Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 15.03.1973 Opis patentowy opublikowano: 17.06.1974 70610 K1.5a, 43/28 MKP E21b 43/28 Cif iLLlsIA Urzedu Patentowego Twórcywynalazku: Tadeusz Galuszka, Nikodem Slebioda, Tadeusz Szyperko Uprawniony z patentu tymczasowego: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Przemyslu Siarkowego „Siarkopol", Machów (Polska) ' Sposób ekploatacji otwartych zlóz siarkonosnych o przepuszczalnym podlozu metoda podziemnego wytapiania Przedmiotem wynalazku jest sposób eksploatacji otwartych zlóz siarkonosnych o przepuszczalnym pod¬ lozu metoda podziemnego wytapiania.Metoda dotychczasowa polega na wytapianiu siarki bezposrednio w zlozu w wyniku doprowadzanego do zloza ciepla. Nosnikiem ciepla jest goraca woda wtlaczana do zloza otworami wiertniczymi. Wydobywanie wytopionej siarki na powierzchnie odbywa sie przy pomocy pompowania podnosnikiem powietrznym. Wtlacza¬ na goraca woda wypiera zimne wody zlozone i przekazuje zawarte w niej cieplo otaczajacym skalom. Z uwagi na znaczna porowatosc warstw stropowych, glówny przeplyw wody odbywa sie w tych warstwach. Sprzyja temu takze fakt mniejszego ciezaru wlasciwego zdemineralizowanej wody goracej w stosunku do ciezaru wlasciwego silnie zmineralizowanej wody zlozowej, jak równiez sposób odbierania nadmiau wód ze zloza w procesie tzw. odprezania prowadzonego obecnie ze stropowych jego partii. Taki przeplyw goracej wody warunkuje rozklad temperatur i ksztaltowanie sie bilansu cieplnego procesu podziemnego wytapiania. Odprezanie jest podyktowane koniecznoscia obnizenia wzrastajacego cisnienia w zlozu w wyniku wtlaczania duzych ilosci wody goracej. Do bezposredniego procesu wytopu siarki wykorzytywana jest jedynie znikoma ilosc doprowadzanego ciepla. Bar¬ dzo duza ilosc ciepla jest tracona na zasadzie konwekcji cieplnej i przewodnictwa na bezproduktywne nagrzewa¬ nie warstw nadzlozowych. Przewodnictwo cieplne tych skal jest znacznie wyzsze od warstw zlozowych. Wnika¬ nie ciepla przez przewodnictwo do warstw zlozowych jest male a wypieranie goraca woda zimnych wód zlozowych jest utrudnione w wyniku róznic ich ciezaru, temperatury i cisnienia. Jest to powodem nie wytapiania siarki z najbogatszych srodkowych i dolnych partii zloza a tym samym niskiego jego wykorzystania.Celem wynalazku jest zwiekszenie stopnia wykorzystania zasobów siarki ze zloza, zwlaszcza z jego partii srodkowych i dolnych oraz intensyfikacja produkcji, przy jednoczesnym zmnijeszeniu strat cieplnych charaktery* zujacych dotychczasowa metode.Zadane techniczne prowadzace do osiagniecia tego celu polega na stworzeniu takich warunków w zlozu, aby moglo nastapic wyprzedzajace ogrzanie calej miazszosci zloza w czasie poprzedzajacym jego wlasciwa eksploaacje.Warunki te osiagnieto poprzez zamierzone wspóldzialanie odpowiednio usytuowanych otworów wiert-o 70 610 niczych, z których jedne spelniaja role deprecjonujacych, inne tlocznych. Otwory te zglebia sie do przepuszczal¬ nych warstw podzlozowych i uzbraja w kolumne rur uszczelniona w partii zlozowej oraz zakonczona perforacja z filtrem w partii podzlozowej.Przepuszczalnosc otworów podzlozowych jest wystarczajaca do uzyskania przeplywu nosnika ciepla (np. wody goracej) od otworów tlocznych do otworów deprecjonujacych. Otwory tloczne i deprecjonujace zlokalizo¬ wane sa w ten sposób, ze zapewniaja ukierunkowany przeplyw nosnika ciepla pod spagiem rejonu eksploatowa¬ negozloza. * W zdepresjonowane warstwy podzlozowe otworami tlocznymi wtlacza sie nosnik ciepla o temperaturze nizszej od temperatury topnienia siarki. Nosnik ciepla przeplywajac w warstwach podlozowych oddaje cieplo, które poprzez przewodzenie, konwekcje cieplna i migraqe, wstepnie ogrzewa zloze. Intensywnosc tego przeply¬ wu jest regulowana iloscia wtlaczanego nosnika ciepla, rozstawem otworów oraz wielkoscia depresjonowania.Stopien nagrzewania zloza jest kontrolowany pomiarem temperatury w zlozu w czasie wstepnego jego ogrzewa¬ nia. Otwory depresjonujace po spelnieniu swej funkcji zostaja przeznaczone na otwory tloczne, W dazeniu do ograniczenia naplywu wód poprzez stropowe, nadmiernie przepuszczalne warstwy zloza, mozna zastosowac ekranowanie tych warstw przed frontem otworów odprezajacych.Nosnikiem ciepla w dotychczas stosowanej metodzie jest woda podgrzewana do odpowiedniej temperatury w kotlach. Nosnikiem ciepla wedlug wynalazku, niezaleznie od stosowanej wody podgrzewana w kotlach moze byc równiez stosowana goraca woda lub para odbierana poprzez nieczynne otwory z juz wyeksploatowanych a posiadajacych duzy zasób energii cieplnej rejonów zloza.Odmiana sposobu wprowadzenia ciepla w podspagowe warstwy zloza moze miec miejsce na drodze zamia¬ ny innych energii na energie cieplna wprost w tych warstwach, z uniknieciem stosowania zewnetrznego nosnika ciepla, umieszczajac w otworze tlocznym urzadzenie do zmiany energii. Zmnieniajac istotnie sposób wprowadza¬ nia cieptla do zloza w stosunku do metody obecnie stosowanej, osiaga sie efekt wykorzystania wiekszosci tego ciepla na ogrzewanie calej miazszosci warstwy zlozowej. Nastepuje zmniejszenie strat stropowych w wyniku bezposredniego ogrzewania zloza od dolu, przy czym górne jego partie stanowia naturalny ekran dla przechodza¬ cego ciepla.Dalszym efektem technicznym jest intensyfikacja produkcji w jednostce czasu w wyniku uzyskania duzej koncentracji ciepla w eskploatowanym zlozu.Regulaqa intensywnosci wprowadzania ciepla pod zloze umozliwia przedeksploatacyjne, kontrolowane ogrzanie pelnej miazszosci zloza do temperatury ponizej topnienia siarki. Pozwala to przy doprowadzeniu niewielkich ilosci ciepla w toku eksploataqi wlasciwej uzyskac szybko maksymalny jej efekt.Sposób wedlug wynalazku umozliwia wykorzystanie duzych zasobów energii cieplnej uprzednio wyekplo- atowanych rejonów zloza, przyspieszajac ich wychlodzenie, proces stabilizaqi górotworu i powierzchni terenu, a tym samym wczesniejsza rekultywacje obnizonych terenów poeksploatacyjnych. Zastosowanie sposobu wedlug wynalazku prowadzi generalnie do zmniejszenia wskaznika zuzycia ciepla na tone wyeksploatowanej siarki oraz do zwiekszenia stopnia wykorzystania zasobów geologicznych zloza.Sposób wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze umozliwia w szerokim zakresie regulacje cisnienia w eksploatowanym zlozu poprzez mozliwosc intensyfikaqi depresjonowania a tym samym stwarza warunki eks¬ ploatacji plycej zalegajacych zlóz sirkonosnych niz to obecnie przyjete.Sposób eksploatacji otwartych zlóz siarkonosnych o przepuszczalnym podlozu metoda podziemnego wyta¬ piania przy pomocy eksploatacyjnych otworów zlozowych uwidoczniony jest schematycznie na zalaczonym rysunku, na którym przedstawia przekrój podluzny przez otwory zlozowe: poeksploatacyjne 1, eksploatacyjne 2^przygotowane do eksploataqi 3, oraz podzlozowe otwory deprecjonujace 4 i 5, na tle przekroju geologicznego.Otworami lub rzedami otworów deprecjonujacych 4 i 5 usuwa sie silnie zmineralizowane zimne wody zlozowe z przepuszczalnych 6 i slabo przepuszczalnych utworów podzlozowych 7 oraz ze zloza 8. Przerywana linia 9 przedstawiono wykres cisnienia hydrostatycznego, jakie ksztaltuje sie w zlozu w trakcie jego depresjono¬ wania. W zdeprecjonowane warstwy podzlozowe otworem lub rzedem otworów tlocznych 10 wtlacza sie nosnik ciepla o temperaturze nizszej od temperatury topnienia siarki, który przeplywajac w warstwach podzlozowych w kierunku rzedu otworów deprecjonujacych 4 oddaje cieplo przez przewodzenie, konwekcje i migrage wstep¬ nie ogrzewajac zloze. Strzalki 11 wskazuja kierunki przeplywu nosnika ciepla. Numerem 12 oznaczono uszczel¬ nienie zlozowej strefy przyotworowej. Wstepne ogrzewanie zlozajest regulowane iloscia doprowadzanego ciepla do otworów 10 i kontrolowane termometrami 13 umieszczonymi na dnie przygotowanych do eksploatacji otwo¬ rów 3. Do wstepnego ogrzewania zloza stosuje sie wode podgrzewana w kotlowni albo goraca wode lub pare wodna odbierana przez otwory poeksploatacyjne 1 z rejonów uprzednio eksploatowanego zloza 14. Wlasciwa eksploatage wstepnie ogrzanego zloza rozpoczyna sie od wtlaczania przegrzanej wody o temperaturze wyzszej od temperatury topnienia siarki do otworów 3 i 10. Po osiagnieciu w otworach 3 wystarczajacego cisnienia3 70 610 rozpoczyna sie pompowanie z nich siarki przy równoczesnym zatrzymaniu wtlaczania wody do otworów 10.W wyniku dzialania otworów depresyjnych 4, w rejon wygrzanego podzloza przy otworach 10 naplywa zimna woda zlozowa, przeciwdzialajaca migracji roztopionej siarki w przepuszczalne otwory podzlozowe.Eksploatacja nastepnych rejonów zloza jest cyklicznym powtórzeniem czynnosci wstepnego ogrzewania zloza, rozpoczynanym od depresjonowania zloza otworami 5, wtlaczania nosnika ciepla w otwory 4, które równoczesnie zmieniaja swoja funkcje z otworów depresjonujacych na otwory tloczne. Gruba strzalka 15 poka¬ zano kierunek eksploatacji zloza i postepu cykli eksploatacyjno-przygotowawczych. PL PL