Способ скважинной гидравлической добычи полезных ископаемых

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннк

Социалистических

Республик (i >) l 002587 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (5l)M. К,п. (22) Заявлено 20.10.81 (2l ) 3347624/22-03

Е 21 С 45/00 с присоединением заявки М

Геаударстнвнньй кеантет

CCCP.пе далек нзейретаннй н еткрьпнй (23) Приоритет—

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень Лю 9

Дата опубликования описания 07.03.83 (53) УДК 622.23. .2345 (088.8) М

В. А. Дмитриев, Н. И. Бабичев, В, И. Шишкин, В. Н.

В. Г. Васильев, А. В. Калашников, В. И . Шестаков;"В.B. Борисренко

B. Ковальчук / .:..., - <- 3

Московский ордена Трудового Красного Ъ амащю" :--"-- ; геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе " (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ СКВАЖИНКОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ДОБЫЧИ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидравлической добыче мощных янтареносных отложений.

Известен способ скважинной гидродобычн полезных ископаемых, включающий вскрьггие продуктивного горизонта скважинами, их обсадку, установку гидродобычного оборудования с выдачным устройством, в качестве которого используется гидроэлеватор, сбойку между скважинами, оформление целнков, гидравлический размыв полезного ископаемого и выдачу его в виде пульпы на поверхность (1).

Однако указанный способ при разработке янтареносных отложений вызывает повышенный выход некондиционных кусков, появляющихся в результате разрушения янтаря струями высокого давления, а также при соударении янтареносных пород с почвой камеры, так как способ предполагает ведение гидроразмы20 ва в осушенном забое, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ скважинкой гидравлической

2 добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного горизонта периферийными скважинами, пробуренными по контуру добычной камеры, их обсадку, установку в них гидродобычного оборудования с выдачным устройством, сбоку между скважннамн по подстилающим породам продуктивного горизонта, подрезку последнего, заполнение подрезной выработки водой, обрушение пород продуктивного горизонта в подрезную щель, гидроразрыв обрушенных пород продуктивногс горизонта в затопленном забое н подъем пульпы на поверхность по скважине самоизливом за счет постоянного постудления жидкости размыва в рабочую зону (2).

Недостатком известного способа является низкая эффективность при разработке мощных янтареносных отложений из-за потерь янтаря в обрушенных породах.

Цель изобретения — повышение эффективности разработки мощньи янтареносных отложений путем снижения потерь янтаря.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему вскрытие

3 100 ду гив ого горизонта периферийными с..пах;и"ами, пробуренными по контуру добы пюй камеры, их об.;яку, установку в них гидродобычного оборудования с вьщачиым устройством, сбойку между скважинами по подстилающим породам продуктивного горизонта, подрезку последнего, заполнение подрезной выработки водой, обрушение пород продуктивного горизонта в подрезную щель, гидроразмыв обрушенных пород продуктивного горизонта в затопленном забое и подъем пульпы на поверхность по скважине самоиэливом за счет постоянного поступления жидкости размыва в рабочую зону, в центре добычной камеры, одновременно с периферийными, бурят дополнительную выдачную скважину до почвы продуктивного горизонта,ч устанавливают в ней обсадные трубы, после чего осуществляют подрезку продуктивного горизонта наклонными слоями с прямым уклоном в сторону дополнительной выдачной скважины, при этом по лоследней производят подъем пульпы на поверхность, а после обрушения каждого слоя обсадные трубы дополнительной выдачной скважины поднимают на уровень очередного подрезаемого слоя.

На фиг. 1 показан этап сбойки между периферийными скважинами по подстилающим породам; на фиг, 2 — формирование наклонной подреэной щели; на фиг, 3 — размыв очередного обрушенного слоя продуктивного горизонта; на фиг, 4 — разрез А — А на фиг.2

Способ осуществляют следующим образом.

С поверхности месторождения по контуру добыпюй камеры бурят периферийные скважины 1 ниже почвы 2 продуктивного горизонта 3. Диаметр периферийных скважин 1 выбирают минимальным только из условия размещения в них гидродобычного оборудования. Периферийные скважины 1 обсаживают д кровли 4 продуктивного горизонта 3. Одновременно с сооружением скважин 1 в центре добычной камеры бурят дополнительную вьща ную скважину 5 диаметром, обеспечивающим условие свободного прохождения по ней максимального куска янтаря. Выдачную скважину 5 обсаживают обсадными трубами 6 до почвы продуктивного горизонта 3. Внутренний диаметр обсадных труб 6 определяют из условия

2587 4

26

3О

35 о 4 ч45

D) 2d, где d — максимальный размер куска янтаря, см.

Затем s периферийных скважинах 1 размещают гидродобычное оборудование, состоящее из гидпомонитора 7 и вьщачного устройства

8, Гидромопптор 7 выводят на уровень кров. ли подсти .ающих пород 9 и начинают размывать их, формируя горизонтальную подрезную выработку 10 HR контакте с продуктивным горизонтом 3. Вращением гидромонитора 7 в горизонтальной плоскости создают сектор размыва, который обуславливает границы 11 добычной камеры. Для снижения времени формирования выработки 10 размыв ведут в осушенном забое. При размыве подстилающих пород 9 выдачу пульпы на поверхность производят выдачным устройством 8.

После образования подрезной выработки пщромонитор 7 выводят на уровень первого подрезаемого слоя 12 продуктивного горизонта 3. Гидромониторами 7 формируют подрезную щель 13 с прямым уклоном в сторону дополнительной вьщачной скважины 5, а нижний торец 14 обсадных труб 6 поднимают до верхней точки кровли первого подрезаемого слоя 12. В процессе формирования наклонной подрезной щели 13 горизонтальную подрезную выработку 10 заполняют водой до уровня вьщачного устройства 8, По мере углубления наклонной подрезной щели 13 происходит обрушение слоя 12 продуктивного горизонта 3 в выработанное пространство подрезной выработки

10. Так как выработка 10 заполнена водой, то она гасит соударение обрушенной массы с почвой выработки.

После сбойки подрезной щели 13 с верхним торцом 14 обсадных труб б прекращают подъем пульпы на поверхность выдачным устройством 8 и начинают размыв в затопленном забое обрушенного слоя 12 продуктивного горизонта 3.

Осуществляя гидрораэмыв в затопленном забое, снижают разрушающее действие струи на полезное ископаемое и обеспечивают перемешивание обрушенного слоя 12 продуктив. ного горизонта 3. При этом происходит его дезинтеграция, в результате чего куски янтаря освобождаются от связи с вмешивающей породой. Глинистая фракция вмещающей породы переходит в пульпу, удельный вес которой достигает 1,2 г/cM . Песчаная фракция, как более тяжелая, выпадает в осадок на почву добычной камеры.

Так как удельный вес янатря колеблется в пределах 1,00 — 1,11 г/см, то янтарь, освободившись от связей с вмещающей породой в результате размыва, поднимается вверх под действием выталкивающей силы и силой потока пульпы увлекается к нижнему торцу 14 обсадных труб 6.

Ориентация наклона отбиваемых слоев в сторону дополнительной выдачной скважины 5 обеспечивает направленное движение пульпы

S 1 к торцу 1 обсадных труб 6. Так как все внутреннее пространство обсадных труб 6 свободно от каких-либо механизмов, то полностью исключают дробление янтаря в обсадной трубе.

После размыва первого обрушенного слоя

12 продуктивного горизонта 3 гидромонитор

7 выводят на уровень второго подреэаемого слоя 15; а обсадные трубы 6 поднимают до верхней точки кровли второго подреэаемого слоя 15, формируют подреэную щель

16 и повторяют операцию по размыву для второго слоя продуктивного горизонта.

Обрушение очередного слоя продуктивного горизонта 3 п,"оиэводят на выпавшую в осадок песчаную фракцию 17. После размыва очередного обрушенного слоя продуктивного горизонта 3 новая порция песчаной фракции выпадает в осадок на пустую породу, тем самым снижают завал пустой прродой очередного обрушаемого слоя продуктивного горизонта и потери янтаря под пустыми породами.

Предложенную последовательность операций осуществляют до тех пор, пока не будет отработан весь продуктивный горизонт 3.

Применение предложенного способа позволяет снизить затраты на буровые работы за. счет уменьшения диаметра периферийных скважин, уменьшить потери янтаря и повысить выход янтаря кондиционных размеров.

002587 6 тие продуктивного горизонта периферийными скважинами, пробуренными по контуру добычной камеры, их обсадку, установку в них гидробычного оборудования с вьщачным устройством, сбойку между скважинами по подстилающим породам продуктивного горизонта, подреэку последнего, заполнение полрезной выработки водой, обрушение пород продуктивного горизонта в подрезную щель, I0 гидроразмыв обрушенных пород продуктивного горизонта и затопленном забое и подьем пульпы на поверхность по скважине самоиэливом эа счет постоянного поступления жидкости размыва в рабочую зону, о тI5 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки мощных янтареносных отложений, путем снижения потерь янтаря, в цен1ре добычной камеры, одновременно с периферийными, бу20 рят дополнительную выдачную скважину до почвы . продуктивного горизонта и устанавливают в ней обсадные трубы, после чего осуществляют подрезку продуктивного горизонта наклонными слоями с прямым уклоном в

25 сторону дополнительной выдачной скважины, при этом по последней производят подъем пульпы на поверхность, а после обрушения каждого слоя обсадные трубы дополнительной вьщачной скважины поднимают на уровень очередного подрезаемого слоя.

Формула изобретения

Способ скважинной гидравлической добы35 чи полезных ископаемых, включающий вскрыИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР И 611001, кл. Е 21 С 41/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР N 904407, кл. Е 21 С 41/04, 1980 (прототип).

1002587

t002587

1002587

ВНИИПИ Заказ 1488/7

Тираж 601 . Подписное

Филиал ППП "Патент, г г.Ужгород, ул. Проектная,4