Способ разработки глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых
Владельцы патента RU 2347073:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых, сложенных породами различной крепости. Способ разработки глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых включает проведение горных выработок рабочего горизонта, гидродобычу скважинами от рабочего горизонта при разработке обводненных полезных ископаемых, залегающих под рабочим горизонтом. Из выработок в залежь полезного ископаемого бурят водопонижающие скважины и производят снижение напора подземных вод, находящихся в продуктивной толще залежи, до уровня ниже почвы выработок рабочего горизонта. Для снижения напора подземных вод над залежью до уровня безопасного ведения горных работ, в водоносный горизонт из выработок рабочего горизонта сооружают восстающие, наклонно-восстающие, горизонтальные опережающие скважины и с поверхности до выработок - скважины со сквозными фильтрами. Все эти скважины гидравлически соединены между собой и с насосной системой, из которой вода поступает в хозяйственно-питьевой водозабор, пройдя предварительную очистку, а также на проведение размыва залежей полезных ископаемых при ведении работ по гидродобыче и на водосбор в подземные отстойники-хранилища. Изобретение позволяет безопасно проводить горные работы при обводнении пород как полезного ископаемого, так и пород, лежащих над ним, а также повысить эффективность ведения горных работ и улучшить экологическую безопасность окружающей среды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых, сложенных породами различной крепости.
Известен «Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых» (RU №2081325, публ. 1997.06.10), включающий вскрытие залежей в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами, образование подсечного пространства гидроразмывом, осушение забоя подсечного пространства производят подачей в него сжатого воздуха.
Недостатком способа является то, что при наличии больших объемов воды как в рудной залежи, так и в над рудной породе, сложно производить осушение с помощью воздуха, т.к. требуется создавать давление воздуха свыше 5 МПа.
Наиболее близким по технической сущности является «Способ разработки глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых» (RU №2235206, публ. 2004.08.27), включающий проведение горных выработок рабочего горизонта, гидродобычу скважинами от рабочего горизонта, при разработке обводненных полезных ископаемых, залегающих под рабочим горизонтом, из выработок в залежь полезного ископаемого бурят водопонижающие скважины и производят снижение напора подземных вод, находящихся в продуктивной толще залежи, до уровня ниже почвы выработок рабочего горизонта.
Недостатками этого способа являются:
- отсутствие осушения и снятия напора подземных вод над рудной залежью, что ведет к небезопасному ведению горных работ;
- отсутствие распределения и управления потоками подземных вод из осушаемых пород;
- отсутствие подземного хранилища воды.
Задачей предлагаемого изобретения является создание безопасного, экологически и экономически выгодного способа разработки глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых.
Для решения поставленной задачи предлагается способ разработки глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых, включающий проведение горных выработок рабочего горизонта, гидродобычу скважинами от рабочего горизонта, при разработке обводненных полезных ископаемых, залегающих под рабочим горизонтом из выработок в залежь полезного ископаемого бурят водопонижающие скважины и производят снижение напора подземных вод, находящихся в продуктивной толще залежи, до уровня ниже почвы выработок рабочего горизонта. В водоносный горизонт, находящийся над залежью полезного ископаемого, из выработок рабочего горизонта сооружают восстающие, наклонно-восстающие, горизонтальные опережающие скважины и скважины со сквозными фильтрами, пройденные с поверхности до выработок, и производят снижение напора подземных вод над залежью до уровня безопасного ведения горных работ. Кроме того, водопонижающие, восстающие, наклонно-восстающие, горизонтальные опережающие скважины и скважины со сквозными фильтрами гидравлически соединены между собой и с насосной системой, из которой вода поступает в хозяйственно-питьевой водозабор, пройдя предварительную очистку, а также на проведение размыва залежей полезных ископаемых при ведении работ по гидродобыче и на водосбор в подземные отстойники-хранилища.
Отличительными признаками заявленного способа является то, что:
- сооружают восстающие, наклонно-восстающие, горизонтальные опережающие скважины из выработок рабочего горизонта и скважины со сквозными фильтрами, пройденные с поверхности до выработок, в водоносный горизонт, находящийся над залежью полезного ископаемого, тем самым производят снижение подземных вод над залежью полезных ископаемых, что приводит к безопасному ведению горных работ;
- водопонижающие, восстающие, наклонно-восстающие, горизонтальные опережающие скважины и скважины со сквозными фильтрами гидравлически соединены между собой и с насосной системой, из которой вода поступает в хозяйственно-питьевой водозабор, предварительно пройдя очистку, на проведение размыва залежей полезных ископаемых, в подземные отстойники-хранилища вод, что при осушении пород позволяет распределять и управлять потоками подземных вод и хранить их в подземных условиях, а это экономически и экологически целесообразнее.
Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом, на котором изображен этап сооружения всех скважин и коммуникаций соединяющих их между собой.
Заявленный способ разработки глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых осуществляется следующим образом.
С поверхности 1 в боковых породах 2 сооружают вертикальный ствол 3, из которого проводят рабочий горизонт 4 с горными выработками 5 таким образом, чтобы горизонт 4 находился над залежью полезного ископаемого 6. Гидродобычу полезного ископаемого 6 производят скважинами 7 от рабочего горизонта 4 с доставкой полученной гидросмеси полезного ископаемого 6 на рабочий горизонт 4. При обводненных полезных ископаемых 6, залегающих под рабочим горизонтом 4 из выработок 5, в залежь полезного ископаемого 6 бурят водопонижающие скважины 8 и производят снижение напора подземных вод, находящихся в продуктивной толще залежи до уровня ниже почвы 9 рабочего горизонта 4. В водоносный горизонт 10, находящийся над залежью полезного ископаемого 6, из выработок 5 рабочего горизонта 4 сооружают восстающие 11, наклонно-восстающие 12, горизонтальные опережающие 13 скважины и скважины 14 со сквозными фильтрами, пройденные с поверхности 1 до выработок 5. С помощью этих скважин производят снижение напора подземных вод из водоносного горизонта 10 до уровня безопасного ведения горных работ, чаще всего до уровня почвы 9 горизонта 4.
Скважины 8, 11-14 гидравлически соединяют между собой связями 15 и с насосной системой 16 для управления и распределения потоком подземных вод из всех скважин. Из насосной системы 16 вода после очистки (пункт очистки не показан) поступает в хозяйственно-питьевой водозабор через закрытую водоотводную коммуникацию 17, далее по линии 18 вода поступает на проведение размыва залежи полезного ископаемого 6, по линии 19 вода поступает в подземные отстойник-хранилище 20, а по линии 21 может выдаваться на поверхность 1.
Заявленная совокупность признаков предложенного способа разработки глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых позволяет безопасно проводить горные работы при обводнении пород как полезного ископаемого, так и пород, лежащих над ним, а также повысить эффективность ведения горных работ и улучшить экологическую безопасность окружающей среды.
1. Способ разработки глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых, включающий проведение горных выработок рабочего горизонта, гидродобычу скважинами от рабочего горизонта, при разработке обводненных полезных ископаемых, залегающих под рабочим горизонтом, из выработок в залежь полезного ископаемого бурят водопонижающие скважины и производят снижение напора подземных вод, находящихся в продуктивной толще залежи, до уровня ниже почвы выработок рабочего горизонта, отличающийся тем, что в водоносный горизонт, находящийся над залежью полезного ископаемого, из выработок рабочего горизонта сооружают восстающие, наклонно-восстающие, горизонтальные опережающие скважины и с поверхности до выработок - скважины со сквозными фильтрами, и производят снижение напора подземных вод над залежью до уровня безопасного ведения горных работ.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скважины - водопонижающие, восстающие, наклонно-восстающие, опережающие, скважины со сквозными фильтрами - гидравлически соединены между собой и с насосной системой, из которой вода поступает в хозяйственно-питьевой водозабор, пройдя предварительную очистку, а также на проведение размыва залежей полезных ископаемых при ведении работ по гидродобыче и на водосбор в подземные отстойники-хранилища.
