Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.VI.1969 57680 KI. 5 a, 43/28 MKP E 21 b ^m Twórca wynalazku: mgr inz. Bohdan Zakiewicz Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Specjalistyczne Górnictwa Surow¬ ców Chemicznych „Hydrokop", Kraków (Polska) Sposób eksploatacji slaboizolowanych zlóz siarki o malej miazszosci i zmiennej przepuszczalnosci i Przedmiotem wynalazku jest sposób eksploata¬ cji slaboizolowanych slaboprzepuszczalnych zlóz siarki o malej miazszosci i zmiennej przepusz¬ czalnosci, za pomoca wtlaczanej do zloza w obie¬ gu cyrkulacyjnym przegrzanej wody wedlug pa¬ tentu nr 48717.Znany dotychczas sposób eksploatacji otworo¬ wej zlóz siarki polega na topieniu siarki w zlozu, niekiedy uprzednio storpedowanym, za pomoca pary lub wody przegrzanej, wtlaczanej do pionowych otworów wiertniczych, zwanych tloczno-eksploatacyjnymi, a odzyskiwanej w stu¬ dniach depresyjnych wspóldzialajacych hydrody¬ namicznie z otworami tlocznymi.Podczas eksploatacji nieizolowanych lub slabo¬ izolowanych przestrzennie zlóz siarki, znany spo¬ sób nie zabezpiecza ca3kowicie przed jalowymi ucieczkami tloczonej do zloza wody goracej od¬ prowadzajacej bezuzytecznie duze ilosci ciepla.Tloczona pod znacznym cisnieniem przegrzana woda, mimo wspóldzialania hydrodynamicznego otworów depresyjnych w przypadku braku izola¬ cji szczególnie izolacji bocznej, przefiltrowuje po¬ przez masyw rudny w kierunku wychodni ali¬ mentacyjnych oraz w warstwy przepuszczalno- chlonne otaczajace obszar eksploatowany.Ucieczki tloczonej wody goracej sa szczególnie duze, jesli zloze siarki otaczaja skaly spekane badz poprzecinane uskokami i szczelinami tekto¬ nicznymi. 10 15 25 30 Przy znanym sposobie eksploatacji pozostaja szczególnie w przestrzeni miedzy otworami wydo¬ bywczymi niewyeksploatowane stozki rudy, po¬ niewaz woda przegrzana o niezwiekszonym cie¬ zarze wlasciwym slabo atakuje przyspagowe par¬ tie zloza.Stozki te tracone sa bezuzytecznie dla dalszej eksploatacji, co znacznie obniza stopien wyko¬ rzystania zloza.Reasumujac, w przypadku zlóz nieizolowanych lub slaboizolowanych przestrzennie i o malej miazszosci, znane dotychczas zabiegi technologicz¬ ne nie wystarczaja do uzyskania ekonomicznie uzasadnionych wskazników eksploatacji, a w wie¬ lu wypadkach w ogóle sa niewystarczajace do wyeksploatowania tego typu zlóz metoda wiert¬ nicza.W znanym dotychczas sposobie nie przewidzia¬ no zastosowania przeslon wodoszczelnych umoz¬ liwiajacych lub ograniczajacych jalowa uciecz¬ ke wody przegrzanej w trakcie eksploatacji zlo¬ za siarki.Nie przewidziano równiez sposobu zwiekszania skutków wytapiania woda przegrzana wzbogaco¬ na grawitacyjnie w rozpuszczalne w niej sole oraz zastosowania wielodennych otworów eksploatacyj¬ nych umozliwiajacych miedzy innymi zwiekszenie stopnia wykorzystania zloza.Wielodenne otwory eksploatacyjne sa szczegól¬ nie przydatne w zlozach o malej miazszosci, 5768057680 w których stopien wykorzystania zloza przy zna¬ nym dotychczas sposobie eksploatacji jest wybit¬ nie niski.Celem wynalazku jest umozliwienie eksploata¬ cji pokladowych zlóz siarki nieizolowanych na 5 wychodniach oraz zlóz nieizolowanych przestrzen¬ nie najczesciej w spagu i na wychodniach rów¬ noczesnie.Dzieki wynalazkowi staje sie mozliwe prowa¬ dzenie ekonomicznie uzasadnionej eksploatacji 10 metoda wiertnicza zlóz siarki o malej miazszosci lub zlóz o sredniej miazszosci, ale niskoprocento¬ wych, a wiec takich, w których stosunek zaso¬ bów siarki w przeliczeniu do powierzchni eksplo¬ atacyjnej zloza jestniski. 15 Sposób eksploatacji siarki wedlug wynalazku stosuje sie izarówno do zlóz slabo przepuszczal- nych fcwiefclych, wymagajacych uprzedniego rot- pedowania, do zlóz szczelinowatych, w których stosowanie torpedowania ma na celu zacisniecie 20 szczelin ziejacych oraz do zlóz srednio przepusz¬ czalnych i silnie przepuszczalnych nie wymaga¬ jacych uprzednich zabiegów torpedowych.Na przedmiot wynalazku skladaja sie zasadniczo dwa procesy, które moga byc stosowane wspólnie 2g lub oddzielnie, a to proces samoczynnego lub ste¬ rowanego zwiekszania ciezaru wlasciwego medium topiacego oraz proces ograniczania cyrkulacyjnego obiegu wody w zlozu eksploatowanym do scisle zadanego obszaru za pomoca przeslon wodoszczel- 30 nych.W obu zabiegach zasadnicze znaczenie dla zin¬ tensyfikowania procesu wytapiania posiadaja otwory wielodenne pionowopoziome lub pionowo- skosne. 35 Proces samoczynnego lub sterowanego zwiek¬ szania ciezaru wlasciwego medium topiacego siar¬ ke polega na wykorzystaniu w cyrkulacyjnym, obiegu zamknietym wody zimnej lub goracej prze¬ grzanej wielokrotnie, a bioracej udzial w proce- 4Q sie eksploatacji i topieniu siarki — zjawiska czesciowego, zastepujacego zwiekszanie stezenia zawartosci soli rozpuszczonych w wodzie zlozowej lub soli specjalnie w tym celu rozpuszczonych w wodzie eksploatacyjnej. 45 Woda eksploatacyjna o zwiekszonym ciezarze wlasciwym uzyskuje wlasciwosc glebszej, piono- wo^poziomej penetracji zloza, szczególnie w przy¬ padku eksploatacji zlóz uprzednio torpedowa¬ nych w stozkowych partiach przyspagowych, ja- 50 lowych dla wytapiania siarki lub w zlozach roz- wierconych uprzednio za pomoca otworów piono- wo^poziomych lub pionowo-skosnych.Proces ograniczania cyrkulacyjnego obiegu wo¬ dy w zlozu do scisle ograniczonego obszaru 55 i w ten sposób zintensyfikowania eksploatacji, polega na zastosowaniu przeslon wodoszczelnych lub przeslon czesciowo wodoszczelnych wytwarza¬ jacych zarówno w zlozu, jak i w warstwach przepuszczalnych podscielajacych zloze, rodzaj 60 zbiornika zamknietego lub czesciowo zamknietego, z którego wtloczone wody nie moga jalowo prze- filtrowywac w skaly otaczajace.W odizolowanej w ten sposób partii zloza moz¬ na doprowadzic do duzej koncentracji ciepla 65 w wodzie cyrkulacyjnej, zmniejszenia strat wody i ciepla i . zintensyfikowania glebokosciowego zwiekszenia efektu procesu wytapiania siarki w zlozu.Przeslona wodoszczelna pionowa moze byc wy¬ konana znanymi sposobami injekcji glebinowych za pomoca otworów wiertniczych-injekcyjnych.Do wykonywania przeslon w sposobie wedlug wynalazku wykorzystuje sie najczesciej otwory wiertnicze wielodenne* których odcinki skosno- pionowe sa rozmieszczone promieniscie lub w jed¬ nej z plaszczyzn pionowych.Istota otworów wiertniczych wielodennych we¬ dlug wynalazku jest wykonanie ich w górnej partii nadzlozowej pionowo, a skrzywienie nie¬ kiedy, az do poziomu, czyli pod katem 90° w partii dolnej, czyli bezposrednio w zlozu.Przedzial pionowy w obrebie którego nastepuje skrzywienie otworu z odcinka pionowego do sko- sno-poziomego jest niewielki, maksimum rzedu kilku metrów.Z jednego otworu pionowego mozna wykonac na jednym lub kilku poziomach jeden lub kilka odcinków skrzywionych uzyskujac w ten sposób otwór wielodenny.Torpedowanie otworu wielodennego mozna wy¬ konywac oddzielnie w kazdym z odcinków skos¬ no-poziomych lub jednoczesnie we wszystkich skosno-poziomych i pionowych.Najczesciej odcinki skosno^poziome otworów wielodennych wykonuje sie w przyspagowej partii rudy w celu uzyskania najlepszego skutku dzia¬ lania torped w przyspagowych pionowych stoz¬ kach zlozowych.Wykonanie odcinków skosno-poziomych jest umozliwione za pomoca wieloprzegubowego prze¬ wodu zerdzi wiertniczych oraz narzedzi wiertni¬ czych wywierajacych skosno-poziomy kierunek wiercenia pod regulowanym naciskiem przewodu wiertniczego.W sposobie eksploatacji wedlug wynalazku za¬ równo otwory eksploatacyjne, jak i otwory de¬ presyjne sa otworami wielodennymi umozliwia¬ jacymi dokladne wyeksploatowanie tak stropo¬ wych, jak i spagowych partii zloza, zintensyfiko¬ wanie eksploatacji oraz zaoszczedzenia w czasie i kosztach wiercenia.Sposób wedlug wynalazku uwidoczniono na ry¬ sunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój pionowy przez zloze siarki i wielodenne otwory eksploatacyjne i depresyjne, fig. 2 — rzut pozio¬ my zloza siarki, fig. 3 — przekrój pionowy wy¬ konany w linii otworów przeslony wodoszczelnej.W zlozu 1 wykonuje sie wielodenny otwór eks¬ ploatacyjny A, pionowy w górnej partii z odcin¬ kami skosno-póziomymi 4 w dolnej partii otworu.Zloze podscielone jest warstwami 3, nad zlozem zalegaja warstwy nieprzepuszczalne 2.W otworze A proces wytapiania siarki po¬ przedzony niekiedy torpedowaniem zloza, wyko¬ nanym pokazanymi torpedami 5 odpalanymi prze¬ wodem elektrycznym i zapalarka 6.Po skruszeniu torpedowym rudy, do zloza wtla¬ czana jest woda, której kierunki ruchu oznaczono strzalkami 10, 11. Stopiona siarka, która sply57680 nela ze strefy zloza 1, do strefy 16 doplywa do otworu B, skad za pomoca podnosnika pneuma¬ tycznego 9 jest wypompowywana na powierz¬ chnie terenu.Grubymi strzalkami 7 pokazano kierunki ruchu siarki stopionej wewnatrz kolumny rur 8. Woda przegrzana której ruch oznaczono strzalkami 10 topiac siarke w rudzie na drodze przeplywu fil¬ tracyjnego, przemieszcza sie pod wplywem róz¬ nicy cisnienia hydrodynamicznego i jest wypom¬ powywana w otworze B za. pomoca podnosnika pneumatycznego 9.Napowietrzona woda jest oczyszczana z po¬ wietrza i siarkowodoru i'przegrzewana ponownie w agregatach grzewczych 13. Po przejsciu przez zaklad grzewczy, stezenie soli rozpuszczalnych w wodzie ulega samoczynnemu lub regulowanemu zwiekszeniu.Linia przerywana 12 oznaczono granice strefy zintensyfikowanego wytapiania siarki ze zloza.Strefa 14 zloza oddzielona linia przerywana 15 nie zostala objeta wytapianiem. Bedzie ona wy¬ tapiana po zamianie otworu pompowo-depresyj- nego w otwór eksploatacyjny.Na rys. fig. 2 uwidoczniono rzut poziomy zloza siarki rozdzielonego przeslona wodoszczelna na obszar skoncentrowanego wydobycia oraz obszar wyeksploatowany. Przeslona wodoszczelna styka sie z granicami nieprzepuszczalnymi zlozar Gru¬ ba strzalka oznaczono kierunek dalszej eksploata¬ cji oraz kierunek ewentualnej ucieczki jalowej wody eksploatacyjnej, której ucieczki zostaja, od¬ cinane kolejnymi przeslonami 17. W przeslonach oznaczono 4 otwory wiertnicze wielodenne lub jednodenne, za pomoca których przeprowadza sie torpedowanie i wtlaczanie tworzyw wodoszczel¬ nych.Woda eksploatacyjna, której ruch na powierz¬ chni oznaczono strzalkami pelnymi 11, a ruch w zlozu strzalkami przerywanymi 10, jest wtla¬ czana do otworów eksploatacyjnych A i wypom¬ powywana w otworach depresyjno-pompowych B. 10 15 20 25 30 35 40 6 Literami C—C oznaczono linie przekrojów pio¬ nowych, z których jeden jest uwidoczniony na rysunku fig. 3.Na rys. fig. 3 uwidoczniono przekrój pionowy C—C wykonany w linii otworów przeslony wo¬ doszczelnej wykonanej w warstwie rudnej oraz w warstwie podscielajacej, przepuszczalnej 3.Przeslona wodoszczelna wspólnie z warsttlwami wodoszczelnymi nadkladowymi 2 i ograniczaja¬ cymi od spagu warstwe rudna, stwarza kompleks wodoszczelny, izolujacy scisle zadany obszar do intensyfikacji eksploatacji siarki.Otwory torpedowo-injekcyjne jedno i wielo¬ denne 4, sa uzbrojone torpedami 5, które po od¬ paleniu za pomoca przewodów i zapalarek 6 wy¬ twarzaja wewnatrz masywu szczeline torpedowa, do której wlacza sie tworzywa uszczelniajace. PL