АНОТАЦІЯ - Наукові основи вилуговування урану з техногенних родовищ складної форми підземним способом

Петрівський Я. Б. Наукові основи вилуговування урану з техногенних родовищ складної форми підземним способом. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.02 - "Підземна розробка родовищ корисних копалин". Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2009.

Дисертація присвячена обгрунтуванню фізико-хімічних та конструктивно-технологічних параметрів вилуговування урану з техногенних радіоактивних родовищ складної форми підземним способом з використанням гідрогеомеханічної активізації процесу.

Розроблена система моделей взаємодії робочих розчинів з масивом техногенного родовища, впливу процесів кінетики - дифузії радіолітичного газоутворення на процес видобування вилуговуванням, гідрогеомеханічної активізації способу вилуговування урану з цілеспрямованою зміною геофільтраційних властивостей гірських порід в околі технологічних виробок. Адекватність моделей обгрунтована проведеним фізичним моделюванням та натурними випробуваннями на прикладі об'єктів - фізичних аналогів, доступних для експериментів.

Розроблені варіанти інженерних схем підземного розкриття та підготовки техногенного родовища складної форми до вилуговування урану з дотриманням екологічної та радіаційної безпеки при експлуатації об'єкту "Укриття" як техногенного родовища.

На основі одержаних закономірностей і обгрунтованих параметрів гідрогеомеханічної активізації вилуговування урану з техногенних радіоактивних родовищ складної форми підземним способом розроблені "Рекомендації до проектування конструктивних схем і технологічних параметрів геотехнологічного видобутку урану з техногенного родовища об'єкту "Укриття"".

Ключові слова: підземна розробка, техногенне родовище, уран, радіоактивність, вилуговування, гідророзрив, моделювання.

Петривский Я. Б. Научные основы выщелачивания урана из техногенных месторождений сложной формы подземным способом. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.02 - "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых". Национальный горный университет, Днепропетровск, 2009.

Диссертация посвящена решению актуальной научно-практической проблемы обоснования физико-химических и конструкторско-технологических параметров выщелачивания урана из техногенного радиоактивного месторождения сложной формы подземным способом с применением гидрогеомеханической активизации процесса.

Увеличение интенсивности выщелачивания урана из техногенного месторождения определяется последовательностью технологического процесса с начальной щелочной и последующей кислотно-бактериальной стадиями, что сопровождается разрушением силикатных связей и образованием растворимых в кислотных растворах соединений.

Исследование радиационного влияния техногенного массива на процесс выщелачивания произведен на основании уточненной математической модели кинетики-диффузии радиолитического газа, который образуется в системе "топливосодержащие массы - раствор выщелачивания" под действием высоких показателей излучения радионуклидами, инкорпорированными во внутренних слоях ураносодержащих образований. Показано, что увеличение проницаемости внутренних слоев топливосодержащих масс для растворов выщелачивания происходит за счет разрушения их микроструктуры под действием давления порядка 350 кПа, что больше предельных значений на разрыв и трещинообразование вещества топливосодержащих масс.

Впервые обоснованы параметры гидрогеомеханической активизации выщелачивания урана из техногенного месторождения сложной формы подземным способом. На примере объектов - физических аналогов, доступных для экспериментов, и физических моделей проведено моделирование и натурные испытания для оценки гидрогеомеханических процессов в массиве месторождения и обоснования целенаправленного изменения геофильтрационных свойств горных пород в окрестности технологических выработок

Оценка эффективности гидрогеомеханической активизации процесса выщелачивания урана из техногенного массива произведена моделированием одномерной вертикальной нестационарной миграции двухкомпонентной смеси "раствор выщелачивания - уран". Определено, что скорость выщелачивания уранового массива увеличивается скачкообразно при формировании трещин гидроразрыва с их положением в пространстве, которое зависит от однородности массива, а зона измененной проницаемости над горной выработкой нелинейно зависит от кратности подработки массива. Предварительное проведение гидроразрыва увеличивает в несколько раз интенсивность выщелачивания урана в сопоставлении с массивом без гидрогеомеханической активизации в пределах пяти лет.

Проведенная количественная оценка по увеличению продуктивности процесса выщелачивания урана из техногенного радиоактивного массива сложной формы за счет образования и развития области разрушенных и ослабленных связей указывает, на то, что продуктивность выщелачивания урана увеличивается при распространении нарушенных связей в массиве с прочностью 1-17 МПа и критическим раскрытием трещины гидроразрыва в ее вершине с применением аналогов ньютоновской жидкости вязкостью более 0,1 Пас. Снижение радиоактивности техногенного месторождения при выщелачивании урана отличается тем, что при переходе урана из минеральных новообразований в продуктивные растворы, не растворяются вмещающие породы, а конструктивная схема разработки месторождения сохраняет устойчивость.

Впервые разработаны варианты инженерных схем подземного вскрытия и подготовки техногенного месторождения сложной формы к выщелачиванию с соблюдением экологической и радиационной безопасности эксплуатации объекта "Укрытие" как техногенного месторождения.

Укрупненный анализ технико-экономической целесообразности применения геотехнологического способа извлечения урана из техногенного месторождения сложной формы свидетельствует о рентабельности предлагаемого способа в пределах показателей мировой практики добычи.

На основании результатов исследований разработаны "Рекомендации к проектированию конструктивных схем и технологических параметров геотехнологического извлечения урана из техногенного месторождения объекта "Укрытие"".

Ключевые слова: подземная разработка, техногенное месторождение, радиоактивность, уран, выщелачивание, гидроразрыв, моделирование.

Petrivskiy Ya. B. Scientific basics of underground uranium leaching on artificial deposits of complex form. - Manuscript.

Thesis for a Doctor's degree in Technical Sciences by speciality 05.15.02 "Underground mining of deposits". - National Mining University, Dnipropetrovsk, 2009.

The dissertation deals with substantiation of physical, chemical, constructive, and technological parameters of underground uranium leaching on artificial radionuclide deposits of complex form with using hydro-geomechanical activation.

The developed system of models describes interaction between working solutes and rocks on an artificial deposit, influence of kinetics and diffusion on leaching while radiolytic gas-forming, hydro - and geo-mechanical activation of uranium extraction with purposeful change of rocks penetrability round technological openings. The theoretical models were validated by physical and in-situ studies on the example of physical analogues available for experiments.

The developed variants of technological schemes were adapted to underground opening of an artificial deposit of complex form for uranium leaching, which provides environmental, and radiation safety while operating with the site "Ukryttia" and radioactive waste utilization.

Using the obtained results and evaluated parameters of activation of underground uranium leaching by hydro-geomechanical ways for artificial deposits of complex form the "Recommendations to projecting constructive schemes and technological parameters of geo-technological uranium extraction from the artificial deposit on the site "Ukryttia"" were developed.

Key words: underground mining, artificial deposit, uranium, radioactivity, leaching, hydraulic rupture, modeling.

Похожие статьи




АНОТАЦІЯ - Наукові основи вилуговування урану з техногенних родовищ складної форми підземним способом

Предыдущая | Следующая