RU2068960C1

RU2068960C1 - Method for exploration, test mining and exploitation of mineral resources and a system to implement the same

Info

Publication number: RU2068960C1
Application number: RU94026585A
Authority: RU
Inventors: Ханс Хофер; Эдуард Иванович Черней
Original assignee: Фирма "Просистем ГмбХ"; Товарищество с ограниченной ответственностью "КИМ-Т"
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1996-11-10
Also published as: RU94026585A

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: two stages are used to working off a pipe. Test mining is the first stage that includes three steps to contour production blocks. Calibration is the first step with filling internal well cavity with heavy liquid until crate part of the pipe comes in contact with overlaying rock. The created working is a pilot-well to place leading needle of breaking tool used at the second step for widening the pilot-well for all the length. At the third step is widened along all the depth. The second stage of pipe working is the stage of working each block with driving pilot-wells. Pipe working comprises two phases from autolithic breccia with high content of diamonds. System for exploration, test mining, and exploitation of minerals includes hydrounit for hydromechanical breaking of the mineral and supplying pulp generated to the surface. Hydrounit is provided with diamond catcher and packaging member used in driving wells with return flushing. The unit includes individual ring packaging sections rigidly installed using sleeves on lower end portion of airlift piping that is the leading needle in driving. Each section is assembled of balls of positive buoyancy, interconnected adjacent balls. EFFECT: higher productivity. 6 cl, 21 dwg

Description

Изобретение относится к геологии и горному делу и может быть эффективно использовано для разведки, пробной эксплуатации и разработки алмазоносных трубок сложноструктурного строения. The invention relates to geology and mining and can be effectively used for exploration, trial operation and development of diamond-bearing tubes of complex structure.

Прототипом к предлагаемому является способ гидравлического опробования мощных продуктивных горизонтов, включающий проходку геологоразведочных скважин (ГРС), расширение ГРС с выдачей бурового шлама по методу прямой промывки с последующим созданием скважины большого диаметра (СБД), расширение СБД с выдачей бурового шлама по методу обратной промывки с последующим созданием вертикальной горной выработки (ВГВ) круглого сечения, закладку ВГВ [1]
Способу присущи следующие недостатки:
невозможность использования способа для гидроотбойки автолитовых брекчий с коэффициентом крепости по шкале проф.М.М.Протодьяконова, равным 6;
невозможность использования ГРС для размещения оборудования скважинной гидродобычи, так как габариты добычного оборудования значительно превосходят диаметры скважин, что ведет к значительным капитальным затратам на повторное бурение скважин;
при использовании технологий скважинной гидродобычи, а также скважинного гидравлического опробования возникают значительные потери полезных компонентов на днищах выемочных камер, что приводит к высокому экономическому ущербу в первом случае и к невозможности отбора проб с требуемой достоверностью и гарантированной представительностью во втором;
невозможность использования методов скважинной гидродобычи на алмазоносных трубках, налегающие породы которых представлены плывунами, вследствие обрушения кровли выемочных камер, что приводит к возникновению аварийных ситуаций, связанных с потерей оборудования и огромным эколого-экономическим последствиям разработки:
вследствие значительных водопритоков в выемочные камеры, гидромониторные струи работают в затопленном забое, что резко снижает производительность гидроотбойки, а при определенных гидростатических давлениях столба жидкости на торцевой срез насадки гидроотбойка неосуществима.The prototype of the proposed method is a hydraulic testing of powerful productive horizons, including exploration wells (GDS), expansion of the GDS with the production of drill cuttings by the direct flushing method, followed by the creation of a large diameter well (SBD), the expansion of the SBD with the issuance of drill cuttings by the method of backwashing with the subsequent creation of a vertical mine working (HBV) of circular cross section, the bookmark of the HBV [1]
The method has the following disadvantages:
the impossibility of using the method for hydraulic breakdown of autolithic breccias with a fortress coefficient on the scale of prof.M.M. Protodyakonov equal to 6;
the impossibility of using GDS to place equipment for downhole hydraulic production, since the dimensions of the production equipment significantly exceed the diameters of the wells, which leads to significant capital costs for re-drilling wells;
when using downhole hydraulic production technologies, as well as downhole hydraulic testing, significant losses of useful components occur on the bottoms of the extraction chambers, which leads to high economic damage in the first case and to the inability to take samples with the required reliability and guaranteed representativeness in the second;
the impossibility of using the methods of downhole hydraulic production on diamond-bearing pipes, the overlying rocks of which are represented by quicksand, due to the collapse of the roof of the extraction chambers, which leads to emergencies associated with the loss of equipment and the huge environmental and economic consequences of the development:
due to significant water inflows into the extraction chambers, the jet jets operate in the flooded face, which dramatically reduces the rate of hydraulic breakdown, and at certain hydrostatic pressures of the liquid column at the end section of the nozzle, the hydraulic breakdown is not feasible.

Прототипом к предлагаемому комплексу для осуществления способа разведки, пробной эксплуатации и разработки месторождений полезных ископаемых является устройство, включающее гидродобычный агрегат для гидромеханического разрушения полезного ископаемого и выдачи образованной пульпы на поверхность [2]
Известному устройству присущи следующие недостатки:
высокий уровень потерь полезных компонентов на днищах выемочных камер, а также полезного ископаемого в междукамерных целиках;
низкая надежность и долговечность работы элементов породоразрушающего инструмента, вызванная интенсивным износом при использовании устройства на абразивных породах.The prototype of the proposed complex for the implementation of a method for exploration, trial operation and development of mineral deposits is a device that includes a hydrodynamic unit for hydromechanical destruction of minerals and the issuance of formed pulp to the surface [2]
The known device has the following disadvantages:
a high level of loss of useful components on the bottoms of the extraction chambers, as well as the mineral in the inter-chamber pillars;
low reliability and durability of the rock cutting tool elements caused by intensive wear when using the device on abrasive rocks.

В основу изобретения поставлена задача создать способ разведки, пробной эксплуатации и разработки месторождений полезных ископаемых и комплекс для его осуществления, промышленное использование которого позволит вовлечь в эксплуатацию сложноструктурные алмазоносные трубки, залегающие в сложных горно-геологических условиях, с высокой эффективностью разработки и минимальным эколого-экономическим ущербом, наносимым окружающей среде, за счет использования ГРС, пройденных на стадии поисков и разведки, а также снижении потерь полезного ископаемого в целиках и алмазов при проходке СБД и ВГВ. The basis of the invention is the task to create a method for exploration, trial exploitation and development of mineral deposits and a complex for its implementation, the industrial use of which will make it possible to use complex diamondiferous pipes lying in difficult mining and geological conditions, with high development efficiency and minimal environmental and economic damage to the environment through the use of gas distribution systems, passed at the stage of prospecting and exploration, as well as reducing the loss of useful skopaemogo in pillars and diamonds in the sinking of SBD and HBV.

Поставленная задача достигается тем, что способ разведки, пробной эксплуатации и разработки месторождений полезных ископаемых включает проходку геологоразведочных скважин, расширение ГРС с выдачей бурового шлама по методу прямой промывки с последующим созданием СБД, расширение СБД с выдачей бурового шлама по методу обратной промывки с последующим образованием вертикальной горной выработки круглого сечения, закладку ВГВ. The problem is achieved in that the method of exploration, trial operation and development of mineral deposits includes drilling exploration wells, expanding the hydraulic distribution system with the production of drill cuttings by the direct flushing method, followed by the creation of SBM, expanding the SBD with the issuance of drill cuttings by the reverse flushing method with the subsequent formation of vertical mining circular cross section, the tab of the HBV.

Требуемую достоверность опробования и оконтурирования структур трубки устанавливают на стадиях поисков и разведки при проходке ГРС путем обработки кернового материала. Гарантированную представительность опробования устанавливают при проходке СБД и ВГВ на основании обработки кернового материала. СБД и ВГВ являются одновременно вертикальными горными выработками для пробной эксплуатации трубки. The required reliability of testing and contouring of the tube structures is established at the stages of prospecting and exploration during the sinking of the gas distribution system by processing core material. The guaranteed representativeness of testing is established during the drilling of SBD and HBV based on the processing of core material. SBD and HBV are simultaneously vertical mine workings for trial operation of the tube.

Отработку трубки ведут в два этапа. Первый этап является пробной эксплуатацией трубки, в условиях которой осуществляют оконтуривание добычных блоков с использованием ГРС в три стадии. The tube is tested in two stages. The first stage is a trial operation of the tube, in the conditions of which the production blocks are contoured using GDS in three stages.

На первой стадии производят калибровку ГРС с заполнением внутренней полости скважины тяжелой жидкостью до контакта кратерной части трубки с налегающими породами в период подъема калибровочного инструмента. Затем извлекают обсадную колонну и заполняют образованную полость сыпучим материалом, плотность которого ниже плотности тяжелой жидкости. Созданная выработка является пилот-скважинной для размещения опережающей иглой породоразрушающего инструмента, используемого на второй стадии. At the first stage, the GDS is calibrated by filling the internal cavity of the well with heavy fluid until the crater part of the tube contacts the overlying rocks during the lifting of the calibration tool. The casing is then removed and the cavity formed is filled with bulk material whose density is lower than the density of a heavy fluid. The created development is a pilot well for placement of the rock cutting tool used in the second stage as the leading needle.

На второй стадии осуществляют расширение пилот-скважины на всю длину с созданием СБД. At the second stage, the pilot well is expanded over its entire length with the creation of an SDB.

На третьей стадии расширяют по глубине СБД с созданием ВГВ с последующей зачисткой забоя СБД нижней секцией пакерирующего элемента, а забоя пилот-скважины эрлифтом и дальнейшей закладкой выработанного пространства. Затем осуществляют оконтуривание границ добычного блока по глубине и сечению трубки в плане на основании параметра гарантированной представительности проб, отобранных и обработанных из СБД и ВГВ, которые принадлежат данному добычному блоку. In the third stage, the SBD is expanded in depth with the creation of HBV with the subsequent cleaning of the bottom of the SBD with the lower section of the packer element, and the bottom of the pilot well with an airlift and further laying of the worked out space. Then, the boundaries of the mining block are delineated by the depth and cross-section of the tube in the plan based on the parameter of guaranteed representativeness of samples taken and processed from SBD and HBV that belong to this mining block.

Второй этап отработки трубки является этапом разработки каждого из оконтуренных добычных блоков. Непосредственно добычу полезного ископаемого осуществляют путем проходки пилот-скважин с созданием перебура, расположенного ниже границы добычного блока по глубине, осуществляют заполнение пилот-скважины тяжелой жидкостью, плотность которой выше плотности налегающих пород, полезного ископаемого и ниже плотности алмазов, до контакта кратерной части трубки с налегающими породами. В пределах мощности налегающих пород пилот-скважину заполняют сыпучим материалом. Затем расширяют пилот-скважину с созданием СБД, дальнейшее расширение СБД с образованием ВГВ и заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой на заключительной стадии. The second stage of the tube mining is the development stage of each of the contoured production blocks. Mineral production is carried out directly by drilling pilot wells to create a hole located below the depth of the mining block, filling the pilot well with a heavy liquid whose density is higher than the density of the overlying rocks, mineral and lower than the diamond density, until the crater part of the tube contacts overlying rocks. Within the power of the overlying rocks, the pilot well is filled with bulk material. Then expand the pilot well with the creation of SBD, further expansion of the SBD with the formation of HBV and filling the worked out space with a hardening tab at the final stage.

Разработку трубки осуществляют в две фазы, при этом первая фаза включает добычу полезного ископаемого, представленного автолитовыми брекчиями с высоким содержанием алмазов. Вторая фаза состоит из добычи полезного ископаемого представленного ксенотуфобрекчиями с пониженным содержанием алмазов. В промежутке первой и второй фазами изменяют технологическую схему обогащения алмазов. The development of the tube is carried out in two phases, while the first phase includes the extraction of minerals, represented by autolithic breccias with a high diamond content. The second phase consists of mining represented by xenotuff breccias with a reduced diamond content. In the interval between the first and second phases, the technological scheme of diamond beneficiation is changed.

Комплекс для осуществления способа разведки, пробной эксплуатации и разработки месторождений полезных ископаемых включает гидродобычный агрегат для гидромеханического разрушения полезного ископаемого и выдачи образованной пульпы на поверхность. The complex for implementing the method of exploration, trial operation and development of mineral deposits includes a hydraulic mining unit for hydromechanical destruction of the mineral and the issuance of the formed pulp to the surface.

Агрегат снабжен уловителем алмазов, применяемых при проходке скважин с обратной промывкой. The unit is equipped with a catcher of diamonds used for drilling wells with backwashing.

Уловитель алмазов выполнен в виде отрезка трубы, помещенной в кольцевом цилиндре и жестко соединенной с его корпусом посредством кольца, являющегося нижним основанием цилиндра. Верхнее основание цилиндра снабжено съемной кольцевой крышкой в форме усеченного конуса с секторообразными окнами, расположенными радиально. Во внутренней полости кольцевого цилиндра расположены коллекторы, выполненные в виде колес, свободно посаженных на трубу, являющейся осью. Колеса снабжены спицами жесткости и предохранительными спицами. Внутренняя полость кольцевого цилиндра заполнена техническим маслом, например смесью петроламута, автола и цилиндрового масла, или смесью бараньего жира с касторкой. The diamond trap is made in the form of a pipe segment placed in an annular cylinder and rigidly connected to its body by means of a ring, which is the lower base of the cylinder. The upper base of the cylinder is equipped with a removable annular cap in the form of a truncated cone with sector-shaped windows located radially. In the inner cavity of the annular cylinder are manifolds made in the form of wheels freely mounted on the pipe, which is the axis. Wheels are equipped with stiffening spokes and safety spokes. The inner cavity of the annular cylinder is filled with technical oil, for example a mixture of petrolamut, autol and cylinder oil, or a mixture of lamb fat and castor oil.

Уловитель алмазов установлен в разъеме центральной напорной колонны и соединен с ней торцами трубы. Нижнее основание кольцевого цилиндра расположено в непосредственной близости от верхнего основания цилиндрического породоразрушающего инструмента. Диаметры цилиндра и породоразрушающего инструмента равны между собой. The diamond trap is installed in the connector of the central discharge column and is connected to it by the ends of the pipe. The lower base of the annular cylinder is located in close proximity to the upper base of the cylindrical rock cutting tool. The diameters of the cylinder and rock cutting tool are equal to each other.

Пакерирующий элемент, применяемый при проходке скважин с обратной промывкой, выполнен в виде отдельных кольцевых пакерирующих секций, жестко установленных с помощью муфт на нижней торцевой части трубы эрлифта, являющейся опережающей иглой при проходке ВГВ и помещенной в СБД. Каждая из пакерирующих секций собрана из шаров положительной плавучести, например из пенополиуретана, соединенных между собой гибкими связями с возможностью касания между собой смежных шаров как в свободном, так и в стесненных условиях. Шары, смежные с муфтами, соединены с последним гибкими связями. The packer element used when driving backwash wells is made in the form of separate annular packer sections, rigidly installed with the help of couplings on the lower end part of the airlift pipe, which is the leading needle during drilling of the HBV and placed in the SBD. Each of the packer sections is assembled from balls of positive buoyancy, for example, from polyurethane foam, interconnected by flexible bonds with the possibility of touching adjacent balls both in free and in cramped conditions. The balls adjacent to the couplings are connected to the latter by flexible connections.

Использование ГРС, пройденных на стадиях поисков и разведки трубок, в качестве пилот-скважин при проходке СБД значительно снижает капитальные и эксплуатационные затраты при пробной эксплуатации и разработке трубки. The use of gas distribution systems, passed at the stages of prospecting and exploration of tubes, as pilot wells during drilling of SBD significantly reduces capital and operating costs during trial operation and development of the tube.

Калибровка ГРС и дальнейшее расширение ее с образованием СБД, а затем и ВГВ позволяет отобрать пробу с гарантированной представительностью, на основании чего представляется возможным оконтурить добычный блок с установлением границ по глубине и сечению трубки в плане. Calibration of GDS and its further expansion with the formation of SBD, and then HBV allows you to take a sample with guaranteed representativeness, on the basis of which it seems possible to contour the mining block with the establishment of boundaries in depth and cross-section of the tube in the plan.

Расширение СБД на третьей стадии с образованием ВГВ позволяет значительно увеличить скорость проходки ВГВ, сократить тем самым сроки промышленного освоения трубки. The expansion of SBD at the third stage with the formation of HBV allows to significantly increase the rate of penetration of HBV, thereby reducing the time for industrial development of the tube.

Отработку трубки на втором этапе ведут в пределах контуров каждого из образованных блоков в три стадии. Непосредственно добычу полезного ископаемого осуществляют с проходки пилот-скважин с созданием перебура, расположенного ниже границы добычного блока по глубине, с дальнейшим созданием СБД, а затем ВГВ на третьей стадии. Такая закономерность позволяет производить отработку блока с получением гарантированной прибыли. Tube testing in the second stage is carried out within the contours of each of the formed blocks in three stages. Mineral production is carried out directly from pilot well drilling with the creation of a borehole located below the depth of the mining block boundary, with the further creation of SBD, and then HBV in the third stage. This pattern allows you to test the block with a guaranteed profit.

Заполнение выработанного пространства твердеющей закладкой, в качестве компонентов которой используются хвосты обогатительной фабрики, позволяет предотвратить развитие горного давления в массиве пород, сделав тем самым управляемым геомеханический процесс. Filling the worked-out space with a hardening tab, the components of which are used in the tailings of the processing plant, prevents the development of rock pressure in the rock mass, thereby making the geomechanical process controlled.

Добыча полезного ископаемого, представленного автолитовыми брекчиями с высоким содержанием алмазов, на первой фазе, позволяет сократить сроки окупаемости капитальных вложений на строительство рудника. Mining, represented by autolithic breccias with a high diamond content, in the first phase, reduces the payback period of capital investments in the construction of the mine.

Кроме того, раздельная добыча полезного ископаемого, представленного автолитовыми и ксенотуфобрекчиями, позволяет сократить время на изменение технологической схемы обогащения алмазов на фабрике. В первом случае необходим процесс дробления и измельчения надрешетного продукта, а во втором случае этот процесс исключается из технологической схемы обогащения вследствие полной дезинтеграции ксенотуфобрекчий при напорном гидротранспортировании пульпы на обогатительную фабрику. In addition, the separate mining of minerals represented by autolithic and xenotuff breccias allows reducing the time for changing the technological scheme of diamond processing at the factory. In the first case, the process of crushing and grinding of the over-sieve product is necessary, and in the second case, this process is excluded from the technological enrichment scheme due to the complete disintegration of xenotuff breccias during pressure hydrotransport of the pulp to the concentration plant.

Использование уловителя алмазов при проходке СБД по методу прямой промывки позволяет предотвратить потери алмазов вследствие их хрупкого разрушения режущими элементами. The use of a diamond trap when drilling SBD by the direct washing method prevents the loss of diamonds due to their brittle fracture by cutting elements.

Установка уловителя алмазов выше и в непосредственной близости от верхнего основания цилиндрического породоразрушающего инструмента способствует улавливанию алмазов, отрываемых от забоя СБД закрученными потоками пульпы, в которых восходящая скорость превышает гидравлическую крупность алмазов, измерянную в стесненных условиях. Требуемая восходящая скорость потока пульпы обеспечивается за счет равенства диаметров породоразрушающего инструмента и кольцевого цилиндра уловителя алмазов, которые образуют минимальный зазор между из наружными поверхностями и стенкой СБД определяемой эквивалентным диаметром трубопровода, в котором не происходит осаждение алмазов. Setting the diamond trap above and in close proximity to the upper base of the cylindrical rock cutting tool helps to capture diamonds torn from the bottom of the SBD by swirling pulp flows, in which the ascending speed exceeds the hydraulic grain size of the diamonds, measured in cramped conditions. The required ascending pulp flow rate is ensured due to the equality of the diameters of the rock cutting tool and the annular cylinder of the diamond trap, which form the minimum gap between the outer surfaces and the wall of the SBD determined by the equivalent diameter of the pipeline in which diamond precipitation does not occur.

Снабжение верхнего основания кольцевого цилиндра кольцевой крышкой в форме усеченного конуса способствует свободному скатыванию по ее поверхности кусков бурового шлама, которые не попадают при этом во внутреннюю полость уловителя алмазов. Выполнение в крышке секторообразных окон, расположенных радиально, способствует попаданию во внутреннюю полость уловителя алмазов кристаллосырья, причем длина дуги сектора больше максимального размера алмазов и составляет не менее 16 мм, исходя из максимальной крупности алмазов. The supply of the upper base of the annular cylinder with a truncated cone-shaped annular lid facilitates the free rolling of pieces of drill cuttings on its surface that do not fall into the internal cavity of the diamond trap. The implementation in the lid of sector-shaped windows arranged radially contributes to the ingress of crystalline diamonds into the internal cavity of the trap, and the arc length of the sector is greater than the maximum size of diamonds and is at least 16 mm, based on the maximum size of the diamonds.

Выполнение коллекторов в виде колес и снабжение их спицами жесткости и предохранительными спицами (струнами из инструментальной стали) способствует удержанию алмазов во внутренней полости кольцевого цилиндра при подъеме породоразрушающего инструмента, изменении гидродинамического режима промывки скважин, а также при аварийных ситуациях, связанных с утечкой технического масла. В смежном коллекторе, расположенном над нижним коллектором, спицы повернуты на определенный угол, за счет вращения колеса вокруг трубы, являющейся их осью. Фиксацию поворота коллекторов осуществляют кольцевой крышкой, которая своей ребордой прижимает колеса к нижнему основанию кольцевого цилиндра. The execution of the collectors in the form of wheels and the supply of them with stiffness spokes and safety spokes (tool steel strings) helps to hold diamonds in the inner cavity of the annular cylinder when raising the rock cutting tool, changing the hydrodynamic washing regime of the wells, as well as in emergency situations associated with the leakage of technical oil. In an adjacent manifold located above the lower manifold, the spokes are rotated at a certain angle, due to the rotation of the wheel around the pipe, which is their axis. The rotation of the collectors is fixed by an annular cover, which presses the wheels against the lower base of the annular cylinder with its flange.

Заполнение внутренней полости уловителя алмазов техническим маслом с определенными адгезионными свойствами способствует прилипанию кристаллосырья к его поверхности и дальнейшему погружению их во внутреннюю полость кольцевого цилиндра. Filling the internal cavity of the diamond trap with technical oil with certain adhesive properties promotes the adhesion of crystalline materials to its surface and their further immersion in the internal cavity of the annular cylinder.

Монтаж элементов уловителя алмазов на отрезке трубы позволяет производить быстрый демонтаж сменного оборудования после проходки СБД. The installation of diamond trap elements on a pipe segment allows for quick dismantling of interchangeable equipment after passing through the SBD.

Промышленное использование пакерирующего элемента имеет многофункциональное назначение. The industrial use of the packer element has a multifunctional purpose.

При проходке ВГВ в налегающих породах, представленных плывунами, а также в ксенотуфобрекчиях с коэффициентом крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова, равным единице, пакерирующий элемент препятствует возникновению призмы сползания в СБД, вызванной осевой нагрузкой породоразрушающего инструмента на забой ВГВ. When drilling HBV in overlying rocks, represented by quicksand, as well as in xenotuff breccia with a coefficient of fortress on a scale of prof. M.Protodyakonov, equal to one, the packer element prevents the occurrence of a prism of sliding in the SBD caused by the axial load of the rock cutting tool on the face of the HBV.

Пакерирующий элемент способствует дроблению и измельчению бурового шлама шарами из пенополиуретана, а также доставки измельченного материала в активную зону всасывания эрлифта. The packing element contributes to the crushing and grinding of drill cuttings with polyurethane foam balls, as well as the delivery of crushed material to the airlift's active suction zone.

Пакерирующий элемент предупреждает попадание на забой СБД и в перебур пилот-скважин посторонних предметов и валунов, которые в конечном итоге не позволяют произвести зачистку забоев названных скважин. The packer element prevents foreign objects and boulders from entering the bottom hole and into the pilot wells, which ultimately do not allow cleaning the faces of these wells.

Использование шаров с положительной плавучестью позволяет получить значительную выталкивающую силу (силу Ньютона), приложенную к каждому из шаров, результирующая составляющая которых способствует активному отпору призмы сползания. Указанная сила резко возрастает при нахождении шаров в пульпе с высокой консистенцией, что имеет место при проходке ВГВ. The use of balls with positive buoyancy allows one to obtain a significant buoyancy force (Newton's force) applied to each of the balls, the resulting component of which contributes to the active repulse of the creeping prism. The indicated force increases sharply when the balls are in the pulp with a high consistency, which occurs during the passage of HBV.

Выполнение секций пакерирующего элемента из шаров, соединенных между собой гибкими связями с возможностью касания между собой смежных шаров, позволяет расположить шары равномерно по поперечному сечению СБД без возможности размещения шаров произвольно в плоскости, близкой к вертикальной. The implementation of the sections of the packing element of the balls, interconnected by flexible connections with the possibility of touching adjacent balls, allows you to arrange the balls evenly across the cross-section of the SDB without the possibility of placing the balls arbitrarily in a plane close to vertical.

Количество секций в пакерирующем элементе устанавливают в зависимости от устойчивости налегающих пород и полезного ископаемого, представленного ксенотуфобрекчиями. The number of sections in the packer element is set depending on the stability of the overlying rocks and minerals represented by xenotuff breccias.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков изобретения имеет причинно-следственную связь с достигаемыми техническими и технологическими результатами. Благодаря данной совокупности существенных признаков удалось создать способ разведки, пробной эксплуатации и разработки месторождений полезных ископаемых и комплекс для его осуществления с высокой эффективностью и надежностью эксплуатации. Следовательно, предложенное решение имеет изобретательский уровень, так как явным образом не следует из уровня использования техники и технологии на данном этапе развития. Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the invention has a causal relationship with the achieved technical and technological results. Thanks to this combination of essential features, it was possible to create a method for exploration, trial operation and development of mineral deposits and a complex for its implementation with high efficiency and reliability of operation. Therefore, the proposed solution has an inventive step, since it does not explicitly follow from the level of use of engineering and technology at this stage of development.

На фиг. 1 показан исполнительный орган комплекса для проходки СБД; на фиг. 2 продольный разрез уловителя алмазов; на фиг. 3 и 4- разрезы I I и II II соответственно по элементам уловителя алмазов; на фиг. 5 показан исполнительный орган комплекса для проходки ВГВ; на фиг. 6 продольный разрез пакерирующего элемента; на фиг.7 разрез III III по пакерирующему элементу; на фиг. 8 соединение шаров в пакерирующих секциях; на фиг. 9 показано осуществление процесса отпора пакерирующим элементом призмы сползания; на фиг. 10 изображено сечение по кратерной части трубки и положение поисковых и разведочных скважин; на фиг. 11- разрез IV IV по трубке; на фиг.12 и 13 - процесс калибровки ГРС и их заполнение тяжелой жидкостью соответственно; на фиг. 14 и 15 процесс извлечения обсадных колонн из ГРС и заполнение образованных полостей сыпучих материалов соответственно; на фиг. 16 - продольный разрез по пилот-скважине, подготовленной к расширению; на фиг. 17 изображен процесс проходки СБД по методу прямой промывки; на фиг.18- процесс проходки ВГВ по методу обратной промывки; на фиг. 19 изображено деление структуры трубки, представленной автолитовыми брекчиями на добычные блоки; на фиг.20 иллюстрация процесса закладки выработанного пространства, образованного пилот-скважиной, СБД и ВГВ; на фиг. 21 изображен наземный комплекс предварительного обогащения пульпы и подготовки рабочего агента. In FIG. 1 shows the executive body of the complex for driving SBD; in FIG. 2 longitudinal section of a diamond trap; in FIG. 3 and 4- sections I I and II II, respectively, according to the elements of the diamond trap; in FIG. 5 shows the executive body of the complex for driving HBV; in FIG. 6 is a longitudinal section through a packer element; in Fig.7 section III III along the packing element; in FIG. 8 connection of balls in packer sections; in FIG. 9 shows the implementation of the repulse process by the packer element of the sliding prism; in FIG. 10 shows a section along the crater of the tube and the position of prospecting and exploratory wells; in FIG. 11- section IV IV through the tube; on Fig and 13 - the calibration process of the GDS and their filling with a heavy liquid, respectively; in FIG. 14 and 15, the process of extracting casing strings from the GDS and filling the formed cavities of bulk materials, respectively; in FIG. 16 is a longitudinal section through a pilot well prepared for expansion; in FIG. 17 depicts the process of driving the SBD using the direct flushing method; on Fig - the process of penetration of HBV according to the method of backwashing; in FIG. 19 shows the division of the tube structure represented by autolithic breccias into production blocks; on Fig illustration of the process of laying the mined space formed by the pilot well, SBD and HBV; in FIG. 21 shows a ground-based complex of preliminary pulp enrichment and preparation of a working agent.

Изобретение рассматривается на примере разведки, пробной эксплуатации и разработки алмазоносной трубки сложноструктурного строения, полезное ископаемое которой представлено автолитовыми брекчиями с высоким содержанием алмазов, а также ксенотуфобрекчиями с бедным содержанием. Налегающие породы представлены четвертичными отложениями и сильно обводнены. Вмещающими породами являются обводненные неустойчивые песчаники. Водоносный горизонт месторождения гидравлически связан с Белым морем и гидравлической системой Европейской части России. На этом основании создание депрессионной воронки для безопасного ведения горных работ недопустима как при открытом, так и подземном способах разработки. Комплекс для осуществления способа разведки, пробной эксплуатации и разработки месторождений полезных ископаемых включает гидродобычный агрегат, состоящий из бурового агрегата 1, гидравлически и механически связанного с центральной напорной колонной 2, жестко соединенной с цилиндрическим породоразрушающим инструментом 3, снабженным режущими элементами 4. The invention is considered by the example of exploration, trial operation and development of a diamondiferous tube of complex structure, the mineral of which is represented by autolithic breccias with a high diamond content, as well as poor xenotuff breccias. Overlying rocks are represented by Quaternary sediments and are heavily flooded. The host rocks are flooded unstable sandstones. The aquifer of the field is hydraulically connected with the White Sea and the hydraulic system of the European part of Russia. On this basis, the creation of a depression funnel for safe mining operations is unacceptable with both open and underground mining methods. The complex for implementing the method of exploration, trial operation and development of mineral deposits includes a hydraulic unit, consisting of a drilling unit 1, hydraulically and mechanically connected to a central discharge column 2, rigidly connected to a cylindrical rock cutting tool 3, equipped with cutting elements 4.

Исполнительный орган бурового агрегата 1 для проходки СБД 5 по методу прямой промывки включает цилиндрический породоразрушающий инструмент 3, снабженный опережающей иглой 6 со шнеком 7 и гидромониторными насадками 8. Исполнительный орган также включает уловитель алмазов 9, состоящий из трубы 10, помещенной в кольцевом цилиндре 11 и жестко соединенной с его корпусом посредством кольца 12, являющегося нижним основанием цилиндра. Верхнее основание цилиндра 11 снабжено съемной кольцевой крышкой 13 в форме усеченного конуса с секторообразными окнами 14, расположенными радиально. Во внутренней полости кольцевого цилиндра 11 расположены коллекторы 15, выполненные в виде колес, свободно посаженных на трубу 10, являющейся их осью. Коллекторы 15 снабжены спицами жесткости 16 и предохранительными спицами 17, выполненными в виде струн из инструментальной стали. Внутренняя полость кольцевого цилиндра заполнена техническим маслом 18. Уловитель алмазов установлен в разъеме центральной напорной колонны 2 и соединен с ней торцами трубы 10. Нижнее основание 12 кольцевого цилиндра 11 расположено в непосредственной близости от верхнего основания цилиндрического породоразрушающего инструмента 2. Наружные диаметры кольцевого цилиндра 11 и цилиндрического породоразрушающего инструмента 3 равны между собой. The Executive body of the drilling unit 1 for drilling SBD 5 according to the direct flushing method includes a cylindrical rock cutting tool 3, equipped with a leading needle 6 with a screw 7 and hydraulic nozzles 8. The executive body also includes a diamond trap 9, consisting of a pipe 10 placed in an annular cylinder 11 and rigidly connected to its body by means of a ring 12, which is the lower base of the cylinder. The upper base of the cylinder 11 is provided with a removable annular cover 13 in the form of a truncated cone with sector-shaped windows 14 located radially. In the inner cavity of the annular cylinder 11 are the collectors 15, made in the form of wheels freely mounted on the pipe 10, which is their axis. The collectors 15 are equipped with stiffening spokes 16 and safety spokes 17 made in the form of tool steel strings. The inner cavity of the annular cylinder is filled with technical oil 18. The diamond trap is installed in the connector of the central discharge column 2 and connected to it by the ends of the pipe 10. The lower base 12 of the annular cylinder 11 is located in close proximity to the upper base of the cylindrical rock cutting tool 2. The outer diameters of the annular cylinder 11 and cylindrical rock cutting tool 3 are equal to each other.

Исполнительный орган бурового агрегата 1 для проходки ВГВ 19 по методу обратной промывки включает цилиндрический породоразрушающий инструмент 3 параметрического ряда, наружный диаметр которого больше наружного диаметра породоразрушающего инструмента, используемого при проходке СБД по методу прямой промывки. Исполнительный орган также включает пакерирующий элемент 20, жестко установленный на нижней торцевой части трубы 21 эрлифта. Труба 21 эрлифта пропущена через центральный канал ( не показан) породоразрушающего инструмента 3 и жестко соединена с центральной напорной колонной 2. Таким образом, труба 21 эрлифта и напорная колонна 2 гидравлически сообщены между собой посредством внутренних полостей. Пакерирующий элемент 20 выполнен из кольцевых пакерирующих секций 22, жестко установленных с помощью муфт 23 на нижней торцевой части трубы 21 эрлифта. Труба 21 эрлифта является опережающей иглой при проходке ВГВ 19 и помещена в СБД 5. Каждая из пакерирующих секций 22 собрана из шаров 24 положительной плавучести, соединенных между собой гибкими связями 25. Гибкая связь может быть выполнена из стержней, жестко закрепленных в смежных шарах, выполненных из пенополиуретана и соединенных между собой с помощью кольца. Элементы гибкого соединения установлены в прорезях 26 шаров 24 с возможностью касания между собой смежных шаров как в свободном, так и в стесненных условиях. В каждой из пакерирующих секций 22 шары, смежные с муфтами 23, связаны с последними элементами гибкого соединения, которые помещены в прорезях 26 шаров. В качестве элемента гибкого соединена шаров в секциях и с принадлежащим им муфтами может быть использован трос. The executive body of the drilling unit 1 for drilling HBV 19 according to the backwash method includes a cylindrical rock cutting tool 3 of a parametric series, the outer diameter of which is larger than the outer diameter of the rock cutting tool used when drilling the SBD according to the direct washing method. The actuator also includes a packer element 20, rigidly mounted on the lower end of the airlift pipe 21. The airlift pipe 21 is passed through the central channel (not shown) of the rock cutting tool 3 and is rigidly connected to the central discharge column 2. Thus, the airlift pipe 21 and the discharge column 2 are hydraulically interconnected via internal cavities. The packer element 20 is made of annular packer sections 22, rigidly mounted using couplings 23 on the lower end of the airlift pipe 21. The airlift pipe 21 is the leading needle during the passage of the HBV 19 and is placed in the SBD 5. Each of the packer sections 22 is assembled from positive buoyancy balls 24 interconnected by flexible ties 25. A flexible connection can be made of rods rigidly fixed in adjacent balls made made of polyurethane foam and interconnected by a ring. The flexible connection elements are installed in the slots 26 of the balls 24 with the possibility of touching adjacent balls in a free and in cramped conditions. In each of the packing sections 22, the balls adjacent to the couplings 23 are connected to the last flexible connection elements that are placed in the slots 26 of the balls. As a flexible element, the balls in the sections are connected and a cable can be used with the couplings belonging to them.

Способ разведки, пробной эксплуатации и разведки месторождений полезных ископаемых осуществляют следующим образом. The method of exploration, trial operation and exploration of mineral deposits is as follows.

На стадиях поисков и разведки трубки 27 производят оконтуривание структур 28, 29, представленных автолитовыми брекчиями, а также структуры 30, представленной ксенотуфобрекчиями. Для этого с дневной поверхности через налегающие породы 31, представленные плывунами, по определенной сетке проходят ГРС 32. Забои ГРС, которые пройдены в окрестности контакта трубки 27 с вмещающими породами 33 располагают в последних, при этом забои остальных ГРС располагают в массиве трубки на глубине, предусмотренной методикой разведки. Диаметры ГРС устанавливают из условия отбора достоверной пробы. Скважины проходят с отбором кернового материала, причем отрезки скважин, расположенные в пределах мощности налегающих пород 31, обсаживают колонной труб 34. Количество поисковых и разведочных скважин может быть значительным в зависимости от размеров трубки. Обсадные колонны скважин являются помехой при разработке трубки. Кроме того, извлеченные колонны труб могут быть использованы повторно. At the stages of prospecting and exploration, tubes 27 outline structures 28, 29 represented by autolithic breccias, as well as structures 30 represented by xenotuff breccias. To do this, GRS 32 pass through the overlying rocks 31, represented by quicksand, on a certain grid. The GRS faces that are passed in the vicinity of the contact of the tube 27 with the host rocks 33 are located in the latter, while the faces of the remaining GRS are located in the tube array at a depth of provided intelligence methodology. The diameters of the GDS are established from the conditions for the selection of a reliable sample. Wells are sampled, and sections of wells located within the overlying rocks 31 are cased with a string of pipes 34. The number of prospecting and exploratory wells can be significant depending on the size of the pipe. Well casing strings are an obstacle to pipe development. In addition, the extracted pipe columns can be reused.

В рассматриваемой технологии и с целью снижения капитальных и эксплуатационных затрат при разработке трубки предлагается использовать ГРС в качестве пилот-скважин при проходке СБД, а затем и ВГВ. In the technology under consideration, and in order to reduce capital and operating costs during the development of the tube, it is proposed to use the GDS as pilot wells during the drilling of SBD, and then the HBV.

Отработку трубки ведут в два этапа. Первый этап является пробной эксплуатацией, в условиях которой осуществляют оконтуривание добычных блоков с использованием ГРС в три стадии. The tube is tested in two stages. The first stage is a trial operation, in the conditions of which the production blocks are contoured using GDS in three stages.

Первая стадия включает калибровку ГРС с помощью породоразрушающего калибровочного инструмента 35, который соединен с буровым ставом 36. Буровой став 36 соединяют с вертлюгом и вращателем бурового станка ( не показаны). За счет вращения и осевого перемещения породоразрушающего инструмента по направлению к забою скважины, осуществляют калибровку ее стенок с выносом бурового шлама по методу прямой промывки. При достижении породоразрушающим инструментом забоя ГРС, буровой став 36 поднимают. Одновременно с подъемом во внутреннюю полость бурового става подают тяжелую жидкость 37, которая заполняет полость скважины до контакта структуры 28 с налегающими породами 31. После извлечения из ГРС породоразрушающего инструмента 35 в скважину опускают индикаторный материал 38, например ВМН, с плотностью 17 г/см³, который тонет в тяжелой жидкости и оседает на ее забое. Затем внутреннюю полость обсадной колонны 34 заполняют сыпучим материалом 39, например песком, и производят ее извлечение известными методами. По мере подъема обсадной колонны 34 отрезки труб, расположенные выше дневной поверхности, свинчивают, а во внутреннюю полость колонны, расположенную ниже дневной поверхности, добавляют песок. После полного заполнения песком образованной полости, занимаемой обсадной колонной, процесс формирования пилот-скважины прекращают. Плотность тяжелой жидкости должна быть больше плотностей сыпучего материала, налегающих пород и полезного ископаемого и меньше плотностей индикаторного материала и алмазов, которая составляет 3,5 г/см³. Таким образом, созданная выработка является пилот-скважиной для размещения опережающей иглы 6 породоразрушающего инструмента 3, используемого на второй стадии.The first stage involves calibrating the GDS using a rock cutting calibration tool 35, which is connected to the drill stand 36. The drill stand 36 is connected to the swivel and rotator of the drilling rig (not shown). Due to the rotation and axial movement of the rock cutting tool towards the bottom of the well, it calibrates its walls with the removal of drill cuttings by the direct flushing method. When the rock-cutting tool reaches the bottom of the GDS, the drill string 36 is raised. Simultaneously with the rise, a heavy fluid 37 is fed into the inner cavity of the drill string, which fills the well cavity until the structure 28 contacts the overlying rocks 31. After removing the rock cutting tool 35 from the hydraulic reservoir, indicator material 38, for example BMP, with a density of 17 g / cm ^{3 is} lowered that drowns in heavy fluid and settles on its face. Then the inner cavity of the casing string 34 is filled with bulk material 39, for example sand, and it is extracted by known methods. As the casing string 34 rises, pipe sections located above the day surface are screwed up and sand is added to the interior of the column below the day surface. After the sand is completely filled with the formed cavity occupied by the casing, the formation of the pilot well is stopped. The density of a heavy liquid should be higher than the densities of granular material, overlying rocks and minerals and less than the densities of indicator material and diamonds, which is 3.5 g / cm ³ . Thus, the created development is a pilot well for accommodating the leading needle 6 of the rock cutting tool 3 used in the second stage.

На второй стадии осуществляют расширение ГРС, являющейся пилот-скважиной 32, на всю длину с последующим созданием СБД 5. Для этого на устье пилот-скважины с помощью бурового агрегата 1 монтируют исполнительный орган, состоящий из породоразрушающего инструмента 3 и уловителя алмазов 9. Опережающую иглу 6 заглубляют в сыпучий материал 39. СБД проходят роторно-турбинным бурением (РТБ) по методу прямой промывки. От станции приготовления бурового раствора (не показана) через гибкий высоконапорный рукав 40, вертлюг 41, а затем во внутреннюю полость центральной напорной колонны 2 подают буровой раствор. Внутренняя полость колонны 2 гидравлически связана с насадками 8, которые формируют буровой раствор в струи. Разрушенные с помощью режущих элементов 4 налегающие породы, а затем и полезное ископаемое в виде бурового шлама поступает в кольцевой зазор, образованный боковыми поверхностями породоразрушающего инструмента 3, уловителя алмазов 9 и созданной стенкой 42 СБД. При вращении породоразрушающего инструмента в зазоре создается закрученный поток пульпы, который увлекает буровой шлам, высвобожденные алмазы и перемещает их по направлению 43 вверх. За пределами съемной кольцевой крышки 13 уловителя алмазов 9 скорость потока пульпы резко падает вследствие значительного увеличения кольцевого зазора, образованного стенкой 42 СБД и внешней поверхностью центральной напорной колонны 2. На этом основании гидравлическая крупность алмазов превышает скорость восходящего потока пульпы, благодаря чему алмазы попадают в секторообразные окна 14, прилипают к техническому маслу 18, а затем и погружаются в него, накапливаясь во внутренней полости кольцевого цилиндра 11. Буровой шлам в виде пульпы поступает на дневную поверхность, а затем в зумпф, из которого с помощью землесоса (не показан) по трубопроводу 44 поступает на виброгрохоты 45, например ГИЛ 32. С помощью виброгрохотов происходит разделение бурового шлама на класс +0,5 мм, который накапливается в бункере 46, и класс -0,5 мм, не содержащий алмазов. Подрешетный продукт класса -0,5 мм по желобу 47 поступает в пруд-отстойник 48, где происходит его накопление. Высвобождаемые в процессе разрушения забоя скважины режущими элементами 4 крупные алмазы с помощью гидромониторных струй, формируемых насадками 8, перемещаются по наклонной плоскости забоя и поступают на шнек 7 опережающей иглы 6. По поверхности шнека с большим шагом навивки крупные алмазы скатываются и тонут в тяжелой жидкости, накапливаясь на индикаторном материале 38 в виде слоя 49. At the second stage, the GDS, which is the pilot well 32, is expanded to the entire length, followed by the creation of the SBU 5. For this, an actuator consisting of a rock cutting tool 3 and a diamond trap 9 is mounted on the mouth of the pilot well 1 with a leading needle. 6 are buried in the bulk material 39. SBD are rotary-turbine drilling (RTB) by the method of direct washing. From the drilling fluid preparation station (not shown) through the flexible high-pressure sleeve 40, swivel 41, and then into the internal cavity of the Central pressure column 2 serves the drilling fluid. The internal cavity of the column 2 is hydraulically connected to the nozzles 8, which form the drilling fluid in the stream. Overlying rocks destroyed by cutting elements 4, and then minerals in the form of drill cuttings, enter the annular gap formed by the lateral surfaces of the rock cutting tool 3, diamond trap 9 and created SBD wall 42. When the rock cutting tool rotates, a swirling pulp stream is created in the gap, which entrains drill cuttings, released diamonds and moves them upward in the 43 direction. Outside the removable annular cover 13 of the diamond trap 9, the pulp flow rate drops sharply due to a significant increase in the annular gap formed by the SBD wall 42 and the outer surface of the central discharge column 2. On this basis, the hydraulic grain size of the diamonds exceeds the upward velocity of the pulp, so that the diamonds fall into sector-shaped the windows 14 stick to the technical oil 18, and then plunge into it, accumulating in the inner cavity of the annular cylinder 11. Drill cuttings in the form of pulp it falls to the day surface, and then to the sump, from which it enters vibrating screens 45, for example GIL 32, through a pipe 44 (for example, GIL 32). Using vibrating screens, the drill cuttings are divided into +0.5 mm class, which accumulates in the hopper 46, and a grade of -0.5 mm diamond free. An under-grid product of class -0.5 mm through trough 47 enters the settling pond 48, where it accumulates. Large diamonds released during the destruction of the borehole bottom by cutting elements 4, using jet jets formed by nozzles 8, move along the inclined face plane and enter the screw 7 of the leading needle 6. Large diamonds roll and sink in a heavy liquid along the surface of the screw with a large winding pitch, accumulating on the indicator material 38 in the form of a layer 49.

После проходки СБД на всю длину, исполнительный орган извлекают. Отсоединяют от напорной колонны 2 породоразрушающий инструмент 3 и уловитель алмазов 9. Из внутренней полости уловителя алмазов извлекают кристаллосырье. Получают сведения о добытых алмазах из бурового шлама их количественном распределении по длине СБД. After driving the SBD to its full length, the executive body is removed. The rock-cutting tool 3 and the diamond trap 9 are disconnected from the pressure column 2 and the crystal raw material is removed from the internal cavity of the diamond trap. Information is obtained on mined diamonds from drill cuttings and their quantitative distribution along the length of the SBD.

На третьей стадии расширяют по глубине СБД. Для этого в созданную СБД опускают с помощью бурового агрегата 1 исполнительный орган, состоящий из пакерирующего элемента 20 и породоразрушающего инструмента 3. Центральную напорную колонну 2 снабжают диспергатором 50 и трубопроводом 51 для подачи сжатого воздуха от компрессорной станции 52 по магистральному трубопроводу 53. In the third stage, SBDs are expanded in depth. To this end, an actuator consisting of a packing element 20 and a rock cutting tool 3 is lowered into the created SBD using a drilling unit 1. The central discharge column 2 is provided with a dispersant 50 and a pipe 51 for supplying compressed air from the compressor station 52 via the main pipe 53.

Проходку ВГВ 19 ведут по методу обратной промывки. При подаче сжатого воздуха на диспергатор 50 система работает в режиме эрлифтирования пульпы. Для создания оптимального затопления диспергатора 50 из пруда-отстойника 48 с помощью насоса 54 по трубопроводу 55 в ВГВ подают пульпу, содержащую подрешетный продукт, плотность которой приближается к плотности бурового раствора. The passage of HBV 19 is carried out according to the backwash method. When compressed air is supplied to dispersant 50, the system operates in airlift mode of the pulp. To create optimal flooding of the dispersant 50 from the settling pond 48 by means of a pump 54, a pulp containing sub-sieve product, the density of which approaches the density of the drilling fluid, is fed through the pipeline 55 to the HBV.

Буровой шлам, образованный в результате разрушения кольцевого забоя ВГВ, поступает на поверхность верхней секции пакерирующего элемента 20 и под собственным весом перемещается по поровым пространствам, образованными смежными шарами 24 каждый из пакерирующих секций в сторону торцевой части трубы 21 эрлифта. При этом буровой шлам подвергается дроблению с помощью шаров, находящихся в колебательных движениях. Указанное перемещение вызвано положением шаров 24 каждой из секций 22, которые образуют наклонную плоскость в сторону трубы эрлифта в форме опрокинутого усеченного конуса вследствие соединения шаров гибкими связями 25 с возможностью их касания между собой. Буровой шлам в виде пульпы всасывается эрлифтом и по внутренней полости напорной колонны 2 через вертлюг 56 и трубопровод 57 поступает в зупф, из которого землесосом (не показан) по трубопроводу 44 подается на виброгрохоты 45. Подрешетный продукт класса -0,5 мм по желобу 47 поступает в пруд-отстойник 48, а надрешетный продукт класса +0,5 мм транспортируется на обогатительную фабрику. В процессе проходки ВГВ породоразрушающим инструментом 3 создается стенка 58, запас прочности которой в совокупности с активным отпором бурового раствора достаточен для ее устойчивости на весь период проходки выработки. Drill cuttings formed as a result of destruction of the HBV annular face enter the surface of the upper section of the packer element 20 and, under its own weight, moves through the pore spaces formed by adjacent balls 24 each of the packer sections towards the end of the airlift pipe 21. In this case, drill cuttings are crushed using balls in vibrational motion. The indicated movement is caused by the position of the balls 24 of each of the sections 22, which form an inclined plane towards the airlift pipe in the form of an overturned truncated cone due to the connection of the balls with flexible ties 25 with the possibility of touching them. Drill cuttings in the form of pulp are sucked up by the airlift and through the swivel 56 through the swivel 56 and the pipe 57 into the zupf through the inner cavity of the pressure pipe 2, from which it is fed by a suction pump (not shown) to the vibrating screens 45. Under-grain product of class -0.5 mm through the groove 47 enters 48 sedimentation pond, and the over-sieve product of +0.5 mm class is transported to the concentration plant. In the process of drilling the HBV rock cutting tool 3 creates a wall 58, the safety margin of which, in conjunction with the active repulse of the drilling fluid is sufficient for its stability for the entire period of excavation.

Под действием осевой нагрузки, создаваемой весом элементов исполнительного органа, а также динамической нагрузки при бурении ВГВ, в налегающих породах 33 вокруг СБД образуется призма сползания 59 с углом α к отвесной стенке 42. Запас прочности стенки 42 может быть недостаточен для удержания призмы сползания 59, обрушение которой приводит к заштыбовке СБД, а также к поломке элементов исполнительного органа. Для предупреждения названных последствий используют пакерирующий элемент 20, положительная плавучесть шаров которого, а также их прочность способствует активному отпору призме сползания 59 и предотвращает ее развитие. Under the action of the axial load created by the weight of the elements of the executive body, as well as the dynamic load during the drilling of the HBV, a creep prism 59 with an angle α to the vertical wall 42 is formed around the SBD in the overburden 33. The margin of safety of the wall 42 may not be sufficient to hold the creep prism 59, the collapse of which leads to the filling of the DBMS, as well as to the breakdown of the elements of the executive body. To prevent the aforementioned consequences, a packing element 20 is used, the positive buoyancy of the balls of which, as well as their strength, contribute to the active repulse of the creeping prism 59 and prevents its development.

При достижении торцом трубы 21 эрлифта поверхности слоя обогащенного концентрата 60, расположенного на забое СБД, производится всасывание и выдача его на поверхность. Концентрат, который размещен за пределами зоны активного всасывания эрлифта, шарами нижний пакерирующей секции 22 при ее вращении перемещается в скважину 32 и извлекается эрлифтом. Эрлифтом также извлекаются алмазы 49 и индикаторный материал 38. Если количество опущенного и извлеченного из скважины 32 индикаторного материала совпало, процесс зачистки прекращают. Это говорит о том, что все алмазы, высвобожденные в процессе бурения СБД и ВГВ, извлечены на поверхность, так как плотность индикаторного материала значительно превосходит плотность алмазов. When the end face of the pipe 21 airlift surface of the layer of enriched concentrate 60, located on the bottom of the SBD, is sucked in and issuing it to the surface. The concentrate, which is located outside the zone of active suction of the airlift, spheres the lower packer section 22 when it rotates, moves into the well 32 and is removed by the airlift. Diamonds 49 and indicator material 38 are also removed by the airlift. If the amount of indicator material lowered and extracted from the well 32 coincides, the stripping process is stopped. This suggests that all diamonds released during the drilling of SBD and HBV are extracted to the surface, since the density of the indicator material significantly exceeds the density of diamonds.

На этом процесс проходки ВГВ прекращают и исполнительный орган извлекают на поверхность. On this, the HBV penetration process is stopped and the executive body is removed to the surface.

После подъема исполнительного органа производят подсчет добытого полезного ископаемого и содержание алмазов по интервалам глубины созданной вертикальной горной выработки, что служит параметром гарантированной представительности пробы. На основании этого параметра производят оконтуривание границ добычного блока 61 по глубине 62 и в плане 63 трубки. Аналогичным образом производят оконтуривание других блоков 64 и 65. Каждому добычному блоку принадлежит одна из ГРС. Таким образом процесс эксплуатационной разведки трубки во времени и пространстве совпадает с пробной эксплуатацией. Затем производят закладку выработанного пространства. Для этого с помощью бурового агрегата 1 в выработанное пространство опускают колонну буровых труб 66, нижний торец которых снабжен гидромониторной насадкой 67. Из хвостохранилища обогатительной фабрики (не показано) по трубопроводу 68 в выработанное пространство подают твердые компоненты закладочного материала, а от цементировочного агрегата 69, например ЦА-320, с помощью насоса 70 по трубопроводу 71 через вертлюг 72, а затем во внутреннюю полость колонны буровых труб 66 нагнетают цементное молоко, которое с помощью гидромониторной насадки 67 формируется в струи. Закладку выработанного пространства осуществляют слоями 73 снизу вверх, при этом насадку 67 располагают на границе созданного и формируемого слоя. Такая закономерность позволяет значительно снизить расход цемента. Колонне буровых труб сообщают вращательное движение, что позволяет равномерно инъектировать цементное молоко в закладочный материал, как по сечению слоя 73, так и по его высоте. После закладки выработанного пространства комплекс работ в конкретном добычном блоке на первом этапе прекращают. After lifting the executive body, the mined mineral is mined and the diamond content is calculated over the depth intervals of the created vertical mine working, which serves as a parameter for the guaranteed representativeness of the sample. Based on this parameter, the boundaries of the mining block 61 are outlined in depth 62 and in plan 63 of the tube. Similarly, the contouring of other blocks 64 and 65 is performed. Each mining block has one of the gas distribution stations. Thus, the process of operational exploration of the tube in time and space coincides with the trial operation. Then make the tab of the worked out space. For this, with the help of a drilling unit 1, a string of drill pipes 66 is lowered into the excavated space, the lower end of which is equipped with a hydraulic nozzle 67. From the tailings of the processing plant (not shown), solid components of the filling material are fed into the developed space through the pipeline 68, and from the cementing unit 69, for example, CA-320, using a pump 70 through a pipe 71 through a swivel 72, and then cement milk is pumped into the inner cavity of the drill pipe string 66, which is formed using a nozzle 67 It is jetted. The laying out of the worked-out space is carried out in layers 73 from bottom to top, while the nozzle 67 is located on the boundary of the created and formed layer. This pattern can significantly reduce cement consumption. The column of drill pipes rotational movement, which allows you to evenly inject cement milk into the filling material, as the cross section of the layer 73, and its height. After laying the mined-out space, the complex of works in a specific mining block is stopped at the first stage.

На втором этапе отработку трубки ведут в пределах контуров каждого из добычных блоков 61, 64, 65. При этом непосредственно добычу полезного ископаемого осуществляют путем проходки пилот-скважин 74 с созданием перебура 75, расположенного ниже границы 62 добычного блока по глубине. Глубина перебура должна быть меньше или равна длине торцевой части трубы 21 эрлифта. Пилок-скважины 74 заполняют тяжелой жидкостью 76, плотность которой выше плотности налегающих пород, полезного ископаемого и сыпучего материала 77 и ниже плотности алмазов, а также индикаторного материала 78. Тяжелую жидкость заливают до контакта кратерной части трубки с налегающими породами 31. В пределах мощности налегающих пород отрезок скважины заполняют сыпучим материалом (песком). Перед заполнением пилот-скважины песком на ее забой опускают определенное количество индикаторного материала 78. Затем производят расширение пилот-скважины роторно-турбинным бурением по методу прямой промывки с созданием СБД. At the second stage, the pipe is mined within the contours of each of the production blocks 61, 64, 65. In this case, the direct mining of mineral resources is carried out by drilling pilot wells 74 with the creation of a hole 75 located below the depth of the block 62 of the production block. The depth of the spur should be less than or equal to the length of the end part of the airlift pipe 21. Saw files 74 are filled with a heavy fluid 76, the density of which is higher than the density of the overlying rocks, minerals and granular material 77 and lower than the density of diamonds, as well as indicator material 78. The heavy fluid is poured until the crater part of the tube contacts the overlying rocks 31. Within the overlying power rocks a section of the well is filled with bulk material (sand). Before filling the pilot well with sand, a certain amount of indicator material 78 is lowered to its bottom. Then, the pilot well is expanded by rotary-turbine drilling using the direct flushing method with the creation of SBD.

После создания СБД проходят ВГВ по методу обратной промывки. After the creation of SBD, HBV undergoes the backwash method.

На заключительной стадии осуществляют закладку выработанного пространства слоями 73 снизу вверх. At the final stage, bookmark the worked-out space in layers 73 from the bottom up.

Последовательность осуществления технологических процессов на втором этапе отработки трубки аналогична процессам первого этапа. The sequence of technological processes at the second stage of tube mining is similar to the processes of the first stage.

Алмазоносную трубку сложноструктурного строения отрабатывают в две фазы. A diamond-bearing tube of complex structure is worked out in two phases.

Первая фаза включает добычу полезного ископаемого, представленного автолитовыми брекчиями 28 и 29 с высоким содержанием алмазов, что позволяет сократить сроки окупаемости капитальных затрат. The first phase includes mining, represented by autolithic breccias 28 and 29 with a high diamond content, which reduces the payback period for capital costs.

На второй фазе осуществляют добычу полезного ископаемого, представленного ксенотуфобрекчиями с пониженным содержанием алмазов. In the second phase, mining is carried out, represented by xenotuff breccia with a reduced diamond content.

В промежутке между первой и второй фазами изменяют технологическую схему обогащения алмазов, так как ксенотуфобрекчии не требуют дробления и измельчения надрешетного продукта. In the interval between the first and second phases, the technological scheme of diamond beneficiation is changed, since xenotuff breccia does not require crushing and grinding of the oversize product.

Использование изобретения позволит вовлечь в отработку трубки с высокой эффективностью без нанесения эколого-экономического ущерба окружающей среде. ЫЫЫ1 ЫЫЫ2 ЫЫЫ3 ЫЫЫ4 ЫЫЫ5 ЫЫЫ6 ЫЫЫ7 ЫЫЫ8 ЫЫЫ9 ЫЫЫ10 ЫЫЫ11 ЫЫЫ12 ЫЫЫ13 ЫЫЫ14 ЫЫЫ15 ЫЫЫ16 ЫЫЫ17 ЫЫЫ18 ЫЫЫ19 ЫЫЫ20 The use of the invention will allow to engage in the development of pipes with high efficiency without causing ecological and economic damage to the environment. YYY1 YYY2 YYY3 YYY4 YYY5 YYY6 YYY7 YYY8 YYY9 YYY10 YYY11 YYY12 YYY13 YYY14 YYY15 YYY16 YYY17 YYYY18 YYYY19 YYYY

Claims

1. The method of exploration, trial operation and development of mineral deposits, including drilling exploration wells, expanding them with the issuance of drill cuttings by the method of direct and reverse washing at the stage of exploration and trial operation, mining the deposit and laying out the developed space, characterized in that the exploration wells in within the power of the overlying rocks, casing a pipe string, the wells are drilled with coring, then they are calibrated, filled until the field contacts the tax With heavy rocks, the casing is removed and the remaining part of the well is filled with bulk material with a density lower than the density of the heavy fluid, the expansion of wells with direct flushing is carried out to the size of large diameter wells at the trial operation stage with contouring of production blocks, then at the trial operation stage of the allocated blocks with by backwashing, large diameter wells are expanded to the dimensions of a vertical mine, while the expansion is carried out while maintaining the walls approx. development by a packing device, and the development of the field is carried out by drilling pilot wells, expanding them to large diameter wells and expanding the latter to the size of a vertical mine in the sequence adopted for the trial operation stage.

2. The method according to claim 1, characterized in that during exploration, trial operation and development of diamondiferous kimberlite pipes after filling a prospecting or pilot well with heavy liquid, the indicator material is lowered into the bottom for a density exceeding the density of the heavy liquid.

3. The method according to claim 2, characterized in that the expansion of the wells to the size of the wells of large diameter with direct washing is carried out with the capture of diamonds in the well.

4. The method according to claim 3, characterized in that after the expansion of the large diameter wells to the dimensions of the vertical mine workings, indicator material is extracted with settled diamonds.

5. A complex for exploration, trial operation and development of mineral deposits, including a hydraulic mining unit for hydromechanical destruction of minerals and pulp delivery to the surface with a central column and rock cutting tool, characterized in that it is equipped with a diamond trap made in the form of an annular cylinder with a bottom the base and installed therein rigidly connected with the lower base of the pipe segment, while the annular cylinder has a removable annular cover made in the form a truncated cone with radially sector-shaped windows, while the inner cavity of the annular cylinder is equipped with manifolds made in the form of wheels freely fitted on the pipe segment having stiffness spokes and safety spokes, and filled with technical oil, and the diamond trap is installed in the central column connector, connected to the ends of the pipe segments, the lower base of the annular cylinder is placed at the upper base of the rock cutting tool and the diameters of the annular cylinder and rock destruction tools are equal to each other.

6. The complex according to claim 5, characterized in that it is equipped with a packing device consisting of packing sections, each of which is made in the form of balls with positive buoyancy, interconnected by means of flexible connections with the possibility of touching adjacent balls, each section having a coupling for connection to the column, and balls adjacent to the coupling are connected to it through flexible connections.