає 25 м, а вимоги до відстані між ін’єкторами такі: від
1 до 10 м, тоді на відому ширину камери нам потрібно 4 шпурів з розрахунку,
що відстань між кінцями ін’єкторів складає до 5 м. З цього ми можемо визначи-
ти кількість нагнітальних ін’єкторів на один підповерх, виходячи з довжини
камери 55 метрів, кількість рядів ін’єкторів дорівнюватиме 10, з розрахунку що
відстань між рядами складає 5 м. Загальна кількість нагнітальних ін’єкторів на
підповерх дорівнюватиме 20 штук. Приймаємо, що кількість приймаючих
ін’єкторів дорівнює кількості нагнітальних. Тоді загальна кількість ін’єкторів,
що обслуговує один підповерх, складає 200 штук. В розрахунку, що в середньо-
статистичній камері п’ять бурових горизонтів, можемо визначити загальну кі-
лькість на камеру, яка дорівнює 1000 штук.
Розрахункова вага закисляючого розчину складає 2500 кг та отриманого
продуктивного розчину 3128 кг розраховано за формулами 1 – 3. Час закислен-
ня гірничорудної маси складе 30 – 50 діб.
Висновки
Аналіз технології видобутку урану комбінованим способом довів що його
можна ефективно використовувати для видобутку урану Новокостянтинівсько-
го родовища. Також показано, що геотехнологічні способи для даних умов ма-
ють перевагу над класичними.
Тестовий розрахунок дозволяє розглянути параметри для виконання проекту
комбінованої технології видобутку урану на Новокостянтинівському родовищі.
Перспективи розвитку направлення
Кінцевим результатом дослідження є технологія видобутку урану, що вра-
ховує параметри вилуговування урану. Її впровадження на Новокостянтинівсь-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
212
кому родовищі дозволить підвищити ефективність видобутку і збільшити без-
пеку для обслуговуючого персоналу.
_______________________________
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Мальцев, Д. В. Обоснование параметров буровзрывных работ при разрушении массива урано-
содержащих руд: дис. ... к-та техн. наук: 05.15.02: защищена 26.04.2013: утв. 04.07.2013 /
Д.В. Мальцев – Днепропетровск: ГВУЗ ―НГУ‖, 2002. – 177 с.
2. Добыча и переработка урановых руд в Украине / А.П. Чернова, М.И. Бабак, Ю.И. Кошик,
[и др.]. – К.: АДЕФ-Украина, 2001. – 238 с.
3. Фізико-хімічна геотехнологія / М.М. Табаченко, О.Б. Владико, О.Є. Хоменко, [та ін.]. – Д.: На-
ціональний гірничий університет, 2012. – 310 с.
4. Физико-химическая геотехнология / В.Ж. Аренс, О.М. Гридин, Е.В. Крейнин [и др.]. –
М.: МГУ, 2010. – 575 с.
5. Шаровар, И.И. Геотехнологические способы разработки пластовых месторождений / И.И. Ша-
ровар. – Москва: МГУ, 1999. – 242 с.
6. Горнохимическая геотехнология добычи урана / В.В. Кротков, Д.Г. Лобанов, Ю.В. Нестеров
[и др.]. – М.: Геос, 2001. – 240 с.
7. Кучное выщелачивание благородных металлов / М.И. Фазлуллин, Р.Х. Садыков, В.В. Шаталов
[и др.]. – М.: Академия горных наук. 2001. – 647 с.
8. Толстов, Е.А. Физико-химические геотехнологии освоения месторождений урана и золота в
Кызылкумском районе / Е.А. Толстов, Д.Е. Толстов. – М.: ООО "Геоинформцентр", 2002. – 277 с.
9. Скипочка, С.И. Оценка горно-геологических условий разработки Новоконстантиновского ура-
нового месторождения / С.И. Скипочка, Т.Г. Войтович // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч.
тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2013. – Вып. 107. – С. 19 - 26.
10. Vladyko, O. (2013), ―Technological parameters of cutoff curtains, created with the help of inkjet
technology‖,Geomechnical processes during underground mining, CRC Press, Netherlands, p 135-140.
REFERENCES
1. Maltsev, D.V. (2013), «Substantiation of blast-hole drilling parameters during destruction of massif
that contains uranium ore», Ph.D. Thesis, 05.15.02, SHEI «NMU», Dnepropetrovsk, UA.
2. Chernova, A.P. Babak, M.I. Koshyk, Y.E. [and others] (2001), Dobycha I pererabotka uranovikh rud
v Ukraine [Mining and processing of uranium ore in Ukraine], АDЕF-Ukraine,Kiev, UA.
3. Tabachenko, М.М. Vladyko, О.B. Khomenko, О.E. and Maltsev, D.V. (2012), Fizyko-khimichna
technologiya [Physico-chemical geotechnology], SHEI ―National Mining University», Dnepropetrovsk, UA.
4. Arens, V.Zh. (2010), Fiziko-khimicheskaya geotechnologiya [Physico-chemical geotechnology],
MSU, Moscow, RU.
5. Sharovar, I.I. (1999), Geotekhnologicheskiye sposoby razrabotki plastovikh mestorozhdeniy [Geo-
technological methods development of layered deposits], MSU, Moscow, RU.
6. Korotkov, V.V. Lobanov, D.G. Nesterov, Yu.V. and Abdulmanov, I.G. (2001), Gornokhimicheskaya
gejtekhnologiya dobychi urana [Mining and chemical geotechnology of uranium mining], Geos, Moscow,
RU.
7. Fazlullin, M.I. , Sadykov, R.Kh., Shatalov, V.V. [and others] (2001), Kuchnoye vyshchelachivaniye
blagorodnikh metallov [Heap leach of noble metals], Academy of mine sciences, Moscow, SU.
8. Tolstov, E.A. and Thick, D.E. (2002), Fiziko-khemscheskiye geotekhnologii osvoyeniya mestorozhde-
niy urana i zolota v Kyzylkumskom rayone [Physicochemical geotechnologyes development field of uranium
and gold in the Kyzylkum region], Geotechnology Geoinform Center, Moscow, RU.
9. Skipochka, S.I. and Wojtowicz, T. (2013), «Assessment of mining and geological conditions of No-
vokonstantinovsk uranium deposit development», Geo-Technical Mechanics, no. 107, pp. 19 – 26.
10. Vladyko, O. (2013), «Technological parameters of cutoff curtains, created with the help of inkjet
technology. ―Underground Mining-2013‖», Geomechnikal processes during underground mining, CRC
Press, Netherlands, pp. 135-140.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Про авторів
Мальцев Дмитро Валерійович, кандидат технічних наук, доцент, Державний вищий навчальний
заклад «Національний гірничий університет» (Державний ВНЗ «НГУ»), Дніпропетровськ, Україна,
m_dima@3g.ua
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
213
Владико Олександр Борисович, кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри підземної роз-
робки родовищ, Державний вищий навчальний заклад «Національний гірничий університет» (Держа-
вний ВНЗ «НГУ»), Дніпропетровськ, Україна, labprm1@rambler.ru
About the authors
Maltsev Dmytro Valeriyovich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Associate Professor, State high-
er educational institution ―National Mining University‖ (State HEI ―NMU‖), Dnipropetrovs’k, Ukraine,
m_dima@3g.ua
Vladyko Oleksandr Borysovych, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Associate Professor, Asso-
ciate Professor of Underground Mining Department, State higher educational institution ―National Mining
University‖ (State HEI ―NMU‖), Dnipropetrovsk, Ukraine, labprm1@rambler.ru
–––––––––––––––––––––––––––––––
Аннотация. При изучении проблемы рассмотрена возможность применения технологий
выщелачивания с горных выработок (комбинированным способом) при добыче урановых
руд. Показано этапы получения урана со сравнением двух разных технологий добычи. Рас-
смотрены технологические процессы добычи урана и порядок ведения работ предлагаемым
комбинированным способом. Разработан алгоритм расчета первичных параметров выщела-
чивания в очистных камерах. Определены параметры разупрочнения горных пород перед
выщелачиванием. Полученные предварительные расчеты затрат времени на выщелачивание
в зависимости от физико-химических свойств горных пород, расход реагентов, перечень до-
полнительных работ и т.п. В результате выполненных исследований доказана эффективность
предложенной технологии с указанием технологических схем выщелачивания для условий
Новоконстантиновского месторождения.
Ключевые слова: выщелачивание, добыча урана, руда, уран, закись-окись урана, про-
дуктивный раствор, раствор серной кислоты, камерные системы разработки, расчет выщела-
чивания, бедные урановые руды.
Abstract. During the study a possibility of using leaching technologies (a combined method)
while extracting uranium ore was considered. Stages of uranium produce is shown by comparing
two different extraction technologies. Technological processes of uranium mining and a proposed
procedure of combined operations are considered. An algorithm for calculating primary parameters
of the leaching in stoping chambers was developed. Parameters of rock weakening before leaching
were determined. Preliminary estimates of timetable for leaching depending on the physical and
chemical properties of rocks, reagent consumption, list of additional works, etc. are given. As a re-
sult of the research effectiveness of the proposed technology and flow sheets for leaching under the
conditions of the Novokonstyantynivka deposit has been proved.
Keywords: leaching, uranium production, ore, uranium, uranium oxide, productive solution,
solution of sulfuric acid, chamber system of mining, calculation of leaching, poor uranium ores.
Статья поступила в редакцию 5.01.2015
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук В.Г. Шевченко
|