Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых



Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых

 


Владельцы патента RU 2525398:

Кошколда Сергей Николаевич (RU)
Носов Олег Валерьевич (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых включает бурение рядов технологических скважин, последовательное размещение в них скважинных гидродобычных агрегатов, размыв полезного ископаемого струями жидкости из последних и доставку пульпы на поверхность. Скважины бурят наклонными в плоскости, перпендикулярной простиранию ряда. Скважины в ряду бурят на расстоянии, равном удвоенной эффективной длине струи размыва, а ряды располагают на расстоянии, равном эффективной длине струи размыва скважинных гидромониторных агрегатов. Размыв из скважин осуществляют в сторону висячего бока с формированием забоя в виде полуокружности в сечении, перпендикулярном оси скважины. Обеспечивается повышение надежности выдачи полезных ископаемых на поверхность и осуществление работ по размыву при осушенном забое. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых, представленных породами слабой прочности, слабосцементированными кусками крепких пород и породами склонными к размоканию. К таким месторождениям относятся, например, россыпные и коренные месторождения алмазов, драгоценных металлов и других полезных ископаемых.

Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение рядов скважин, размещение в них агрегатов скважинной гидродобычи, размыв полезного ископаемого струями жидкости из последних и доставку полученной пульпы на поверхность (см. Горная энциклопедия, т.4, стр.549-550).

Недостатком данного способа является сложность и ненадежность доставки отбитого полезного ископаемого, особенно отдельных твердых кусков и кристаллов, на поверхность. Кроме того, при данной технологии сложно обеспечить осушенный забой.

Известен агрегат скважинной гидродобычи, включающий водовод и закрепленные в нем, один или несколько, гидромониторов (см. Горная энциклопедия, т.4, стр.553).

Указанный агрегат не способен в полном объеме осуществить предложенный способ.

Задачей, на которую направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности разработки месторождений полезных ископаемых.

Технический результат - повышение надежности выдачи полезных ископаемых на поверхность и осуществление работ по размыву при осушенном забое.

Указанный технический эффект достигается тем, что в способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем бурение рядов технологических скважин, размещение в них скважинных гидродобычных агрегатов, размыв полезного ископаемого струями жидкости из последних и доставку пульпы на поверхность, скважины бурят наклонными, скважины в ряду бурят на расстоянии, равном удвоенной эффективной длине струи размыва, а ряды располагают на расстоянии, равном эффективной длине струи размыва скважинных гидромониторных агрегатов, при этом размыв из скважин осуществляют в сторону висячего бока, с формированием забоя в виде полуокружности, в сечении, перпендикулярном оси скважины.

Кроме того, размыв осуществляют в восходящем направлении.

Доставку пульпы на поверхность осуществляют шнековым ставом.

Для осуществления способа используют агрегат скважинной гидродобычи, включающий водовод и закрепленные в нем, один или несколько, гидромониторов, который снабжен секционным шнековым ставом, внутри которого размещен водовод, а в стенках шнекового става, в плоскости осей гидромониторов, выполнены окна.

Для повышения надежности выдачи пульпы на поверхность, секции шнекового става снабжены ребордами.

Кроме того, лопасти шнека или выполнены дугообразной формы в сечении, или расположены под углом к стенке шнека.

Для осуществления бурения секционный шнековый став снабжен буровой коронкой.

В указанную совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все достаточны для достижения технического результата.

Изобретение поясняется чертежами:

на фиг.1 изображены скважины в соседних рядах в разрезе;

- на фиг.2 - схема расположения рядов скважин;

- на фиг.3 - агрегат скважинной гидродобычи, в разрезе, перпендикулярном оси скважины, с одним гидромонитором, закрепленном на водоводе хвостовой частью;

- на фиг.4 - агрегат скважинной гидродобычи в разрезе по оси скважины, с одним гидромонитором, закрепленным на водоводе хвостовой частью;

- на фиг.5 - агрегат скважинной гидродобычи в разрезе, перпендикулярном оси скважины, с одним гидромонитором, закрепленным на водоводе устьевой частью гидромонитора;

- на фиг.6 - агрегат скважинной гидродобычи в разрезе по оси скважины, с одним гидромонитором, закрепленным на водоводе устьевой частью гидромонитора;

- на фиг.7 - агрегат скважинной гидродобычи в разрезе, перпендикулярном оси скважины, с двумя гидромониторами;

- на фиг.8 - агрегат скважинной гидродобычи в разрезе по оси скважины, с двумя гидромониторами;

- на фиг.9 а, б, в, г - различные выполнения лопастей секций шнекового става.

Способ осуществляется следующим образом.

В массиве бурят наклонные скважины 1, расположенные рядами I, II и т.д.

Ряды скважин располагают на расстоянии друг от друга а, равном эффективной длине струи размыва скважинных гидромониторных агрегатов, а скважины в ряду бурят на расстоянии б, равном удвоенной эффективной длине струи размыва.

В скважины 1, начиная с первого ряда, помещают агрегаты скважинной гидродобычи 2 и осуществляют размыв, струей жидкости 3, продуктивного пласта 4. Размыв осуществляют в сторону висячего бока 5, с формированием забоя в виде полуокружности 6. Размыв может осуществляться как из одной скважины, так и из нескольких.

Для обеспечения самотечной доставки пульпы, получаемой при размыве, последний ведут струей 3 жидкости в восходящем направлении. Выбором угла наклона струи 3 можно добиться обеспечения наиболее эффективного транспортирования пульпы, а также в сочетании с глубиной зумпфа 7 обеспечения осушенного забоя.

Способ осуществляется агрегатом скважинной гидродобычи 2, включающим водовод 8 с закрепленным в нем одним или несколькими гидромониторами 9, и секционным шнековым ставом 10. В стенках 11 секций последнего, в плоскости, в которой лежат гидромониторы 9, выполнены окна 12 для пропускания струй жидкости 3, истекающих из гидромониторов 9. Шнековый став может быть снабжен ребордой 13, расположенной по краю лопастей шнеков 14, для более надежного транспортирования пульпы.

На фиг.9 приведены различные формы выполнения лопастей 14 секций шнекового става 10:

а) лопасть 14 секций шнекового става 10 с ребордой 13;

б) лопасть 14 секций шнекового става 10 дугообразной формы в сечении, с выпуклостью дуги, направленной в нижнюю сторону;

в) лопасть 14 секций шнекового става 10, имеющая закругление на конце;

г) лопасть 14 секций шнекового става 10, направленная под углом к стенке шнека.

Для обеспечения лучшего перемещения пульпы, а также для повышения сохранности кристаллосырья, лопасть 14 секций шнекового става 10 может быть покрыта антифрикционным материалом (фиг.9б).

Также лопасть 14 секций шнекового става 10 может быть выполнена с уменьшающейся толщиной от стенки шнека к краю лопасти (фиг.9г).

Водовод 8 выполнен в виде трубы со стенками 15, в которую напротив окон 12 вмонтированы гидромониторы 9 и дополнительные стенки 16.

В некоторых случаях, особенно при разработке пород низкой крепости, шнековый став 10 в забойной части может быть снабжен буровой коронкой (на чертежах не показана), для совмещения операций по бурению скважин 1 и размещению в них агрегатов скважинной гидродобычи 2. В указанном случае выдача на поверхность разрушенной при бурении горной породы осуществляется так же, как при выдаче пульпы, секционным шнековым ставом 10.

Устройство работает следующим образом.

В случае предварительно пробуренных скважин 1, в них поочередно или одновременно в несколько из них, опускается агрегат скважинной гидродобычи 2 или агрегаты скважинной гидродобычи 2 соответственно. В случае наличия буровой коронки операции по бурению скважин 1 и размещению в них агрегатов скважинной гидродобычи 2 совмещаются.

Из наземного блока в водовод 8 подается жидкость, которая по водоводу 8 перемещается в гидромониторы 9, изливаясь из сопел которых, образует струю жидкости 3. За счет вращения и цикличной подачи жидкости гидромониторы 9 вырабатывают забои в виде полуокружностей 6.

Возможно использование агрегатов скважинной гидродобычи 2 с несколькими гидромониторами 9, имеющими индивидуальную подачу жидкости, которые вырабатывают забои указанной формы в результате вращательного движения и попеременной подачи жидкости в гидромониторы 9.

Размытая струей жидкости 3 горная порода самотеком поступает в зумпф 7, откуда за счет вращения шнекового става 10 пульпа выдается на поверхность. Для того чтобы гидромониторная струя жидкости 3 могла воздействовать на горную породу, в шнековом ставе 10, напротив гидромониторов 9, выполнены окна 12.

Для максимальной эффективности выдачи пульпы на поверхность лопасти 14 секций шнекового става 10 могут иметь различное исполнение (см. фиг.9).

В некоторых случаях бурение скважин 1 целесообразно совмещать с разработкой продуктивного пласта 4 или осуществлять эти операции поочередно, без извлечения агрегатов скважинной гидродобычи 2 из скважины. Для этого агрегат снабжают буровой коронкой, которая производит бурение при вращении шнекового става 10.

Использование данного технического решения позволит добиться более надежной выдачи полезного ископаемого на поверхность и осуществлять работы по размыву при осушенном забое, что значительно увеличивает объем, вырабатываемой из каждой скважины, камеры. Кроме того, при разработке месторождений кристаллосырья, повышается надежность выдачи на поверхность и сохранность особенно ценных, крупных кристаллов.

1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение рядов технологических скважин, последовательное размещение в них скважинных гидродобычных агрегатов, размыв полезного ископаемого струями жидкости из последних и доставку пульпы на поверхность, отличающийся тем, что скважины бурят наклонными в плоскости, перпендикулярной простиранию ряда, скважины в ряду бурят на расстоянии, равном удвоенной эффективной длине струи размыва, а ряды располагают на расстоянии, равном эффективной длине струи размыва скважинных гидромониторных агрегатов, при этом размыв из скважин осуществляют в сторону висячего бока с формированием забоя в виде полуокружности в сечении, перпендикулярном оси скважины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размыв осуществляют в восходящем направлении.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что доставку пульпы на поверхность осуществляют шнеком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной гидравлической технологии добычи угля. На гидроучастке для разработки угольных пластов с подземным с замкнутым циклом водоснабжения, вскрывающие и подготавливающие выработки проходят спаренными и/или одиночными забоями, которые оконтуривают выемочные блоки, барьерные и охранные целики.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке месторождений полезных ископаемых методом скважинной гидродобычи. Способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых включает вскрытие залежи центральной и периферийными технологическими скважинами, установку в них оборудования и отработку в несколько этапов слоями снизу вверх несмежных камер, начиная с периферийных, с образованием перед отработкой очередного слоя контурной щели на всю мощность слоя, подсечного пространства у почвы образуемой камеры и параллельной ему искусственной потолочины из твердеющего материала, с наклоном от периферии к центру, магазинирование обрушенной горной массы и закладку выработанного пространства твердеющим материалом, отработку и закладку центральной камеры, при отработке каждой камеры, после создания искусственной потолочины, по высоте технологических скважин создают несколько гидроврубов, после образования подсечного пространства из нижнего гидровруба производят гидроразрыв пород и нагнетают в полученную трещину жидкость до обрушения горной массы в подсечное пространство, обрушенную горную массу частично заводняют за счет жидкости гидроразрыва и из гидромониторов, которыми производят размыв горной массы, по мере дезинтеграции последней производят выдачу пульпы на поверхность, при понижении уровня магазина ниже проектной отметки, повторяют операции по гидроразрыву из гидровруба ближайшего к выработанному пространству, магазинированию, размыву и выдаче пульпы, далее операции повторяются до достижения выработанным пространством искусственной потолочины, после чего производят полный размыв замагазинированной горной массы, выдачу пульпы и закладку выработанного пространства.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для использования при скважинной гидродобыче полезных ископаемых. Способ скважинной гидродобычи обводненных полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта добычной скважиной, оборудованной гидромонитором, размыв полезного ископаемого гидромониторной струей.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля. Устройство содержит станок с гидроприводом возвратно-поступательного и возвратно-поворотного перемещения, двухканальный трубчатый став, струйный рабочий орган, систему подвода и распределения напорной жидкости.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля. Сущность изобретения заключается в том, что сначала проводят подготовительные полевые выработки - этажные откаточный и вентиляционный штреки с одинаковыми геодезическими отметками, блоковые квершлаги и аккумулирующие штреки с уклоном под самотечный гидротранспорт, бурят вскрывающие скважины под прямым углом к плоскости паста, затем гидравлическим способом вымывают щелевые врубы.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при комбинированной разработке свиты пластов. .
Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к газо- и геодинамическим явлениям, в частности к скважинной разработке угольных месторождений.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при отработке оставляемых целиков угля с высокой газоносностью, отработка которых по тем или иным причинам не может быть произведена традиционными способами.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано непосредственно в сфере разработки подводных месторождений полезных ископаемых, подъем элементов которых осуществляют при помощи эрлифта.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке высокоглинистых россыпных месторождений. Способ разработки включает вскрытие отрабатываемых запасов месторождения, проходку канавы на всю длину добычного блока, затопление добычного блока водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки добычным комплексом с установкой напорного гидротранспортирования и обогатительной установкой. Перед нарезанием щелей при помощи поперечных и продольных проходов щелерезной установки, а также затоплением добычного блока водой для дезинтеграции глинистых песков и их последующей отработки, экспериментально-аналитическим путем определяют упругие характеристики высокоглинистых песков на сжатие или растяжение на различных участках россыпи. Устанавливают динамику изменения упругих характеристик на этих участках, исследуют зависимость динамической характеристики упругости песков при водонасыщении на отдельных участках месторождения от относительного волнового сопротивления песков на этих участках и осуществляют нарезание щелей на расстоянии друг от друга в зависимости от изменения динамической характеристики упругости песков при водонасыщении. Техническим результатом способа является достижение высокой степени дезинтеграции труднопромывистых глинистых песков, снижение технологических потерь ценного компонента и снижение затрат на разработку. 3 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей и перерабатывающим отраслям промышленности. Способ гидромеханического обогащения включает бурение добычных скважин, гидромониторное разрушение полезного ископаемого в выемочных камерах залежи с переводом его в подвижное состояние в составе гидросмеси, гидроподъем по скважине на дневную поверхность из выемочных камер гидросмеси в виде пульпы, гидротранспортирование пульпы к месту обогащения, гравитационное обогащение полезного ископаемого в водной среде. Разрушение залежи производят в процессе формирования выемочной камеры с вертикальной осью симметрии в виде фигуры вращения: цилиндра, конуса или шара, создавая закрученный вокруг вертикальной оси симметрии круговой поток угольной гидросмеси и осаждая в созданном гидроциклоне инородные тяжелые включения и песок на дно выемочной камеры. Всас угольной гидросмеси осуществляют с уровня выше уровня осадка, производят трубопроводное турбулентное гидротранспортирование пульпы от выемочной камеры к месту ее подготовки к обогащению. Гидромеханическую обработку пульпы осуществляют с получением буроугольной суспензии. Целевые продукты получают в виде концентрата гуминовых кислот и концентрата битумов путем тангенциальной подачи потока буроугольной суспензии в конический бассейн-отстойник, заполнения бассейна-отстойника с последующим отстоем буроугольной суспензии и ступенчатой откачкой последовательно выпадающих в осадок высокодисперсных фракций с подачей их в разные накопительные емкости для сбора целевых продуктов и хвостов обогащения. Технологическая линия, реализующая данный способ, состоит из трех участков - скважинной гидродобычи, гидротранспортирования и обогащения - последовательно диспергирующих бурый уголь до тонины, обеспечивающей реализацию ступенчатого получения целевых продуктов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к горному делу. Способ переработки бурого угля на месте его залегания включает бурение вертикальных, наклонных или горизонтальных скважин с дневной поверхности до залежи, одновременное механическое воздействие аксиальной и радиальными гидромониторными струями из скважинного гидродобычного снаряда. Осуществляют физическое воздействие посредством вращения радиальных струй, раскручивая вокруг скважинного гидродобычного снаряда дробленую массу горной породы, реализуя эффект струйной мельницы. Получают суспензию с первой дисперсной средой в виде первого целевого продукта - жидкого концентрата водорастворимых гуминовых кислот, который после вращательного отмучивания бурого угля и неорганической компоненты через фильтр засасывается скважинным гидродобычным снарядом и выдается на дневную поверхность. После осушения выемочной камеры осуществляют физико-химическое воздействие на отмученный бурый уголь посредством подачи в выемочную камеру подщелоченной воды, которая в качестве второго целевого продукта через фильтр засасывается скважинным гидродобычным снарядом и выдается на дневную поверхность. Дальнейшее получение целевых продуктов. Технический результат заключается в существенном росте производительности и расширении спектра получаемых в процессе добычи целевых продуктов в виде полезных компонентов полезного ископаемого.

Группа изобретений относится к добыче полезных ископаемых через вскрывающие месторождение скважины. Способ скважинной гидродобычи рыхлых руд заключается в бурении вскрывающих скважин, установке обсадных труб, оснащении скважин рабочими снарядами, восходящей выемке полезного ископаемого с последующей закладкой объема выемки руды, подаче в очистное пространство по трубопроводам сжатого воздуха, рабочей среды и закладочной смеси. При этом разрушение руды производят путем создания в рабочей среде попеременно повышенного и пониженного давления с помощью пневмоимпульсов. Выемку руды ведут по высоте на величину проектной высоты камеры, после чего рабочий снаряд поднимают на эту высоту, производят разрушение участка обсадной трубы на уровне проектной высоты камеры, камеру заполняют закладочной смесью и в такой последовательности отрабатывают запасы руды на всю мощность месторождения, вскрытого скважиной. Обеспечивается увеличение площади очистного пространства, приходящейся на одну скважину, интенсификация разрушения руды, снижение потерь при добыче, повышение технологических возможностей скважинной гидродобычи. 3 н.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области горного дела и строительства, а именно к скважинной гидродобыче твердого полезного ископаемого и строительству подземных сооружений. Способ освоения продуктивных недр урбанизированной территории включает выбор места добычи твердого полезного ископаемого исходя из горно-геологических условий залегания рудной залежи, бурение и обустройство геотехнологических скважин, скважинную гидравлическую добычу твердого полезного ископаемого из подземной горной выработки - выемочной камеры в рудной залежи, закладку отработанного объема выемочной камеры посредством обрушения массива налегающих горных пород. При выборе места добычи твердого полезного ископаемого дополнительно учитывают местные требования и ограничения в эксплуатации данного участка урбанизированной территории. Бурение и обустройство геотехнологических скважин выполняют в виде шестигранной ячейки. Добычу твердого полезного ископаемого и обрушение массива налегающих горных пород производят в объеме недр, ограниченном правильным шестигранным параллелепипедом, образуемом обсаженными скважинами, пробуренными с поверхности до подошвы рудной залежи. Полная закладка выработанного объема производится посредством щелевой отрезки боковых панелей шестигранного массива налегающих на потолочину выемочной камеры горных пород от окружающего ячейку массива горных пород, приводящей к самообрушению горных пород в пределах шестигранного параллелепипеда и образованию новой вышележащей шестигранной полости. Изобретение позволяет реализовать возможность подземной локальной отработки рудной залежи в условиях застройки территории и одновременного создания подземной полости. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх