Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых

 

Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых относится к области горного дела и может быть применен при скважинной разработке месторождений полезных ископаемых. Способ заключается в разбивке месторождения на панели с тремя рядами скважин. Скважины крайних рядов используются для установки гидромониторных снарядов, а скважины среднего ряда - для подъема пульпы. Отработку панели ведут последовательно камерами двух типов с созданием наклонного днища. В камерах второго типа днище создают с дополнительным наклоном от линии, являющейся медианой, проведенной от угла камеры, в которой находится скважина крайнего ряда. В перебуре подъемных скважин устанавливают и пакетируют породосборники. Технический результат - уменьшение потерь полезного ископаемого, представленного кристаллосырьем, и снижение энергозатрат на транспортировку. Повышение эффективности отработки месторождений полезных ископаемых. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при обработке месторождений полезных ископаемых, в том числе месторождений, в которых полезное ископаемое представлено кристаллосырьем неравномерно распределенным, например, в виде пропластков, в массиве горных пород, на которых применение традиционных способов затруднено горно-геологическими условиями или нежелательно с экологической точки зрения. К таким месторождениям относятся, например, алмазоносные кимберлитовые трубки Архангельской области.

Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий разбивку месторождения на панели с тремя рядами скважин в каждой, обработку панели последовательными рядами камер в форме треугольников, по углам каждой из которых расположены скважины двух соседних рядов, размыв продуктивного пласта из скважин крайних рядов панели и подъем пульпы на поверхность из скважин среднего ряда (а.с. СССР N 1634787, кл. E 21 C 45/00, 1989).

Применение указанного способа сопряжено со значительными потерями полезного ископаемого, представленного кристаллосырьем. Это связано с тем, что при размыве породы получается пульпа, твердая фаза которой включает два типа составляющих - мелкодисперсную легкоразмываемую с относительно небольшим удельным весом пустую породу и твердое, с относительно высоким удельным весом, с различной крупностью отдельностей, кристаллосырье. При размыве и доставке к скважине, по которой осуществляется подъем, часть кристаллов, в первую очередь наиболее крупных и ценных, опускается на днище камеры. В условиях существующей технологии, для того, чтобы максимально снизить потери кристаллосырья необходимо существенно повысить напор струи и увеличить расход жидкости, что резко повышает энергозатраты при незначительно получаемом эффекте.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение - повышение эффективности отработки месторождений полезных ископаемых. Технический результат изобретения - уменьшение потерь полезного ископаемого, представленного кристаллосырьем, и снижение энергозатрат на транспортировку.

Технический результат достигается тем, что в способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем разбивку месторождения на панели с тремя рядами скважин в каждой, отработку панели последовательными рядами треугольных камер, по углам каждой из которых расположены скважины двух соседних рядов, размыв продуктивного пласта из скважин крайних рядов панели и подъем пульпы на поверхность из скважин среднего ряда, скважины среднего ряда бурят с перебуром продуктивного пласта, размыв осуществляют с формированием наклонного днища, с уклоном от крайних рядов скважин к среднему ряду, при этом днища камер, имеющих одну скважину в крайнем ряду, формируют с дополнительным наклоном от линии, являющейся медианой, проведенной из угла камеры при указанной скважине, а размыв в этих камерах осуществляют в две стадии, сначала в части камеры, лежащей между указанной линией и отработанной камерой, а затем в оставшейся части.

Кроме того, в перебуре скважин среднего ряда устанавливают и пакетируют породосборники, в которых собираются наиболее крупные кристаллы.

Так же для обеспечения смыва кристаллов, днище формируют с наклоном, равным или большим угла естественного откоса кристаллосырья.

В указанную совокупность включены все существенные признаки, необходимые и достаточные для достижения технического результата.

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен план панели; на фиг. 2 - ее вертикальный разрез.

Отработка месторождения осуществляется следующим образом. По глубине месторождения выделяют участки 1 (продуктивные пласты) с повышенным содержанием кристаллосырья, разбивают месторождение в пределах продуктивного пласта на панели, по краям которых бурят ряды А и Б скважин 2, 3, 4, и 5, 6, 7, а по середине ряд В скважин 8, 9, 10 и вспомогательную скважину 11. Скважины указанного ряда бурят с перебуром 12 продуктивного пласта, затем начинают отработку камер I и II, имеющих по две скважины 2, 3, и 5, 6, соответственно, в крайних рядах (отработка камеры I производится с некоторым опережением). Для этого в добычной скважине 8 устанавливается гидроэлеваторное оборудование, а во вспомогательной скважине 11 гидромониторный снаряд, которым производят размыв породы сначала между скважинами 11 и 8, 11 и 2, а затем 11 и 5. После этого в скважинах 2 и 5 устанавливают гидромониторные снаряды и начинают размыв, с первоочередным созданием транспортных траншей 2-8 для камеры 1 и 5 и 8 для камеры II. Подъем пульпы осуществляют по скважине 8. При размыве формируют наклонное, от краев панели к середине, днище. После отработок камер I и II отрабатывают камеры III и IV, имеющие по одной скважине 3 и 6 в крайних рядах и по две 8, 9, являющимися общими для обеих камер, в среднем. Для облегчения транспортировки кристаллосырья к скважинам, по которым осуществляют подъем 8 и 9, в этих камерах днище формируют с дополнительным наклоном от линии, являющейся медианой, проведенной из угла камеры при скважине, находящейся в крайнем ряду А (для камеры III - при скважине 3). Для отработки в скважине 3 (для камеры IV - скважине 6) устанавливают гидромониторный снаряд. Размыв в этих камерах осуществляют в две стадии. В камере III сначала размывают массив между медианой угла при скважине 3 и стороной 3-8, подъем пульпы осуществляют по скважине 8, формируя днище с дополнительным наклоном в сторону скважины 8. Затем начинают размывать часть камеры между медианой и стороной 3-9, формируя днище с дополнительным наклоном в сторону скважины 9. Размыв этой части начинают со стороны, прилегающей к уже отработанной части камеры. При размыве часть пульпы поступает в скважину 8, а часть остается в разрабатываемом участке. В этот период времени - до достижения сектором размыва скважины 9 создаются условия для осаждения значительного количества кристаллосырья на днище. Поэтому после достижения сектором размыва скважины 9, производится зачистка днища с транспортировкой и подъемом пульпы по этой скважине. Вообще для наиболее полного извлечения кристаллосырья целесообразно после отработки каждой камеры производить зачистку ее днища.

Чтобы избежать осаждения кристаллосырья, перед началом второй стадии размыва в камере III (и IV), производят сбойку скважин 3 и 9, что позволяет осуществлять откачку пульпы из скважины 9, т.е. ликвидируются условия для застоя пульпы. Для двух камер III и IV необходимо произвести сбойку скважин только в одной камере, в данном случае в камере III, которая отрабатывается с некоторым опережением камеры IV. При наличии сбойки 3-9, во второй стадии отработки размыв ведут в обратном порядке по отношению к описанному.

Создание сбойки 3-9 несколько повышает энергозатраты, но учитывая ценность кристаллосырья они полностью окупаются.

Камеры V и VI обрабатываются аналогично камерам I и II, а камеры VII и VIII - аналогично камерам III и IV.

В перебурах 12 подъемных скважин 8, 9, 10 устанавливают и пакетируют породосборники 13 для крупных кристаллов. Породосборник может быть выполнен в виде отдельного устройства или устройств, а также как один из узлов гидроэлеваторного оборудования. В последнем случае установка и подъем породосборника осуществляется вместе с гидроэлеватором. Отдельные породосборники могут быть установлены в перебуре подъемных скважин только непосредственно отрабатываемых камер, а также сразу во всех подъемных скважинах панели или ее части.

Днище наиболее целесообразно создавать с углом наклона большим или равным углу естественного откоса твердых включений.

Отработка панели с форсированием наклонного днища обеспечивает надежное извлечение кристаллосырья (алмазов) из добычной камеры и значительное снижение энергозатрат за счет создания наиболее благоприятных условий для транспортирования. Наличие породосборников в перебурах подъемных скважин позволяет исключить потери наиболее крупных алмазов, гидротранспорт которых затруднен или вообще невозможен.

Формула изобретения

1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий разбивку месторождения на панели с тремя рядами скважин в каждой, отработку панели последовательными рядами треугольных камер, по углам каждой из которых расположены скважины двух соседних рядов, размыв продуктивного пласта из скважин крайних рядов панели, подъем пульпы на поверхность из скважин среднего ряда, отличающийся тем, что скважины среднего ряда бурят с перебуром продуктивного пласта, размыв осуществляют с формированием наклонного днища с уклоном от крайних рядов скважин к среднему ряду, при этом днище камер, имеющих одну скважину в крайнем ряду, формируют с дополнительным наклоном от линии, являющейся медианой, проведенной из угла камеры при указанной скважине, а размыв в этих камерах осуществляют в две стадии, сначала в части камеры, лежащей между указанной линией и отработанной камерой, а затем в оставшейся части.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в перебуре скважин среднего ряда устанавливают и пакетируют породосборник.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что днище формируют с наклоном, равным или большим угла естественного откоса твердых включений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2