Способ скважинной гидродобычи руды
Владельцы патента RU 2258140:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела и металлургии цветных металлов" ФГУП "Гипроцветмет" (RU)
Изобретение относится к добыче минерального сырья с использованием подземного гидравлического разрушения подземного гидравлического разрушения руд и выдачи пульпы через скважины. Единый технический результат - возможность более полного извлечения запасов минерального сырья при скважинной гидродобыче. Единый технический результат достигается тем, что в способе скважинной гидродобычи, включающем разбивку месторождения по площади на панели (секции или блоки), бурение скважин для выдачи пульпы, размещение трубостава подачи напорной рабочей среды, трубостава для подачи транспортирующей среды, образования очистного пространства и заполнения его после отработки закладкой, нижнюю подсечку залежи до состояния проницаемости рудного массива рабочей средой производят последовательным сотрясательным взрыванием скважинных, а затем комуфлетных зарядов ВВ, комуфлетные полости образовывают взрыванием скважинных зарядов и промежуточных комуфлетов, при этом осуществляют последующую пропитку раздробленного массива растворяющей околоскважинные минералы средой (например, растворами кислот или щелочей), размещают контейнеры с растворяющей средой над скважинными и комуфлетными зарядами перед их взрыванием и отделяют их от заряда ВВ и от верхней части скважин забойкой; в трубопровод для напорной струи рабочую среду подают без избыточного давления, а на выходе повышают, например, гидромультипликатором; соотношение твердого и жидкого в пульпе выдаваемой эрлифтной установкой, регулируют путем подачи сжатого воздуха через активатор, который размещают под пульпозабором. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Способ скважинной добычи руды может быть использован в горнодобывающей промышленности, например, при отработке рыхлых или бедных руд с большой глубиной залегания.
Известные способы скважинной гидродобычи (В.Ж.Аренс. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. М., «Недра», 1975). Способы включают разбивку месторождения по площади на отдельные выемочные единицы (панели, секции, блоки), бурение скважин для подачи рабочей среды и выдачи пульпы или раствора, подачу под давлением рабочей среды по скважинам в отрабатываемые слои, выдачу пульпы или раствора. Недостатком известных способов является низкое извлечение полезного ископаемого из недр, что значительно снижает технологические возможности способов.
Известны способы скважинной добычи с созданием трещиноватости с помощью взрывных работ, проводимых из скважин (Л.И.Лунев. Шахтные системы разработки месторождений урана подземным выщелачиванием. М., Энергоиздат, 1982). Недостатком их является малая зона действия скважинного рассредоточеного заряда, что снижает технологические возможности способа.
Наиболее близким техническим и технологическим решением является способ скважинной гидродобычи с закладкой выработанного пространства (Кучное и подземное выщелачивание металлов Г.Д.Лисовский, Д.П.Лобанов, В.П.Назырков и др. под ред. С.Н. Волощука. М., Недра, 1982, с.41).
Разрушение руд в пластообразной залежи производится посредством рабочей среды подаваемой через скважину, через которую производится и выдача рудной пульпы. В последующем, образовавшиеся полости закладывают через скважины, освободившиеся после отработки рудной залежи. Недостатком такого решения являются большие потери при таком способе, что снижает технологические возможности способа.
Целью настоящего изобретения является расширение технологических возможностей скважинной гидродобычи руд.
Указанная цель достигается тем, что в способе скважинной гидродобычи, включающей разбивку залежи в плане на панели, бурение технологических скважин, нижнюю подсечку разрабатываемой залежи, восходящую отработку запасов панели, раздельную подачу рабочей среды и сжатого воздуха в зону очистной выемки, подъем пульпы эрлифтной установкой и закладку выработанного пространства, нижнюю подсечку залежи до состояния проницаемости рудного массива рабочей средой производят последовательным сотрясательным взрыванием скважинных, а затем комуфлетных зарядов, размещаемых в комуфлетных полостях, образованных взрыванием скважинных зарядов; комуфлетные полости образуют взрыванием скважинных зарядов, при этом осуществляют последующую пропитку раздробленного массива растворяющей околоскважинные минералы средой, например растворами кислот, щелочей и др; причем контейнеры с растворяющей средой размещают над скважинными и комуфлетными зарядами; в трубопровод для напорной струи рабочую среду подают без избыточного давления, а на выходе повышают, например, гидромультипликатором; соотношения твердого и жидкого в пульпе выдаваемой эрлифтной установкой регулируемой путем подачи сжатого воздуха через активатор, который размещают под пульпозабором выдающего трубопровода.
Изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг.1-6.
На фиг.1 показана разбивка месторождения по площади на выемочные панели и схема их обуривания технологическими скважинами. На фиг.2 показан разрез горного массива по линии технологических скважин, через которые осуществляется подъем пульпы.
На фиг.3 и 4 показаны разрезы по скважинным и комуфлетным зарядам.
На фиг.5 показана схема мультипликатора, которым оснащается нагнетательный трубопровод, а на фиг.6 схема заборной части пульповыдающего трубопровода с активатором.
Способ включает разбивку залежи в плане на панели 1, бурение технологических скважин для выдачи пульпы 2, размещение трубных ставов подачи напорной рабочей среды 3 и подачи транспортирующей среды 4.
В результате ряда технологических операций у нижней границы залежи образуется открытое очистное пространство 5, которое после достижения им верхней границы залежи заполняется закладкой 6.
Очистные работы начинаются с нижней подсечки, для чего на нижней границе образуют комуфлетные полости. Последние выполняют серией взрывов, сначала скважин 7, затем промежуточного комуфлета 8.
В результате взрывов получается комуфлетная полость 9, концы скважин 7 и повторно промежуточные камуфлеты 8, 9 заполняют взрывчатым веществом 10, над которым укладывается забойка 11, затем контейнер 12 с растворяющей околоскважинные минералы средой, а за ними снова забойка 11.
После производства серии сотрясательных взрывом по подсечке в скважины опускаются рудовыдающий трубный став (скважина 2), напорный став (скважины 3) и став для транспортирующей среды (скважины 4).
Напорный став оснащен гидромультипликатором 13 (фиг.5). Гидромультипликатор имеет полости низкого 14 и повышенного 15 давления, обратный клапан 16 и рабочие сопла 17.
Пульповыдающий став на конце оснащен пульпозаборником 18 и трубопроводом для подачи сжатого воздуха 19. Пульпозаборник выполнен в виде эжектирующего устройства 20 и снабжен также активатором 21.
Очистные работы осуществляются при одновременной подаче рабочей среды в напорный став (скважины 3), став для подачи транспортирующей среды (скважины 4) и сжатого воздуха в пульповыдающий трубопровод.
Рабочая среда через напорный трубопровод и гидромультипликатор поступает в очистное пространство, обрушает слой руды, последняя, оказавшись на почве, подхватывается рабочей средой, поступающей через скважины 4, доставляется к пульпозаборнику, у которого активатором пульпа поднимается непосредственно к пульповыдающему трубопроводу и далее на поверхность.
Способ позволяет обеспечить надежную подсечку рудной залежи по низу и восходящую очистную отработку, за счет чего резко повышается извлечение руды из недр.
1. Способ скважинной гидродобычи руды, включающий разбивку залежи в плане на панели, бурение технологических скважин, нижнюю подсечку, восходящую отработку запасов панели, раздельную подачу рабочей среды и сжатого воздуха в зону очистной выемки, подъем эрлифтовой установкой пульпы, закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что подсечку очистного пространства до проницания рудного массива рабочей средой производят последовательным сотрясательным взрыванием скважиннных, а затем камуфлетных зарядов, размещаемых в камуфлетных полостях, образованных взрыванием скважинных зарядов, при этом осуществляют последующую пропитку раздробленного массива растворяющей околоскважинные минералы средой, например растворами кислот, щелочей, и др., причем контейнеры с растворяющей средой размещают над скважинными и камуфлетными зарядами.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в трубопровод для напорной струи рабочую среду подают без избыточного давления, а на выходе повышают, например, гидромультипликатором.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение твердого и жидкого в пульпе, выдаваемой эрлифтовой установкой, регулируют путем подачи сжатого воздуха через активатор, размещаемый под пульпозабором выдающего трубопровода.
