Геология | Жерасты уран қазу жұмыстарының арнайы сұрақтары

Мазмұны
Кіріспе .................................................................................................................3-4
1 Арықта ағатын судың жылдамдығын өлшеу .........................................5-7
2 Кедергіден өтетін суды өлшейтін жәшіктер .................................................7-9
3 Ауалы сукөтергіштер – эрлифттер ...............................................................9-19
4 Төтелдерге қойылатын талаптар ................................................................19-21
5 Ұңғымалардың құрылымы ..........................................................................21-32
6 Сору ұңғымаларының өнімділігінің төмендеу себептері .............................32
7 Технологиялық скважиналардың істен шығу себептері ..........................32-34
8 Технологиялық үңғыларды жөндеу қалпына келтіру жұмыстары ........34-37
9Сүзгілер .........................................................................................................37-42
Қорытынды............................................................................................................43
Әдебиеттер тізімі...................................................................................................44
КІРІСПЕ
Геотехнология – көп жоспарлы тау-кен ғылымы, жер асты байлығын сақтау және игеру тәсілі, жер қойнауынан пайдалы қазбаларды физикалық және химиялық әсер ету арқылы алуға мүмкіндік беретін технологиялық процесстер мен техникалық әдістер жайлы бірлестірілген білімдер жиынтығы.
Ерітінділеу – бұл қатты материалдың бір немесе бірнеше компоненттерін, әдетте сумен ерітіндіге аудару. Тау-кен жұмыстарында жер асты ерітінділеу әдісі жер қойнауында жатқан металды алу мақсатында жүргізіледі. Бұл процесс қатты жер бетіне әсер тигізетін заттардың келуінен, химиялық реакциядан және ерітінділер күйінде оның өнімдерінің қайтарылуынан тұрады.
Жер асты ерітінділеу кезінде металл иондық алмасу жолымен реагент ерітінділерінің басқарылытын қозғалыс процесінде табиғи немесе жасанды құрылған өткізгіш массиві арқылы алынады. Оны қолданудың қажетті жағдайлары – пайдалы компоненттердің минералдық немесе органикалық ерігіш қышқылдардың қосылыстарында, сілті мен тұз ерітінділерінде болуы, кенді табиғи жеткілікті суландыру, реагенттің кенге әкелу және өнімді ерітінділерді қайтару мүмкіндігін жүзеге асыратын қолайлы таулы-геологиялық және гидрогеологиялық жағдайлар, сонымен қатар өнімді ерітінділерден пайдалы компонентті тиімді алу мүмкіндігі.
Өткен ғасырдың 60 жылдарында табиғи уранды өндіру барысында жер асты ерітінділеу әдісін өнеркәсіптік игеру басталды.
Уранды жер астылық ұңғымалық ерітінділеу әдісімен өңдеу және енгізу шартты тұғын, біріншіден Қазақстанның бұрынғы СССР кезінде тау-кен шығарушы республикалардың алдыңғы қатарында орын алуы, сонымен қатар сол уақытта оның аумағында лайықты кенорындардың болуы. Бұл су тұтқыш құмды деңгейжиектегі эпигенетикалық қабатты-инфильтрациялық (фильтрден өткізілетін) кенорындар.
Бұл дамушы өндірілім әдісін игеру осы сияқты кенорындарға көзқарастың шұғыл өзгеруіне себеп болды, яғни уранның аз мөлшері, кіріктіруші жыныстарды суландыру сияқты тау-кен әдісіне қолайсыз жағдайлар олардың тау-кен массасын жазықтыққа алып шықпай-ақ жұмыс істеу ерекшелігіне айналды.
Қабатты-инфильтрациялық кенорындарды қарқынды игеру 80 жылдардың ортасында Қазақстанда уранды жер асты сілтілеу әдісімен өндіруші жаңа өнеркәсіптік үлгіде қуатты кәсіпорынның құрылуына әкеліп соқтырды.
Жаңа өндіру тәсілін қолдану және оған ұзақ уақыттық үлкен шикізат базасын құру басқа үлгідегі (типтес) уран кенорындарымен қатар тау-кен шығарушы өндірістерде бәсекелестікті азайтты.
Республикамызда шығарылатын барлық уран жер асты ерітінділеу тәсілімен өндіріледі.
1997 жылы Елбасының Жарлығымен республикамыздың бүкіл атом комплексін жандандыратын, Батыс елдерімен экономикалық , технологиялық және ғылыми байланыстарды нығайтатын Ұлттық атом компаниясы «Казатомпром» құрылды.
1 Арықта ағатын судың жылдамдығын өлшеу
Судың ағатын жылдамдығы v (м/сек) суға тастаған қалқып жүретін немесе жеңіл заттардың жылжыуын байқау арқылы анықтайды. Егер де арықтағы ағатын судың қима ауданы (ағымдағы аудан) F (м2), онда ағып келетін судың көлемі:
м3/сек. (1)
Арықтағы ағатын судың жылдамдығын анықтау.
Тұрақты ауданы бар арықта ағатын су үшін оның жылдамдығын анықтауға Шезидің формуласын қолдануға болады
(2)
мұндағы:
v — ағымның орташа жылдамдығы, м/сек;
i — арықтың еңкіштігі, бұл алынған екі нүктенің биіктігінің айырмашылығының олардың ара қашықтығына бөлу арқылы анықталады;
R — гидравликалық радиус, яғни, ағымдағы судың (живого сечения) ауданының, ағатын су мен ылғалданатын ауданның периметіріне қатынасы. 1,1 суретте ылғалданатын ауданның периметірі жуан сызықпен көрсетілген. Гидравликалық радиустың өлшемін метр мен көрсету қабылданған. .
1 сурет - Арықтағы ағатын судың жылдамдығын анықтауға
Шезидің формуласындағы с коэффициентін анықтау үшін бірнеше әдістемелер белгілі, олардың ішінде ең қарапайым және дәлелдік жағынан ең жақын әдістемені Базен ұсынған:
(3)
мұндағы —арықтың қабырғасының қасиетіне байланысты коэффициент. Егер,
қабырғажонған тақтайдан жасалса =0,06, егер, қабырға жонылмаған
тақтайдан немесе бетон мен жақсылап құйылса =0,16.
Шезидің формуласындағы еңкіш (уклон) гидравликалық градиент болып есептелінеді. Ағымдағы өлшемдері 1-суреттегідей, бетон мен бекітпеленген, еңкіштігі (уклон) i = 0,005, тең с арықтан ағатын судың уақыт аралығындағы көлемін анықта.
Ағымдағы аудан
(4)
Ағымдағы ауданда ылғалданатын периметр
(5) Гидравликалық радиус
(6)
Бетон үшін коэффициент = 0,16.
Сол себептен
Ағымның жылдамдығы = 1,91 м/сек.
Уақыт аралығында ағатын судың көлемі
Q = 0,25 х 1,91 = 0,477 м3/сек = 1717 Шезидің формуласы үлкен дәлелдік пен есептейді деп саналады.
2 Кедергіден өтетін суды өлшейтін жәшіктер
Ағатын су өзінің жолында кедергі арқылы өтетін болса, онда кедергіден өтетін су деп аталады, ал суды өткізетін кедергіні суағар деп атауымызға болады. Суағардан өтетін судың биіктігі мен одан өтетін судың (көлемінің) белгілі қатынасы бар, сондықтан осы биіктікті өлшей отырып, суағардв дан өтетін судың көлемін өлшей отырып пайдалануымызға болады.
Суағарлар әртүрлі болуы мүмкін, солардың бір түрі 1.2 суретте көрсетілген. Мұнда 2 су немесе ерітінді келетін каналдың еніне тең болуы керек – бұл бүйірінен сығымдамайтын суағар деп аталады. Суағардың су өтетін жалы (гребень) 5, судың бағытыра қарсы жағынан, аққан су, тек қана оның жұқарған жүзін басып өтетіндей етіп жонылады, ал ол өткірленген жал тек қана жазықтықта орналасуы керек. Жалдың мықты болуы үшін оны металдан жасаған жөн. Суағардың дұрыс жұмыс істеуі 3 - арақашықтығы, суағардың «жалынан», жәшіктің төменіне дейін. Мұндай типтес суағарларға су ағысының төменгі бөлігіне ауа жіберетін тесік 4 қалдыру керек. Жәшіктің қабырғалары белдеулер мен 6 бекітілуі керек. Жәшіктердің өлшемдері ағымдағы ағатын судың шамасына байланысты болады. Жәшіктің ағымнан жоғарғы биіктік 8, 7 биіктігінің жартысынан көп болуы керек.
1 – суағардың напоры; 2 – суағардың ені; 3 – суағардың қабырғасының биіктігі; 4 – струяның төменгі бөлігіне ауа беретін тесік; 5 – суағардың «жалы»; 6 – өлшегіш планка (линейка); 7 – өлшейтін планканың жалдың деңгейінен жоғары тұрақты вертикальдық қашықтық; 8 – судың деңгейінен жоғарғы өзгеріп отыратын планканың биіктігі ағатын судың биіктігінен үш есе көп болуы керек, яғни айтқанда суағардың «жалынан» судың бетіне дейінгі ара қашықтық, бұл жерде судың бетінің деңгейі каналдағы суға қарағанда көзбен байқалмайтындай шамада төмендейді.
2 сурет – Суағардың бүйірінен сығымдамайтын сұлбасы
Судың өтетін көлемі мынадай байланысқа бағынады
(7)
мұндағы Q – өтетін судың көлемі, м3/сек; b – суағардың ені, м; h – напордың биіктігі, м; g – салмақтың үдеуі, м/сек2; m – суағар қондырғысына байланысты коэффициент.
Келтірілген жағдайда m =0,41 – 0,45 және m өзінің аз мәні судың аз мөлшеріне сәйкес қабылданады
Судың ағатын көлемі 0,5 – 1,0 м2/сек болса суағардың бүйірінен сығымдайтын сұлбасы қолданылады (2 - сурет). Для него спра¬ведлива вышеприведенная формула при значении коэффициен¬та =0,40—0,41.
Егер судың өтетін көлемі 0,5 м3/сек аз болса үшбұрышты суағарды қолданған ыңғайлы (3 - сурет). Мұндағы кесінді тік бұрышты етіп жасалған. Бұл суағарлар үшін, егер напоры h (м) ағатын көлемі (м3/сек) мына формула мен анықталады:
(8)
Мұндағы коэффициент = 1,4—1,46.
1 – суағардың напоры; 2 – суағардың ені; 3 – суағардың қабырғасының биіктігі; 4 – каналдың ені; 5 – суағардың «жалы»; 6 – өлшегіш планка (линейка); 7 – өлшейтін планканың жалдың деңгейінен жоғары тұрақты вертикальдық қашықтық; 8 – судың деңгейінен жоғарғы өзгеріп отыратын планканың биіктігі.
3 сурет - Суағардың бүйірінен сығымдайтын сұлбасы
h – суағардың напоры; a – каналдың ені; b – суағардың ені
4 сурет - Үшбұрышты суағардың сұлбасы
3 Ауалы сукөтергіштер – эрлифттер
Эрлифтерді қолдану су басып қалған шахталарды судан босату үшін қолданылғаны белгілі. Су басып қалған шахталарды оқпан арқылы немесе бұрғыланған скважиналар арқылы судан эрлифтердің көмегімен босатып отырған. Кейінгі уақытта жерастынан ураен ертінділерін көтеруге осы принципті қолданып жүр. 1–суретте эрлифттің скважинадағы суды кері айдау кезіндегі әрекеті сұлбаланған.
Айдама құбыр А өзінің төменгі бөлігімен Н деп аталатын эрлифттің бату тереңдігіне дейін түсіріледі. Айдама құбырдың осы бөлігінде араластырғыш бар (форсунка) орналасқан (3.2 суретке қара). Сол араластырғыш арқылы айдама құбырға ауа беріледі. Бұл жерде қысымдалған ауа сумен араласып ауадан салмағы әлдеқайда аз эмульсия қоспасын түзеді.
Н биіктіктегі су діңгегінің арқасында, су мен ауа қоспасы салмағы жеңіл болғандықтан айдама құбырдың су ағар тесігіне дейінгі Н0 биіктікке көтеріліп, сыртқа төгіледі. 3.1– суретте эрлифттің 3 негізгі қондырғы сұлбалары келтірілген. Оның бірінде а – құбыры көрсетілген. Ол б – құбырына кигізілген, ал б – құбырдың жоғарғы бөлігіндегі в орны нығыздалып (дәнекерлеу арқылы) жабылған. Ал г – құбырмен айдалған сығымдалған ауа құбырлар арасындағы сақиналанған жіңішке құбыр арқылы төмен түсіп, а – құбырының төменгі етегіне келеді, сол құбыр арқылы сумен қосылып жоғары көтеріледі.
Ал 2 – сұлбада ауаның г құбырымен келіп, а құбырының төменгі жағынан кіретіні бейнеленген.
Эрлифттің шығыны негізінен:
а) Н - араластырғыштың бату тереңдігін анықтауда;
б) қондырғының қалыпты жұмысы үшін керекті, сығымдалған ауаның қысымы мен санын анықтауда;
в) айдама құбыр және ауа құбырының диаметрін анықтауда қорытындалады.
Эмульсияның жоғары көтеріліп, эрлифттің айдама құбырынан асып төгілуі үшін, және келесі шартты сақтау үшін араластырғыштың бату тереңдігі өте қажет:
, (9)
3.1 сурет – Эрлифтің орналасу 3.2 сурет – форсунканың
сұлбасы құрылымының сұлбасы...