Opublikowano: 3.XII.1966 52194 5Jo 3^/06 c sf/cc MKP E21^ UKD .3 i v'frnu Wspóltwórcy wynalazku: rngr inz. Wlodzimierz Sroka, mgr inz. Wieslaw—-- Kozlowski, mgr Augustyn Placzek Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Specjalistyczne Górnictwa Surow¬ ców Chemicznych „HYDROKOP", Kraków (Polska) Sposób wydobywania zlóz piaszczystych i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób wydoby¬ wania zlóz piaszczystych — luznych oraz urzadze¬ nie do stosowania tego sposobu.Dotychczas znane sa rózne sposoby wydobywa¬ nia zlóz piaszczystych. Do najbardziej rozpowszech¬ nionych nalezy eksploatacja odkrywkowa, polega¬ jaca na zdjeciu nadkladu przykrywajacego zloze uzyteczne i nastepnie wybieranie zloza za pomoca mechanicznych koparek lub hydraulicznie za po¬ moca hydromonitorów, refulerów i pomp piasko¬ wych (szlamowych).Wydobywanie zlóz piaszczystych tymi sposoba¬ mi jest bardzo kosztowne i trudne, wymagaja one bowiem zdjecia niejednokrotnie duzych mas ziem¬ nych lub skalnych przykrywajacych zloze i to cze¬ sto przy uzyciu srodków strzalowych, oraz zmu¬ szaja do selektywnego prowadzenia eksploatacji.Inne sposoby wybierania tego typu zlóz znane sa jako metody eksploatacji podziemnej, zwykle jeszcze kosztowniejsze od metod odkrywkowych, a polegajace na wykonaniu wyrobisk udostepnia¬ jacych zloze, jak — szyby lub sztolnie, a nastep¬ nie calej sieci podziemnych wyrobisk eksploata¬ cyjnych i pomocniczych.Poza tym dotychczas znane sposoby — zarówno odkrywkowe, jak i podziemne — byly zawsze ze wzgledów technicznych, albo ze wzgledu na wy¬ sokie koszty eksploatacji przy napotkaniu zlóz sil¬ nie nawodnionych. 10 15 20 25 2 Sposób eksploatacji wedlug wynalazku umozli¬ wia wydobywanie zlóz piaszczystych i okrucho¬ wych, charakteryzujacych sie przede wszystkim brakiem cementujacego lepiszcza tworzacego zlo¬ za skalne, wzglednie zlóz piaszczystych i okru¬ chowych, w których lepiszczem sa ily lub gliny latwo rozmywalne.Sposób eksploatacji wedlug wynalazku umozli¬ wia wydobywanie zlóz piaszczystych i okrucho¬ wych bez koniecznosci kosztownego zdejmowania nadkladu, a nawodnienie zlóz jest tylko czynni¬ kiem korzystnym i pozadanym, w przeciwienstwie do sposobów dotychczas stosowanych.Woda i ciezar przykrywajacego zloze nadkladu ulatwiaja eksploatacje piasków, a woda zlozowa w czasie eksploatacji, przez swoje dzialanie plu¬ czace powoduje dodatkowe uszlachetnienie pias¬ ków, co jest szczególnie wazne wtedy, gdy pia¬ sek jest przeznaczony dla hutnictwa szklarskiego, dla celów formierskich lub tez, gdy ma sie do czynienia ze zlozami piaszczystymi lub okrucho¬ wymi, dla których technologicznie przewidziana jest wodna przeróbka selekcjonujaca na przyklad piaski fosforytonosne, zlotonosne i tym podobne.Sposób wedlug wynalazku polega na wykonaniu otworu wydobywczego w warstwie nadkladu oraz zloza az do twardego podloza, do którego to* otwo¬ ru oddzielna rura wtlacza sie sprezono^wffetrze, które mieszajac sie z naplywajaca do ottyortf itoie- 5219452194 szanina wodno-piaskowa — powoduje wynoszenie tej mieszaniny otworem na powierzchnie.W wypadku, gdy zloze jest slabo nawodnione, lub w celu zwiekszenia wydajnosci przy wydoby¬ waniu, oraz w wypadku, gdy zuzyta woda musia¬ laby byc odprowadzona do specjalnie wykonanych osadników, w celu unikniecia zanieczyszczenia cieków naturalnych na powierzchni — do otworu wprowadza sie grawitacyjnie wode zuzyta, która prowadzi sie w cyklu zamknietym, a mianowicie: ze zloza na powierzchnie — jako mieszanine wod- no-powietrzna i z powrotem do zloza — jako brud¬ na wode po oddzieleniu na powierzchni wydoby¬ tego urobku.'Oddzielenie urobku od wody moze odbywac sie w sposób grawitacyjny — tak, ze woda odcieka z urobku, albo w sposób mechaniczny z zastoso¬ waniem hydrocyklonów, klasyfikatorów hydrau¬ licznych lub sit odwadniajacych, przy czym od¬ dzielona woda wraca grawitacyjnie bez uzycia pomp do otworu.Sposób wedlug wynalazku rózni sie od znanych sposobów pompowania wód zanieczyszczonych — np. pompami powietrznymi typu „airlift" lub pom¬ pami piaskowymi odsrodkowymi — sama zasada jak i konstrukcja urzadzenia.O ile w otworach pompowych, w których sa sto¬ sowane pompy powietrzne, a szczególnie pompy piaskowe — dazy sie do maksymalnego ogranicze¬ nia przenikania czesci stalych do pompowanej wo¬ dy, stosujac rozmaitego rodzaju filtry, bedace zwy¬ kle przedmiotem oddzielnych patentów, o tyle w sposobie wedlug wynalazku — doplyw czesci sta¬ lych nie jest zjawiskiem szkodliwym — wrecz od¬ wrotnie, ulatwienie tego doplywu jest istota wy¬ nalazku i urzadzenia do tego sposobu.Sposób wedlug wynalazku, zarówno swoja isto¬ ta, jak i konstrukcja urzadzenia rózni sie takze od sposobów wydobywania zlóz kopalin stalych, których istota jest wytwarzanie w podziemnym zlozu plynnego urobku za pomoca sztucznej erozji, wywolanej dzialaniem udarowym kierowanego zdalnie strumienia wody pod cisnieniem, zreszta dzialania powszechnie znanego pod nazwa „hydro- monitory".Tego rodzaju znane urzadzenia wyposazone sa w rury doprowadzajace wode pod duzym cisnieniem wytworzonym na powierzchni za pomoca pomp.Rury te zakonczone sa specjalnymi hydromonito- rami, których zadaniem jest urabianie zloza pod ziemia strumieniem wody pod cisnieniem.Sposób wedlug wynalazku nie opiera sie na wy¬ tworzeniu sztucznej erozji, jak równiez urzadzenie nizej opisane nie posiada hydromonitorów do jej wytwarzania z instalacja pomp wysokiego cis¬ nienia, ani tez nie posiada urzadzen do zdalnego kierowania praca hydromonitorów pod ziemia, a odwrotnie — wykorzystuje naturalny doplyw do otworu mieszaniny wodno-piaskowej wywolany cisnieniem górotworu, a urzadzenie skonstruowane jest w taki sposób, zeby umozliwic wyplyw tej mieszaniny na .powierzchnie przez odpowiednio skonstruowana koncówke rury podnoszacej, cze¬ go dotychczas nie rozwiazano, ani nie opisano.Czynnikiem transportujacym piasek w opisanym sposobie wedlug wynalazku jest woda i powie- 30 trze. Powietrze wtloczone pod duzym cisnieniem do otworu wydobywczego tworzy mieszanine wod- no-piaskowo-powietrzna, lzejsza od wody, uno¬ szac calosc do góry, 5 W znanych publikacjach nie podano, ani nie roz¬ wiazano zagadnienia prowadzenia sprezonego po¬ wietrza do otworu, które w sposobie wedlug wy¬ nalazku rozwiazano dwojako: w wypadku plyn¬ nych piasków nie zawierajacych duzych kamieni io sprezone powietrze doprowadzone jest wspólsrod- kowa, najciensza rura, zakonczona slepo, a któ¬ rej koncówka posiada szereg otworów skierowa¬ nych skosnie do góry, a w wypadku zloza, w któ¬ rym oprócz piasków drobnoziarnistych znajduja sie 15 otoczaki i inne wieksze kawalki *Hal, rura do¬ prowadzajaca sprezone powietrze znajduje sie na zewnatrz rury podnoszacej urobek, zas sprezone powietrze doprowadza sie do tej irury przez kon¬ cówke rury powietrznej, przylegajacej w swej 20 dolnej czesci szczelnie do rury podnoszacej uro¬ bek, a na odcinku wspomnianego szczelnego1 sty¬ ku obu rur znajduja sie otwory, równiez skosnie skierowane ku górze.Tak rozwiazane urzadzenie wedlug wynalazku 25 jest zupelnie odmienne od dotychczas znanych.Naplyw piasków do rury podnoszacej urobek we¬ dlug wynalazku umozliwiony jest równiez przez to, ze ciezar nadkladu ulatwia znajdujacemu sie pod nim zlozu piaskowo-wodnemu splyw do otwo¬ ru, przy czym powierzchnia nadkladu obniza sie, przy czym urzadzenia do stosowania sposobu we¬ dlug wynalazku sa specjalnie zabezpieczone.Przy eksploatacji piasku jednoczesnie z kilku otworów wykonanych w nadkladzie w odpowied¬ nich odleglosciach, osiadanie terenu przebiega równomiernie.W celu zabezpieczenia urzadzenia przed zni¬ szczeniem przy osiadaniu terenu — umieszczone jest ono na ochronnym pomoscie zamocowanym do rury oslonowej otworu wydobywczego.Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku jest uwidocznione na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój pionowy urza¬ dzenia, a fig. 2 specjalna koncówke powietrzna w wypadku nie wspólsrodkowego zamontowania kolumn rur technologicznych.Urzadzenie to sklada sie z oslonowej rury 1 przebiegajacej przez nadklad 2 i zloze piaszczyste 3, az do twardego podloza 4 z dodatkowej oslono- 50 wej rury 5 przebiegajacej tylko przez nadklad 2, z transportujacej rury 6, umieszczonej wewnatrz oslonowej rury 1, zakonczonej od spodu specjalna koncówka issaco-skrawajaca 7, a od góry glowica kolanowa 8 polaczona elastycznym przewodem 9 g5 z rura 10, odprowadzajaca mieszanine wody i urobku do zakladu przeróbczego.Rura transportujaca 6 zawieszona jest na trój¬ nogu 11 z mozliwoscia ruchu przesuwnego wzgle¬ dem rury oslonowej 1. Nastepnie urzadzenie skla- 60 da sie z powietrznej rury 12 umieszczonej prze¬ suwnie wewnatrz rury 6 doprowadzajacej do jej wnetrza sprezone powietrze koncówka powietrz¬ na 13.Powietrzna rura 12 w wypadku zlóz okrucho- 65 wych, w których pojedyncze ziarna moga miec 35 40 45J 52194 5 duze wymiary i wskutek tego klinowac sie mie¬ dzy wspólsrodkowo zamocowane rury 6 i 12 moze byc umieszczona miedzy rury 6 i 1, zas do rury transportujacej 6 skierowana bedzie tylko kon¬ cówka 13 rury powietrznej 12, przylegajaca szczel- 5 nie do rury 6 i posiadajaca na tym odcinku otwo¬ ry 26 skosnie skierowane do góry, umozliwiajace wprowadzenie powietrza z rury 12 do wnetrza ru¬ ry 6 (fig, nr 2).Oslonowa rura 1 w swojej dolnej czesci zamo- io cowanej w zlozu 3 zaopatrzona jest we wzdluzne dolotowe otwory 14, koncówke ssaco-skrawajaca 7, transportujacej rury 6, a w swojej górnej czesci posiada otwór przelewowy 15 oraz uchwyty 16, podtrzymujace w czesci srodkowej pomost ochron- ^ ny 17, przy czym konce pomostu oparte sa bez¬ posrednio na powierzchni terenu 27.Otwór przelewowy 15 jest przeznaczony do do¬ prowadzenia wody zuzytej do wnetrza rury 1.Dodatkowa oslonowa rura 5 jest przeznaczona 20 do zabezpieczenia otworu w czasie wiercenia, a na¬ stepnie do bezposredniego doplywu wody zuzytej do zloza 3, w celu uzupelniania bilansu wodnego, ulatwiania pozbycia sie tej wody z powierzchni i unikniecia tym samym ibudowy specjalnych osad- 25 ników oczyszczajacych na powierzchni.Transportujaca rura 6 zakonczona jest konców¬ ka 7, wykonana z odcinka rury z mufa 18, za¬ opatrzona w ostrze skrawajace 20 i otwory wlo¬ towe19. 30 Zadaniem ostrzy skrawajacych 20 jest umozli¬ wienie zaglebiania sie rury 6 w zabity piasek, prze¬ rosty lub korki — przez skrawanie przy ruchu ob¬ rotowym rury 6.Glowica kolanowa 8 rury transportujacej 6 jest 35 skonstruowana w ten sposób, ze umozliwia obrót rury w czasie pracy, a przez zawieszenie jej na li¬ nie 22 poprzez zblocze 21 do kolowrotu 23 umo¬ zliwia podnoszenie sie lub opuszczanie rury 6 za¬ leznie od potrzeby. 40 Ponadto poprzez dlawik 24 umozliwia sie prze¬ suwanie rury powietrznej 12 w celu najwlasciw¬ szego wyregulowania zaglebienia koncówki po¬ wietrznej 13 w wypadku rur prowadzonych wspól¬ srodkowo. W wypadku rury 12 prowadzonej na ze- 45 wnatrz rury 6. Koncówka powietrzna polaczona jest elastycznym zbrojonym wezem gumowym.Sprezone powietrze doprowadzone jest do po¬ wietrznej rury 12 elastycznym przewodem 25. Dol¬ na czesc rury 12 zakonczona jest koncówka po- 50 wietrzna 13 z odpowiednia iloscia otworów 26 dla wyplywu sprezonego powietrza. Dla wlasciwe¬ go wytwarzania mieszaniny wodno-powietrznej otwory 26 skierowane sa skosnie ku górze. 55 PL