АО «ВНИПИпромтехнологии», Москва, Россия

А. В. Гладышев, генеральный директор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия
М. Д. Носков, заведующий кафедрой, докт. физ.-мат. наук, профессор, эл. почта: MDNoskov@mephi.ru

АО «Атомредметзолото», Москва, Россия
И. Н. Солодов, директор программ инновационного и технологического развития, докт. геол.-минерал. наук

АО «Хиагда», Чита, Россия

А. В. Суворов, главный геолог

Способом скважинного подземного выщелачивания (СПВ) можно отрабатывать месторождения, характеризующиеся сложными гидрогеологическими и горно-технологическими условиями. Отработка эксплуатационного блока способом СПВ включает в себя три стадии: закисление рудной залежи, активное выщелачивание и доработку. В силу разных природных и технологических факторов в процессе отработки образуются области с высоким содержанием остаточного или переотложенного урана, называемые целиками. Их образование приводит к снижению темпов добычи урана и уменьшению степени отработки запасов. Важной задачей для повышения эффективности СПВ является интенсификация добычи урана из таких целиков. Рассматривается применение геотехнологической информационно-моделирующей системы для определения возможных областей образования целиков и поиска способов вовлечения их в отработку. Работа системы основана на математической модели, описывающей распределение напоров, фильтрацию растворов, гидродинамическую дисперсию, растворение-осаждение урансодержащих, кислотопоглощающих и восстанав ливающих минералов, сорбцию, комплексообразование, гомогенные и гетерогенные окислительно-восстанови тельные процессы. Применение геотехнологического моделирования включает в себя следующие этапы: создание моделей продуктивного горизонта и технологических объектов; определение параметров физико-химических процессов; моделирование отработки технологического блока; выявление участков, где выщелачивание происходило недостаточно эффективно, и образовались целики; подготовку предложений для интен сификации извлечения урана из целиков и проведение многовариантных геотехнологических расчетов; анализ результатов много вариантных расчетов и выбор наилучшего варианта доработки блока. Заверку результатов моделирования целесообразно проводить контрольным бурением и прямым определением урана на месте залегания руд с помощью каротажа мгновенных нейтронов деления (КНД-М).

В работе принимал участие А. Г. Кеслер (НИЯУ МИФИ).

1. Белецкий В. И., Богатков Л. К., Волков Н. И. и др. Справочник по геотехнологии урана. — М. : Энергоатомиздат, 1997. — 672 с.

2. Геотехнология урана (российский опыт) / под ред. И. Н. Солодова. — М. : КДУ, 2017. — 576 с.
3. Машковцев Г. А., Константинов А. К., Мигута А. К., Шумилин М. В., Щеточкин В. Н. Уран российских недр. — М. : ВИМС, 2010. — 850 с.
4. Добыча урана подземным выщелачиванием в криолито зоне / под ред. И. Н. Солодова. — М. : ZetaPrint, 2022. — 183 с.
5. Святецкий В. С., Солодов И. Н. Стратегия технологического развития уранодобывающей отрасли России // Горный журнал. 2015. № 7. С. 68–77.
6. Веригин Н. Н. О кинетике растворения солей при фильтрации воды в грунтах // Растворение и выщелачивание горных пород. — М. : Госстройиздат, 1957. С. 84–114.
7. Голубев В. С., Грабовников В. А., Кричевец Г. Н., Рослякова И. Ю. О динамике подземного выщелачивания полезных ископаемых на основе математического и физического моде лирования // Математическое и физическое моделирование рудообразующих процессов. — М. : ВИМС, 1978. С. 122–142.
8. Nguyen V. V., Pinder G. F., Gray W. G., Botha J. F. Numerical simulation of uranium in-situ mining // Chem. Eng. Sci. 1983. Vol. 38. P. 1855–1862. DOI: 10.1016/0009-2509(83)85041-6
9. Голубев В. С., Кричевец Г. Н. Динамика геотехнологических процессов. — М. : Недра, 1989. — 120 с.
10. Kalka H., Märten H., Kahnt R. Dynamical models for uranium leaching – production and remediation cases // Uranium in the Environment / ed. Merkel B. J., Hasche-Berger A. — Springer, Berlin, Heidelberg, 2006. P. 235–245.
11. Носков М. Д., Гуцул М. В., Истомин А. Д., Кеслер А. Г., Носкова С. Н. Применение математического моделирования для решения геотехнологических и экологических задач при добыче урана способом подземного выщелачивания // ГИАБ. 2012. № 7. С. 361–366.
12. Lagneau V., Regnault O., Descostes M. Industrial deployment of reactive transport simulation: Аn application to uranium in situ recovery // Reviews in Mineralogy & Geochemistry. 2019. Vol. 85. P. 499–528. DOI: 10.1515/9781501512001-017
13. De Boissezon H., L´evy L., Jakimyw C., Distinguin M., Descoste M. Modeling uranium and 226Ra mobility during and after an acidic in situ recovery test (DulaanUul, Mongolia) // J. Contam. Hydrol. 2020. Vol. 235. DOI: 10.1016/j.jconhyd.2020.103711
14. Носков М. Д., Михайлов А. Н., Нарышкин Р. С., Рудин Р. С. «Умный полигон» скважинного подземного выщелачивания урана // Горный журнал. 2022. № 4. С. 39–45.
15. Collet A., Regnault O., Ozhogin A., Imantayeva A., Garnier L. Three-dimensional reactive transport simulation of uranium in situ recovery: large-scale well field applications in Shu Saryssu Bas sin, Tortkuduk deposit (Kazakhs tan) // Hydrometallurgy. 2022. Vol. 211. P. 1–18. DOI: 10.1016/ j.hydromet.2022.105873
16. Kurmanseiit M. B., Tungatarova M. S., Kaltayev A., Royer J. J. Reactive transport modeling during uranium in situ leaching (ISL): Тhe effects of ore composition on mining recovery // Minerals. 2022. Vol. 12. DOI: 10.3390/min/12111340
17. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № RU 2013612599. Программа для моделирования разработки месторождения полезных ископаемых методом подземного выщелачивания / М. Д. Носков, А. Д. Истомин, А. Г. Кеслер и др. Дата регистрации: 06.03.2013.
18. Миносьянц А. Р., Солодов И. Н., Гурулев Е. А. Применение каротажа мгновенных нейтронов на разных стадиях освоения урановых месторождений методом СПВ // Разведка и охрана недр. 2019. № 7. С. 22–30.
19. Гладышев А. В. Аппаратура и метод прямого определения урана в рудах месторождений Хиагдинского рудного поля, отрабатываемых скважинным подземным выщелачиванием // Горный журнал. 2023. № 2. С. 39–43.
20. Теровская Т. С., Кеслер А. Г., Носков М. Д. Математическая модель изменения состояния продуктивного горизонта при сернокислотном скважинном выщелачивании урана // Известия вузов. Физика. 2021. Т. 64, № 12-2. С. 119–124.