Дипломная работа: Укрупненный технико-экономический расчет на проведение геологразведочных работ на уран в пределах площади Северный Дженгельды

Для выполнения проектируемых исследований будут использованы как традиционные методы: фракционирование и деление проб, анализ легкой и тяжелой фракции под бинокуляром и др., так и специальные - рентгеноструктурный анализ. Рентгеноструктурный анализ будет использован для количественной характеристики состава пород, особенно состава и содержания глинистых минералов, диагностики минералов и минеральных смесей. Планируется исследование 8 технологических проб из монолитов гидрогеологических скважин, как до, так и после выщелачивания полезных компонентов. Всего будет изучено 16 проб.

4.5 Опытно-промышленные работы

Выбор схемы расположения скважин на участке

Добычная система, призванная обеспечить технологический процесс ПВ, представляет собой полигон, состоящий из двух гексагональных ячеек скважин, передвижной локальной сорбционной установки участка.

На опытном участке будут сооружены 2 гексагональные опытные ячейки, по сети 20х20х20м. Ячейки состоят из 2 откачных и 12 закачных скважин. Общий объем бурения составит 4200п.м. Все скважины с бурением отбора керна 300 п.м.

С целью изучения водно-физических и геотехнологических параметров на всех скважинах ячеек будет производиться бурение с отбором 350 монолитов.

Общий объем бурения составит 4200п.м.

Ячейки будут располагаться на двух зонах т.е. на зоне окисления и на зоне восстановления. Кроме того, для гидрогеологического наблюдения по лучевой схеме по профилю будут расположены гидрогеологические скважины для наблюдения за гидрогеологическими изменениями рудоносного горизонта во время отработки ячеек.

Таблица 4.5.1. Параметры ячейки

Рис. 5 Схема ячейки для опытно-промышленных работ

Выбор конструкции скважин

Выбор фильтрующих элементов геотехнологических скважин

В гравийных фильтрах в качестве обсыпки могут применяться песок, гравий, песчано-гравийные смеси. Подбор материалов для гравийных обсыпок производится по соотношению:

где D_г размер частиц гравия в обсыпке;

- dп размер частиц породы рудоносного горизонта.

Учитывая размеры пород, произведём расчёт фракции гравийной обсыпки. Имея гранулометрический состав пород, в основном состоящий из трёх фракции, на месторождении Северный Дженгельды:

1. Фракции от 0,5 мм до 0,25 мм среднезернистый песок - 46 %

2. Фракции от 0,25мм до 0,1 мм мелкозернистый песок - 37 %

3. Фракции от 0,1мм до 0,05 мм тонкозернистый песок - 7 %

Из выше указанной формулы находим основной размер частиц необходимых для обсыпки:

Dг = (812)*dп

Таблица 4.5.2.

Согласно методики подбора фракций гравия, необходимый фракционный состав гравийной обсыпки подбирается не менее 50% грансостава водоносного горизонта, т.е. это среднезернистый и мелкозернистый песок. В гравийных фильтрах толщина слоя обсыпки принимается с учётом конструкции фильтров, принимаем от 5 мм до 1мм. Но удовлетворяющий обоих видов песков гравий это фракция 2-3мм.

Максимальная длина фильтра согласно детального разреза профиля 54-1-1 должна соответствовать L₂=6м. В качестве каркаса фильтра выбираем каркасно-дисковый фильтр КДФ 116/90мм. Каркас фильтра по стандартам ГП НГМК ЮРУ предназначены для работы в скважинах глубиной до 700м. Применение фильтра элемента КДФ дает возможность использовать его в разнообразных грунтовых условиях без дополнительной защиты от пескования, что обеспечивает устойчивую работу в водоносных горизонтах, представленных тонкозернистыми песками (ширина щели 0,4-0,6мм), мелкозернистыми песками (ширина щели 0,6-0,8мм), среднезернистыми песками (ширина щели 0,8-1,0мм). Стандартный фильтр с повышенной скважностью используется в течение 10-12 лет. Ширина шлеи каркасно-дисковых фильтров согласно ТУ 95-2375-90 принимаем 0,6-0,8мм. Наружный диаметр фильтра составляет d₂=116мм = 0,116м.

Длина отстойника согласно ГОСТ 13-1872-42 при глубине более 90п.м. выбираем L₃=12м диаметром d₃=0,09м = 90мм.

Для фильтров, создаваемых на забое скважин засыпкой гравия по межтрубному пространству, толщина каждого слоя обсыпки должна быть не менее 50мм. Наиболее надежные в эксплуатации фильтры с гравийной обсыпкой толщиной в 100-200мм. Принимаем 97,5мм толщину обсыпки. При этом диаметр откачных скважин составляет D_отк=311мм =0,311м., а диаметр бурения закачных скважин составляет D_зак=245мм =0,245м. Длина фильтровой части согласно детального разреза составляет L₂=6м.

Надфильтровая часть фильтра выбираем их труб ПВХ диаметром d₁ = 90мм = 0,09м с толщиной стенки д =8мм. Длина надфильтровой части согласно детального разреза составляет L₁ = 12 м.

Исходя из вышеуказанного, рассчитаем объем гравийной обсыпки откачных скважин по следующей формуле:

V_{грав.отк.скв} =3.14*12 +0,2 =2,26м³ ~ 2,3м³

Объем обсыпки гравия принимаем равной V_об= 2,3м³ для одной откачной скважины.

А объем гравийной обсыпки закачных скважин рассчитываем тоже по аналогичной формуле:

V_{грав.зак.скв} =3.14*12 +0,179 =1,377м³ ~ 1,4м³

Объем обсыпки гравия принимаем равной V_об=1,4м³ для одной откачной скважины.

Сводные данные фильтрующих элементов геотехнологических скважин приведены в таблице №4.5.3.

Таблица 4.5.3.

*Примечание: Конечный диаметр скважины равен D=311мм для всех скважин, но по расчётам согласно ССН необходимо взять норму более 295мм при этом толщина гравийной обсыпки составляет 97,5мм прифильтровой зоны скважины.

Расчет обсадных труб из ПВХ внешним горным давлением и внутренним давлением на смятие.

Согласно техническим условиям, внедрённым в ЮРУ ГП НГМК «Трубы напорные из не пластифицированного технического условия» Ts 07621395-27:2013 давление, при котором начинается смятие труб ПВХ диаметром 195*14,5 мм

где k= отношение толщины стенки трубы к наружному диаметру трубы

k₁ =

Е - модуль упругости. Модуль упругости для не пластифицированного ПВХ равен:

Е= 30591,48 кг/см²

Исходя из этого давления, при котором начнется смятие труб ПВХ диаметром 195*14,5мм равна:

Р_см1 = 2,48 * 30591,48 кг/см² * (0,07436)³ = 0,00041*75866,87= 31,105 кг/см²

Для труб ПВХ диаметром 90*8мм:

k₂ =

а давления на смятии для труб из ПВХ 90*8 мм равно:

Р_см1 =2,48 * 30591,48 кг/см² * (0,0889)³ = 0,0007*75866,87= 53,304 кг/см²

Таблица 4.5.4.

Из расчетной таблицы видно, что горное давление не превышает давления смятия обсадных труб, создающие при пересечении мощных пековых пород.

Кроме того, произведем расчет на внешнее гидростатическое давление, сминающее давление, которое создает высота столба жидкости затрубного пространства по формуле:

Таблица 4.5.5

Из расчетной таблицы видно гидростатическое давление без учета статистического уровня вод выдерживает давления на смятие трубы ПВХ 195*14,5 мм до глубины 255п.м., учитывая запас прочности 1,27, принимаем для проектирования глубину обсадки 200п.м. а трубы ПВХ 90*8мм выдерживают гидростатическое давления до проектной глубины.

Для уменьшения давления на смятие обсадных труб создаваемым горным давлением высоту цементного моста выбираем с глубины 270п.м. до глубины 220п.м. мощность цементного моста выбрана исходя из возможного давления пласта, которое создается при нагнетании сжатого воздуха в пласт, т.е., исходя из вышеуказанного высоту цементного моста выбираем с глубины 270п.м. до 220п.м. т.е. равной 50п.м.

С учетом резьбовых соединения при развенчивании обсадных труб из ПВХ каждая обсадная колонна сокращается на 5см от первоначальной длины, т.е. обсадная труба длиною 6 метров после обсадки рабочая длина будет составлят 5,95 метров т.е:

Таблица 4.5.5.