Моделирование проницаемости штабеля для стабилизации фильтрационных свойств выщелачивающих растворов

При кучном выщелачивании нередко наблюдается постепенное снижение значений показателей фильтрации выщелачивающих растворов из-за образования внутри штабеля малопроницаемых слоев или зон. Традиционные способы кучного выщелачивания имеют недостаток, заключающийся в уменьшении степени извлечения полезного компонента (металла) из-за снижения значений показателей фильтрации выщелачивающих растворов с течением времени, за счет уплотнения рудного массива при формировании штабеля бульдозерами или по другим горно-технологическим факторам, из-за образования внутри штабеля малопроницаемых слоев или малопроницаемых зон. Обеспечение непрерывного движения технологических растворов в штабеле является довольно сложной геомеханической задачей, решение которой требует применения средств математического моделирования. Настоящая работа направлена на изучение и изменение физико-механического состояния грунта для улучшения его гидродинамических свойств. Раскрыт механизм осаждения крупных частиц (пыльники, глина, илы, шлам) в штабеле с учетом их размеров. Установлено, что процесс закупоривания порового пространства штабелей происходит в трех стадиях. Был проведен расчет гидравлических характеристик растворов, в зависимости от различных факторов, что позволяет увеличить степень просачиваемости их и уровень смачиваемости кусков руды. В частности, рассматривается влияние естественных или искусственных каналов на характеристики грунта. Установлена зависимость проницаемости от объема исследуемого слоя, объема пор в него, числа, диаметра, высоты и угла наклона каналов, начальной пористости слоя.

A gradual decrease in the values of filtration indicators of leaching solutions due to the formation of low-permeability layers or zones inside the stockpile is often observed during heap leaching. Traditional methods of heap leaching have the disadvantage consisting in a decrease in the degree of recovery of useful component (metal) due to a decrease in the values of filtration indicators of leaching solutions over time, due to the compaction of the ore mass during the formation of a stockpile by bulldozers or other mining and technological factors. That leads to the formation of low-permeability layers or low-permeability zones inside the stockpile. Ensuring the continuous flow of technological solutions in a heap leach stockpile is a rather difficult geomechanical task that to be solved may require the use of mathematical simulation methods. This work is aimed at studying and changing the physical and mechanical state of the soil to improve its hydrodynamic properties. The mechanism of settling of large particles (anthers, clay, silt, sludge) in a stockpile, considering their size, has been revealed. It has been established that the process of clogging the stockpile pore space occurs in three stages. We have calculated the hydraulic characteristics of the solutions, depending on various factors, which allows us to increase their seepage rate and the level of wettability of the pieces of ore. In particular, the influence of natural or artificial channels on soil characteristics is considered. We have established the dependence between permeability and the investigated layer volume, the volume of pores in it, the number, diameter, height and angle of inclination of the channels, and the initial porosity of the layer.