Способ извлечения компонентов из подземной рудной залежи

 

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ПОДЗЕМНОЙ РУДНОЙ ЗАЛЕЖИ, включающий образование в залежи добычного горизонта из множества смежных камер, расположенных в виде сети из рядов и колонн, причем каждая из камер заполнена проницаемой массой измельченной породы и отделена от соседних камер целиками из неизмельченной породы, проведение выше и ниже добычного горизонта сети штреков , отделенных от камер целиками из неизмельченной породы и соединенных каналами соответственно с верхними и нижними частями камер, подачу в верхние части камер технологических флюидов и удаление из нижних частей камер продуктивных флюидов через соответствующе каналы и сети штреков, отличающийся тем что, с целью повьшения эффективности процесса извлечения полезных компонентов и безопасности подземных работ путем обеспечения выборочной подачи технологических флюидов к любой камере, при проведе .НИИ сети штреков дополнительно проводят периферийные штреки, полностью охватывающие сети туннелей вьш1е и ниже добычного горизонта и соединенные с обоими концами каждого штрека в сети. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что каждый из штреков сети выше добычного горизонта располагают непосредственно над соответствующим рядом камер. 3.Способ по пп. 1 и 2-, о т л ичающийс я тем, что штреки сети ниже добычного горизонта располагают между рядами камер. § СО 4.Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что верхнюю часть каждой камеры соединяют с соответствующим штреком сети вьш1е добычного горизонта множеством каналов .I i 5. Способ по п.4,отличающий с я тем, что каналы проводят наклонно. 6. Способ по пп. 1-5, о т л ичающийся тем, что при образовании каждых двух смежных рядов проходят основной штрек на уровне, расположенном между кровлей и почвой камер, причем каждый основной штрек располагают между соответствующими штреками сети штреков выше добычного горизонта, из основного штрека проходят вспомогательные боковые штреки, через которые производят выемку горизонтальных компенсационных полостей, имеюпщх сечение, равное сечению камер, из этих полостей проходят вертикальные стволы до кровли и почвы камер, производят

СОЮЗ COBETCHHX и ЮЛЮ

РЕСПУБЛИК (19) (111

3(5р E 21 С 4! /06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗ06РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 2171860/22-03 (22) 12.09.75 (31) 505363 (32) 12. 09. 74 (33) США (46) 30.04.84. Бюп. !(16 (72) Гордон Б.Френч (США) (71) Оксидентал Петролеум Корпорейшн (США) (53) 622.234.4 (088.8) (56) 1. Патент США В 4047760, кл. 299-2, 1975.

2. Патент США В 2481051, кл. 299-2, 1949. ! (54) (57) 1, СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ПОДЗЕМНОЙ РУДНОЙ ЗАЛЮКИ, включающий образование в залежи добычного горизонта из множества смеж ных камер, расположенных в виде сети: из рядов и колонн, причем каждая из камер заполнена проницаемой массой измельченной породы и отделена от соседних камер целиками из неиэмельченной породы, проведение выше и ниже добычного горизонта сети штреков, отделенных от камер целиками иэ неизмельченной породы и соединенных каналами соответственно с верхними и нижними частями камер, подачу в верхние части камер технологических флюидов и удаление из нижних частей камер продуктивных флюидов через соответствующие каналы и сети штреков, отличающийся тем что, с целью повышения эффективности процесса извлечения полезных компонентов и безопасности подземных работ путем обеспечения выборочной подачи технологических флюидов к любой камере, при проведении сети. штреков дополнительно проводят периферийные штреки, полностью охватывающие сети туннелей выше и ниже добычного горизонта и соединенные с обоими концами каждого штрека в сети.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- шийся тем, что каждый из штреков сети выше добычного горизонта располагают непосредственно над соответствующим рядом камер.

3. Способ по пп. 1 и 2-, о т л ич а ю шийся тем, что штреки сети ниже добычного горизонта располагают между рядами камер.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и- g» ч а ю шийся тем, что верхнюю часть каждой камеры соединяют с соответствующим штреком сети выше добычного горизонта множеством кана1 лов. Фй

5. Способ по п.4, о т л и ч а ю- шийся тем, что каналы проводят наклонно.

6. Способ по пп. 1-5, о т л ич а ю шийся тем, что при образовании каждых двух смежных рядов ка- . мер проходят основной атрек на уровне, расположенном между кровлей и почвой камер, причем каждый основной штрек располагают между соответствующими штреками сети штреков выше добычного горизонта, из основного штрека проходят вспомогательные боковые штреки, через которые производят выемку горизонтальных компенсационных полостей, имеющих сечение, равное сечению камер, из этих полостей проходят вертикальные стволы до кровли и почвы камер, производят

1090266 взрывное иэмельчение породы в границах камер путем послойной отбойки

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при извлечении полезных компонентов залежи из дробленой и замагазинированной породы, в частности при подземной перегонке и газификации горючих сланцев.

Известен способ извлечения жидких и газообразных продуктов из горючих сланцев, включающий образование 1 О на месте залегания камеры (реторт) с замагаэинированной в ней проницаемой массой частиц, содержащих горючий сланец, проведение к верхней и нижней частям камеры каналов, 15 розжиг замагазинированного сланца в верхней части камеры, подачу окис лителя по верхним каналам и отвод продуктов газификации из нижней части камеры по нижним каналам (1J. 2р

Недостатком известного способа является необходимость выемки значительной части сланца для обеспечения дальнейшего измельчения остальной его части с образованием 25 высокопроницаемой массы частиц.

Кроме того, известный способ не предусматривает подготовки и отработки множества подобных реторт, что необходимо для обеспечения максимальной полноты извлечения полезных компонентов из залежи и уменьшения времени отработки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ подземного выщелачивания металлов из руд, включающий образование в залежи добычного горизонта иэ множества смежных камер, расположенных в виде 4р сети из рядов и колонн, причем каждая из камер содержит проницаемую массу измельченной породы и отделена от соседних камер меликами из неиэмельченной породы, проведение выше и ниже добычного горизонта сети. штре-, ков, отделенных от камер целиками из неизмельненной породы и соединенных породы на компенсационные полости и вертикальные стволы. каналами соответственно с верхними и нижними частями камер, подачу в верхние части камер технологических флюидов и удаление из нижней части камер продуктивных флюидов через соответствующие каналы и сети штреков 12).

Однако способ не обеспечивает выборочной разработки одних камер при одновременной подготовке других и не отвечает требованиям безопасности подземных работ.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса извлечения полезных компонентов и безопасности подземных работ путем обеспечения выборочной подачи технологических флюидов к любой камере.

Поставленная цель достиг .ется согласно способу, включающему образование в залежи добычного горизонта из множества смежных камер, расположенных в виде сети иэ рядов и колонн, причем каждая из камер заполнена проницаемой массой измельченной породы и отделена от соседних камер целиками из иеизмельченной породы, проведение выше и ниже добычного горизонта сети штреков, отделенных от,камер целиками из неиэмельченной породы и соединенных каналами соответственно с верхними и нижними частями камер, подачу в верхние части камер технологических флюидов и удаление из нижних частей камер продуктивных флюидов через соответствующие каналы и сети штреков, в котором при проведении сети штреков дополнительно проводят периферийные штреки, полностью охватывающие сети туннелей выше и ниже добычного горизонта и соединенные с обоими концами каждого штрека в сети.

При этом каждый из штреков сети выше добычного горизонта располагают непосредственно над соответствующим рядом камер.

0266

35

45

55 з 109

Штреки сети ниже добычного горизонта располагают между рядами камер

Кроме того, верхнюю часть каждой камеры соединяют с соответствующими штреками сети выше добычного горизонта множеством каналов.

При этом каналы проводят наклонно

При образовании каждых двух смежных рядов камер проходят основной штрек на уровне, расположенном между кровлей и почвой камер, причем каждый основной штрек располагают между соответствующими штреками сети штреков выше добычного горизонта, из основного штрека через вспомогатель.— ные боковые штреки производят выемку горизонтальных компенсационных полостей, имеющих сечение, равное сечению камер, из этих полостей проходят вертикальные стволы до кровли и почвы камер, производят взрывное измельчение породы в границах камер путем послойной отбойки породы на компенсационные полости и вертикальные стволы.

На фиг.1 изображена залежь по простиранию с двумя смежными камерами, вертикальный разрез, на фиг. 2а и б — вертикальные разрезы вкрест простирания, обраи енные в противо положные стороны; на фиг.3 — залежь с двумя смежнымч камерами, горизонтальное сечение; на фиг. 4 и 6 участок залежи, оконтуренный периферийным штреком, горизонтальные сечения, на фиг. 4 — горизонтальное сечение на уровне верхней сети штреков; на фиг.5 — сечение на уровне добычного горизонта с множеством смежных камер; на фиг.б — сечение .на уровне нижней сети штреков.

Залежь 1 вскрывают шахтным стволом, из которого на различных горизонтах проходят параллельные штреки

2 и 3 выше добычного горизонта, основные штреки 4 на добычном горизонте и параллельные штреки 5 ниже добычного горизонта, расположенные параллельно штрекам 2 и 3 и посередине между ними. Одновременно проходят периферийные штреки 6-8, полностью охватывающие и соединенные с обоими концами каждого штрека в сети. Из основного штрека 4 проходят вспомогательные штреки 9 и 10 под углом 45 к оси штрека 4. Промежуточные штреки 11 и 12 проходят у подошвы залежи из штрека 5.

Ширину штреков выбирают для обеспечения их устойчивости, например, высотой и шириной 9 м.

Расстояние между верхней и нижней сетями штреков можеr составлять, например, 174 м, при этом основные штреки 4 проходят на 61 м ниже верхней сети штреков.

Для подготовки каждой камеры, например 13, иэ вспомогательного штрека 9 производят выемку горизонтальной компенсационной полости 14 сечением, например, 36,6 36,6 м и высотой 9 м. Аналогично подготавливают полость 15 смежной камеры 16. Из центра этой полости 14 проходит вертикальный ствол 17, верхний конец которого отделен целиком от штрека

2, а нижний конец сбивают со штреком

11. Ствол может представлять, например, цилиндрическую колонну диаметром 17,7 м, но может быть и квадратного сечения.

Проходку ствола 17 осуществляют либо путем последовательной отбойки взрывом части породы по всему сечению ствола 17 от штрека 11 до полости 14 и от нее по направлению к штреку 2 либо путем проходки вспомогательного ствола малого диаметра с его последующим расположением путем взрыва зарядов в концентрически расположенных шпурах. Отбитую породу через штреки 8 и 4 и соответствующие главные штреки удаляют.

Для получения более равномерной проницаемости полезного ископаемого в контурах камеры отбойку породы ведут с помощью концентрически расположенных кольцевых групп взрывных шпуров. Для этого производят бурение вертикальных шпуров вокруг ствола

17 концентрическими кольцами 18-20 вверх и вниз от полости 14. Наружное кольцо шнуров заключено в периметр квадрата 21, по которому также пробурены шпуры.

Дно камер делают воронкообразным, для чего соответственно укорачивают длину идущих вниз шпуров.

Шнуры располагают таким образом, чтобы стороны воображаемого треугольника, образованного смежными шпурами каждого кольца и промежуточной точ кой между шпурами на свободной поверхности в направлении которой производят отбойку, не превышали предельной дистанции подрыва. рят несколько скважин 23 диаметром, например, 1,2-2,1 м для подачи воздуха. При этом обеспечивают равномерность подачи воздуха по всем

5 скважинам, подбирая их проходное сечение. Иэ штрека 3 бурят до кровли камеры 16 дополнительную скважину

24 для спуска в камеру. горелки для зажигания сланца.

1О

Затем компрессором 25, расположенным в штреке 3, через смеситель.ный клапан 26 и скважины 23 подают в камеру воздух для горения сланцев.

При этом для сбора продуктивных флюидов оборудуют эумпф 27 откуда флюиды (сланцевая смола) насосом 28 выдаются на поверхность. Для отвода газов используют проход 29, причем газы отводят от изолированного перекрытия 30 в штреке 12 через расположенный там вентилятор 31. Смежные камеры изолируют одну от другой стенкой 32.

25

Применение изобретения эффективно на месторождениях горючих сланцев, так как позволяет улучшить извлечение полезных компонентов при

ЗО Перегонке сланца. Изобретен::е может быть использовано и для других методов. Наличие периферийного штрека позволяет начать процесс перегонки до окончания подготовки всех камер в контурах периферийного штрека.

S 1090266

Шпуры заполняют на весь объем взрывчатым веществом, например динамитом или нитратом аммония в смеси с жидким топливом. В последнем случае расход взрывчатого вещества составляет 1 zr на 12 т сланца. Заряды в шпурах детонируют последовательно от ствола 17 к границам камеры, т.е. сначала заряды шпуров пальца 18, затем 19 и 20 и периметра 21. В пос" леднюю очередь взрывают угловые шпуры °

Заряды в одной группе чередующихся шпуров каждого пальца детонируют о с временной задержкой 50-100 мс для обеспечения дробления сланца вблизи шпуров вверх по вертикали. Типичное количество детонаторов в каждом шпуре указано цифрами на фиг.3.

До детонирования зарядов в кольцах шпуров 18-21 часть породы, отбитой в процессе выемки полости 14, можно возвратить в камеру для увеличения выхода полезного ископаемого в камере перегонки.

После указанной выше отбойки пустотность отбитой породы составляет примерно 18Ж.

Целик 22 неразрушенной породы отделяет кровлю. камеры 16 и штрек 3, а отбитая порода заполняет камеру, поддерживая целик 22.

Из штреков вышележащей сети штреков, например иэ штрека 3, бу1090266

А<1

1090266

1090266

1090266

Составитель Н. Руденко

Техред Л. Микеш коРРектоР А. Тяско

Редактор С. Юско

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2963/56

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