Устройство для добычи полезных ископаемых через скважины

 

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при добыче слабосвязных полезных ископаемых через скважины. Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение зоны действия за счет увеличения высоты подъема. Для этого между внешней водоподающей колонной 1 труб w центральной пульповыдачной колонной 3 размещена воздухоподающая колонна 2. На хвостовой части колонны 3 закреплена вспомогательная труба 8, на которой установлены гидромонитор 9 и разрыхляющие насадки 10. На наружной поверхности колонны 3 размещены две саноуплотчяющие перегородки 5. При этом колонна 3 имеет отверстия 4 над указанными перегородками 5 для подачи в нее воздуха я между перегородками для установки обратного клапана б. При подаче воды в колонну 1 осуществляют размыв пород полезного ископаемого гидромонитором 9 и насадками 10, создавая избыточнее давление в формируемой полости. Под действием указанного давления пульпа поднимается по колонне 0, Нзгнетаемый в колонну 2 сжатый воздух, встретив на пути перегородку 5, устремляется через отверстие 4 в колонну 3 и, дзигаяеь вверх, урлекает за собой пульпу на поверхность, позволяя извлекать ее с большей глубины. 1 ,,п. ф-лы, 1 ил. s--JL tyva(oim) /-J - О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ALIIS Е 21 C 45/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTWII

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722963/03 . (22) 24.07.89 (46) 23.12.91, Бюл. hL 47 (71) Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им. Л.Д.Шевякова (72) В.А.Романенко, К.В.Зиновьев и Ф.А.Рачинский (53) 622.234.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1138504, кл. Е 21 С 45/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1113549, кл, Е 21 С 45/00, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЪ|Х ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к горной промсти и м.б. использовано при добыче слабо- . связных полезных ископаемых через скважины. Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение зоны действия — за счет увеличения высоты подъема. Для этого между внешней водоподающей колон„„ Ы„„1700249 А1 ной 1 труб и цен -ральной пульповыдачной колонной 3 размещена воэдухопадающая колонна 2, На хвостовой части колонны 3 закреплена вспомогательная труба 8, на которой установлены гидромонитор 9 и раэрыхляющие насадки 10. На наружной поверхности колонны 3 размещены две самоуплотняющие перегородки 5. При этом колонна 3 имеет отверстия 4 над укаэанными перегородками 5 для подачи в нее воздуха и между перегородками для установки обратного клапана 6, При подаче воды в колонну 1 осуществляют размыв пород полезного ископаемого гидромонитором 9 и насадками 10, создавая избыточное давление в Формируемой полости. Под действием указанного давления пульпа поднимается по колонне 3 Нагнетаемый в колонну 2 сжатый воздух, встретив на пути перегородку 5, устремляется через отверстие 4 в колонну 3 и, дви-аясь вверх, увлекает за собой пульпу на поьерхность, позволяя извлекать ее с большей глубины. 1 э.п. ф-лы, 1 ил, 1700249

Изобретение относится к области горной промышленности и предназначено для добычи сыпучих и слабосвязанных полезных ископаемых, используемых в металлургической, химической и строительной промышленности, Известен скважинный эрлифтный земснаряд, содержащий пульпоподъемную колонну с пульпоприемным отверстием, воздухоподающую колонну с форсункой, сообщенной с пульпоподъемной колонной, водоподающую колонну с подвижной гидромониторной насадкой, Недостатком. данного устройства является неполное использование сечения скважины и неподвижность пульпоприемного отверстия, что приводит к снижению производительности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции является устройство для извлечения материала из подземных фракций через скважины, состоящее из внешней колонны труб, сообщенной с источником напорной воды,, расположенной в ней центральной пульповыдачной колонны, гидромонитора и гидраэлеватара, концевая часть внешней колонны посредством сальниковых уплотнений жес ко связана с центральной колонной, которая установлена с возможностью вращения и осевого перемещения атнаситель .:а внешней колонны.

Недостатками известнага устройства являются небольшая высота подъема пульпы гидроэлеваторам, а следовательно, непригодность устройства для разработки глубока залегающих месторождений, сложность конструкции и стесненные условия входа пульпы в гидроэле ватор.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства и расширение зоны действия за счет увеличения высоты подъема и способности выдачи на поверхность более крупнозернистого палезнага ископаемого.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для добычи полезных ископаемых через скважины, включа1ащее внешнюю колонну труб, сообщенную с источникам напорной воды, центральную пульповыдачную колонну, смонтированную подвижно относительно внешней и жестка соединенную с хвостовой части с вспомогательной трубой, в которую встроены гидромонитор L1 размывные насадки, дополнительно снабжено средней колонной труб, сообщенной с источником сжатага воздух", и на наружной поверхности пульповыдачной кОлонны установлены непадвижнО две разделительные самоуплатняющиеся перегородки, между которыми в стенке пульповыдачной колонны имеется отверстие с обратным к -апаном, а на внутренней поверхнас-и в нижней части внешней колонны закреплена неподвижно одна самоуплотняющ..-«:ся пе5 регородка.

Другим отличием является то, ч- э с целью самоцентрирования пульпавыдачнай колонны разделительные самауплатняющие перегородки выполнены в металличе10 ских обоймах.

При разработке глубоко залегающих месторождений полезных ископаемых требуется конструкция дабычных устройств, обеспечивающая подъем пульпы на высоту, 15 равную или превышающую глубину разработки. Применяемый в известном устройстве для подъема пульпы гидраэлеватаг. развивает напор, не превышающий 10-20; от напора подаваемой в него воды.

20 .Следовательно, при подъеме с глубины 600

< — 800 м потребуется подача в гидраэлеватар воды с напором 50 — 70 МПа, чта практически трудно осуществимо. Кроме того, с увеличением высоты подъема КПД

25 гидраэлеватарав существенно снижается.

Поэтому гидроэлеваторы при подаче перекачиваемой пульпы на высоту более 100 м практически не нашли применения. Наряду с этим, конструкция известнага устройства

30 отличается значительной сложностью в изготовлении и эксплуатации, Для устранения указанных недостатков предлагается конструкция устройства с ис.— пользованием эрлифта. Конструкция пре35 дусматривает раздельную подачу сжатого воздуха и напорной воды па кольцевым каналам между центральной пульповыдачнай (внутренней} и средней колоннами труб и между средней и внешней.колоннами, Ка40 нал для сжатого воздуха изолируется ат канала напорной воды с помощью двух уплотнений (перегородок), работающих на принципе перепада давлений и устанавлен1 ных с направлением их действия в противо45 полажные стороны, Перепад давления между уплотнениями создает отверстие с обратным клапаном в стенке пульпавыдачнай колонны, соединяя полость кольцевого канала между уплотнениями с полостью пуль50 павыдачной колонны, в которой давление всегда ниже, чем в воздухе и вадаподающих каналах. Такая конструкция обеспечивает при любых давлениях сжатого воздуха и воды изоляцию между кольцевыми каналами, 55 причем преграду для сжатого воздуха создает верхняя перегородка (уплотнение), а для напорной воды — нижняя перегородка. Оба перегородки установлены неподвижно на внутренней колонне и подвижно относительно средней колонны. !!

"1

Изоляцию кольцевого водян"ГО!

Из сказанного видно, что предлагаемая конструкция при ее простоте и наиболее полном использовании сечения скважины осуществляет подачу напорной воды на размыв полезного ископаемого и подачу сжатого воздуха в пульповыдачную колонну для работы эрлифта, что обеспечивает подьем пульпы из больших глубин. Кроме того, б.: —.агодаря сохранению подвижности уль 10BI=Iдачной колоннь (вращение и перемещение вдоль оси) относительно средней и внешней колонн, а также входу пульпы в пульгговод через неэауженное торцов:!8 !:.;= -.,-.: —: четании с размывающими, аса,;..--; ..;-,здаются условия вхоqç п !ль,, -—, ПОЭВОЛЯЮЩИ8 flPofjI!ICKBTb КУСКИ Матг Е1: !а:!; максимальной крупности, исходя иэ усл;;— вий пропускной способнос, ",,-л:,-.Повь,.;.-ной колонны, и сводящие .у.; .:;: .-::-.:;", „. возможность образования зашла.:;0:.:.:,. е1х да.

ПРЕДЛаГаЕМОЕ, УСтРОйСтВО .;,:, зО; можность разработки более глубокс --:-,:-„; . ющих месторождений, упростит конструкцию (снизить стоимость иэ! Ото. ния) и обеспечить условия работы пуль|квыдачной колонны.

На чертеже изображено устрой.:. . во, общий вид, разрез

Y c T P 0 1 f T I3 0 с !. !:, э Р > ит т Р и j . o I-,8 н Г 3 !- :-I : f. р;."споло!жее1ные .ОЛ1!Онны труб; в!И81! Н1я!! средняя 2 и це-1тральная пульповыдачна-i (внутренняя) 3. Колон;:ы 1-2 и 2-3 обраэу1от кольцевые канах! ы. Соединен jbj8 с истОчнy

I!. BViN HBI ОР!!Ой BDPb! Ii C>KBYOf Q 803+1IXB. В

СТЕН!Е8 K011QHHb. 3 "!b! ПОЛНВНЫ ЗРЛИ!(1Т!НЫ6 ОТ" верстия 4. На наруж;:ой повепхнссти . 3 не—

ПОДЕ Ижнб ЭЯКРЯПЛР1!Ь! СаМО" 0.!16Т11ЯЮШ 18СЯ переГОрОдки 5 с кОе1усйпбраэными м- т. 1лл!1 ческими обОЙмами. Е1 редохраняюп."...ми;илотнения от износа при перемеецени:-.,;-..:, Г10ДД!ЗАРХ ИяаЮ1ЦИМИ кп!11!!!НТРИЧНП8 РЯ П поженив ко!!о;!H. Между перего„едка!.,:-. в

СТЕНК8 КОBGHHb! .".1 выполнЕНО от!880ст:16 0

Обратне-.м кл П-,H0.". 6. 4 внутре ней ПО.,Ерхности колонны 1 -еподвижно закр плен.--: самоупла1ня!Ощаяся перегородка 7, 1 хвОстовой части колонны 3 концентрично;-:;80тко закреплена вспомогательная труба 8 с гидромонитором 9 и размывающими насад.:.ами 111, которыми размывается полезное

: г:;!Г.з!емое в дг1бы!1ной камере 11. Устрой,.: B0:;:гя добь1ч!1 10.!еэнь1х ископаемых по, — ц:=::-0 в с:-.важи!, у 12. .::=.тройство рa!-.Ответ следующим Обрар!

Подаваемая е кольцевой канал колонны

-г:-; = : Горная ве1да поступает под давлением

:;о ь! .8ИОЙ кана!л вспомогательная труба б ;-:":: о" ча 3" н д.-.;!ее через гидрОмОнитОр.г, .--:. <и 10 в, !Де струй размывает !10

-,"-::=.:с::, с. .Ппаемое. создавая при этом иэбь:. э !Нее Давление в добычной камере 11, под д81,r, орого пульпа, Образованная 1 н . -.з:„-: :.=. ...:Днимается по пульпсвыдач .:-", =.с..:.. ";8 . на некоторую высоту, f Ото р с", я л 0 " r . .! i . !: ь::; ° в ы ш е OT 8,.: с и Й 4.

0;iI 8* .;::„. ; С ЭТИ ПОДгеТСЯ В КОЛЬ, ° . i .3Ha ! . . б Л Ъа Ь!! !./ЭLj,УХ) КО тор.:;,:. эс;;зе:-.-;- .-:8 !1ути перегосодку 5, : ст=:- !1: э!с"-: -ере-..отве летие 4 подуровень

0.11!.— !. !:.:,Ол0HH ..:. .:-; .злее. двигая-ь вверх,,.-:.: —.. .=.- ;:: за сааба! Пул.-пу на поверхность. .:8I.;:= !8 1!,;=Г1 .:-"." !о;ертикали колонны 3 от: те!!„ !. „-..,0i-. .. ",:,; g .:,-а!цеЕ!И8М 88

„.-.-;ру-;;;,.,:;,0;:,; т::, ., . !:.îpîøè8 условия для

Ое!э;;ь:.-, 0:.;!Г земого и р.1я гоступления ,!,: В Н!.,:Л1З.. !! О,:::„Так К:- К Э Icj! H18/,b!0 . Е H ЬВ ае Г =! !., З- . YНОСтb Э Я Шла ь;ОВKИ

"-.=:u, О 1тверст,:;, Кроме того, имеется воз=.сжно::! I !, „дн, мат . иэ скэажины Ст ел; .10! Г".!:" -ПОBь!!",Bч .. "I0 KОлaннУ 3 сО ,„; .,:„-.;..-.8 ; —.", ;; T,:60.:; и г 1дром нитором

:;.:-.:.;: —::;:-,::; . .:,—;:;:".-,т, .гивая ври этом»олснн . . 1,::.. ":-;;:>,::: —.I-: аег эксплуатационные, .ене ие Г1»- ..„.1л- Гзгмэго устройстьа

; —;,э .:с:1яе, раэраба гь1 вать ГлуоокозалегаюЕцие месторож,".: ия полезных ископаемых

::,,! -.; .. кс!.мал:-:0 ;::1спольэовании сечения

c::;.i!B.;::.;= о 80э1!О ..ностью выда".и на пав=,:..: <.... .матери:ла кру!Пностью, равной

:."1,3 -- Q,, 5 див.:.ет, .= пульповода, вести раз:. я» !1с воды и те!-; -1ðBL!jåíèë и осевого пере мещен .Гя г!ул -повыдачной колонны, Г!- О р M у 1 =. и э 0 1 р е т 8 н и я

Ус-ройс-:=:0 аля добычи полезных иск..;.Ba.- .х 18реэ скважины, включающее вне 01-"ою водо.—: ",:,ающую колонну труб, U8 l jтральну1О и . л ьГIОВЬ1дачную колoHH!J труб. смонтирова. Ную подвижно относител1 нО е1нешн81 вспомОГательную трубу, жес .о эа.-.репленную на хвостовой части

ПУЛЬГ10ПОДЪемной КОЛОННЫ. ГИДРОМОНИТОР И разр 1хляющие насадки, установленные на вспомогаталbHÎH тpyQ8, 0 л и ч а ю щ е е с я

1е-.",, что„с цел!Ью упрощения конструкции и

1700249

Составитель Н. Чертова

Редактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Т, Палий

Заказ 4453 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 расширения зоны действия за счет увеличения высоты подьема, оно снабжено обратным клапаном, воздухоподающей трубой и самоуплотняющими перегородками, две из которых жестко закреплены на наружной поверхности пульпоподъемной колонны, при атом пульпоподьемная колонна имеет ! отверстия над указанными перегородками для подачи в нее воздуха и между перегородками для установки обратного клапана, а воздухоподающая колонна труб размеще-! на между пульпоподьемной и водоподающей, на внутренней поверхности которой у нижнего торца закреплена третья самоуплотняющая перегородка.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью самоцентрирования пульповыдачной колонны, самоуплотняющиеся перегородки снабжены металличе10 скими обоймами с двусторонними направляющими конусами.