Способ добычи твердых полезных ископаемых
С.оюз, Советскик
Соцналнстичесиии
Респубпии
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< 872759 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.12. 79 (21) 2854890/22-03. с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15. 10. 81. Бюллетень № 38
Дата опубликования описания 1 7. 10 .81. (5I)M. Кл.
Е 21 С 41/04
Е 21 В 43/28
3Ъеудерстмииый квинтет
СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 234 (088. 8) (72) Авторы изобретения
В. Н. Потураев, Ф. А. Абрамов и В
СС P
Институт геотехнической механики (7I) Заявитель (54} СПОСОБ ДОБЫЧИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ
ИСКОПАЕИЪЕ
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к геотехнологическим способам добычи твердых полезных ископаемых, и может быть.использовано для бесшахтной добычи твердых полезных ископаемых, в частности угля, а также для добычи угля в шахтах из тонких пластов.
Известны способы бесшахтной добычи твердых полезных ископаемых с помощью метода скважинной гидродобычи, включающие бурение скважин, гидроразмыв полезного ископаемого, выдачу пульпы на поверхность эрлифтом и вьщеление из пульпы полезного ископаемо го 1 1.
Недостатками таких способов являI ются большая трудоемкость работ и большие потери полезного ископаемого в целиках.
Известен также способ добычи угля путем перевода его в пылевидное (порошкообразное) состояние под воздействием различных химических реагентов, подачу через пробуренную добычную скважину газов со скоростью, достаточной для образования суспензии, вьдачу этой суспензии пневмоспособом через добычную скважину и вьщеление из суспензии на поверхность угля Г23.
Недостатками данного способа являются низкая скорость темпов освоения и разработки месторождений из-за низкой скорости гетерогенных физикохимических реакций взаимодействия угля и диспергирующего химического реагента, большие потери полезного ископаемого вследствие малой скорости разработки месторождения и интенсивного сдвижения вмещающих пород.
Цель изобретения — ускорение темпов освоения и разработки месторождений, более полное извлечение твердого полезного ископаемо î и улучшение условий труда.
Поставленная цель достигается тем, что бурят по меньшей мере одну дополнительную скважину до пересече872759
55 ния с массивом полезного ископаемого, в которой генерируют волны напряжений с амплитудой сжатия у поверх.ности забоя выработки добычной скважины, превышающей предел прочности твердого полезного ископаемого на разрыв,.при этом произведение длины волны сжатия на отношение амплитуды напряжений сжатия у забоя выработки добычной скважины к пределу прочности твердого полезного ископаемого на разрыв принимают в пределах 0,001"
1,0 см. Кроме того, с целью увеличения акустической жесткости массива, производят предварительную обработкЯ массива жидкостью через дополнительную скважину.
На фиг. 1 изображена схема предлагаеМого способа добычи твердых ископаемых скважинами с земной поверхности при пологом залегании пласта,. вертикальный разрез; на фиг. 2 — то же, при крутопадающем залегании пластов; на ,Фиг. 3 †. то же, аксонометрия; на
Фиг. 4 — схема расположения добычных 2 и дополнительных скважин.
Схемы состоят из добычной скважины 1 и дополнительных 2 и 3, пробуренных до пересечения с пластом 4 тверпого полезного ископаемого (уголь)
30 волны напряжений генерируют по меньшей.мере в одной - дополнительной сква- жине 2 или 3, например в точке 5, и отражаясь от поверхности забоя 6 выработки добычной скважины 1, измельчают твердое полезное ископаемое 4, которое выдается на поверхность через добычную скважину 1 пневмоспособом.
Способ добычи твердых полезных ископаемых заключается в следующем.Бурят добычные скважины 1 и допол40 нительные 2 и 3 до пересечения c !! пластом 4 твердого полезного ископаемого. Добычные скважины 1 оборудуют эрлифтным устройством для выдачи измельченного твердого полезного ископаемого на поверхность пневмоспособом.
Из дополнительнь«х скважин 2 H 3 точке 5, например электрогидроударом,, генерируют водну сжатия треугольной
Формы с максимальным напряжением „ь,;=
1000 кг/см и длиной = 100 см. и
Достигая поверхности забоя 6 выработки добычной скважины 1, волна отражается и-при прочности твердого по. лезиого ископаемого на разрыв bp и
I кг/см вызывает его послоиное разрушение (откол) íà6; <у, Йр
1000 слоев, размером частиц слоя
Jt 6p я- — 0,05 см, на глубину — — 50 см, Ъмю 2 со скоростями продвижения фронта откольного разрушения 1000-10000 м/с.
При этом для разрушения твердого полезного ископаемого до частиц размерами в 0,5-0 0005 см произведение длины волны сжатия на отношение амплитуды напряжений сжатия у забоя 6 выработки добычной скважины 1 к пределу прочности твеодого полезного ископаемого на разрыв находится в пределах 0,001-1,0 см. Серии из
1000 таких волн достаточно для разрушения пласта 4 твердого полезного ископаемого в радиусе 500 м от добычной скважины 1.
При кинетическом характере разрушения твердого полезного ископаемого глубина разрушенной эоны возрастает в десятки и сотни раз размер частиц уменьшается в несколько раз по сравнению с вышепривЕденными для тех же параметров волны напряжения. При применении предлагаемого способа для добычи угля его разрушение дополнительно будет значительно интенсифицировано из-за наличия в пласте газа.
Для сильно трещиноватого пласта 4 твердого полезного ископаемого предотвращения потери энергии волн напряжений на отражение от трещин в массиве достигают предварительной.обработкой пласта жидкостями. В том случае, когда трещины заполнены жидкостью, отражение волн напряжения на поверхности трещин практически не происходит и волна распространяется с малыьы потерями энергии до забоя 6 выработки добычной скважины 1, где оказывает свое разрушающее действие.
Снижения энергетических затрат и, интенсификации процесса разрушения пласта 4 твердых полезных ископаемых под действием волн напряжения. отраженных от поверхности забоя 6 выработки добычной скважины 1, достигают путем предварительной обработки массива жидкими и газообразными средами, уменьшающими прочность твердого полезного ископаемого на отрыв. а также путем предварительной обработки массива жидкими или газообразными средами, вызывающими набухание твердого полезного ископаемого и образо- вание в массиве стационаРных растя гивающих напряжений« облегчающих его разрушение.
5 8727
ЭФфективность разрушающего действия отраженных волн повышается при увеличении акустической жесткости массива твердого полезного ископае«мого. 5
Предлагаемый способ добычи твердых полезных ископаемых обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: чвеличение производительности разработки массива твердого по- 1о леэного ископаемого в 2-10 раз за счет значительного увеличения скорости продвигания забоя, значительное уменьшение материальных и трудовых затрат при разработке месторождений твердых полезных ископаемых, дости- гаемое за счет увеличения площади пласта, отрабатываемого одной добычиой скважиной (т.е..уменьшения чис ла скважин) и увеличения скорости продвигания забоя, улучшения условий труда.
59 6 ния темпов освоения и разработки мес- . торождений, более полного извлечения твердого полезного ископаемого и улучшения условий труда, бурят по.меньшей мере одну дополнительною скважинч.до пересечения с массивом полезного ископаемого, в которой генеоирчот волны напряжений с амплитудой сжатия у поверхности забоя выработки добычной скважины, превышающей предел прочности твердого полезного ископаемого на разрыв, при этом произведение длины волны сжатия на отношение амплитчды напряжений сжатия у забоя выработки добычной скважины к пределу прочности твераого полезного ископаемого на разрыв принимают в пределах 0,0011,0 см.
2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что, с целью увеличения акустической жесткости массива, производят его прелварительную обработку жидкостью через дополнительно скважин .
Формула изобретения
1. Способ добычи твердых полезных ископаемых, включающий бурение добычной скважины, измепьчение полезного ископаемого и выдачу его íà поверх-. ность пневмоспособом, о т л и ч а ющ и и с.я тем, что с целью ускоре25
Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе
1. Алекс В.Ж. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. зо N., "He@pa", 1975, 2. Патент США У 3850477, кл. 299-5, опублик. 1973.
<опт
tt °
° t ° ° с
° а у б б
° ° f
Юб
У °
° ф
° ° °
° б
° ° ° °
° °
° Ъ
Ф б
° ° б
° °
° ° tS °
t °
° °
1 °
r 1бб
Ф
° ° °
° °
° ° б °
° ф
° б Ф б б ° °
1 е
Ф
t r ° б °
° t Ф е
Е ° б
Вб б ° б б б
° ° б б е е r б
° ° °
I ю
t ф а ° °
° б б е
° ° б
° ° °
° °
Ф б
t б
1 1б
° у
° Ф б t
Ъ б
° ° б ° б ° б 1 б ° б ° °
° °
° ° б ./ 1, б б Ф
° 5 б б
° 4 б
° °
- 5
° ° ° ° ° б ф Ф
Ф у
° ° б б
Ф б
Ф Ю
Ф ° Ф б
° ° °
° Ф б б
° ° б б б
Ю б б б б ° ю
4
Ф
4 ° °
Ф ° б с
° 4
° ° ° б ю ° б
°, ° ) t °
° I
° 1 ° ф
1 °
Ф
r °
° ° б б ° ° б б
° °
\ ° ° °
872759
° ° ° ° ° °
° ° ° °
° ° ° °
° ° ° ° ° ем лъл ъл ъ .ъ,лчъл
° Ь-Л Л Л ла Ъ«ЫЪ«ъЛа ъ ) ° ф Фир,g
ДрпОптмельна ю скбаж она
ВНИИПИ Заказ 8973/5)
Тираж 630 Подписное.
Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4
Фъ4ъ ь и Ам л Р1 члл j °
fss
>ss
Jsp
s J °
As .
s э Л
5 °
