RU2097560C1 - Process of well hydraulic mining - Google Patents
Process of well hydraulic mining Download PDFInfo
- Publication number
- RU2097560C1 RU2097560C1 RU95112447A RU95112447A RU2097560C1 RU 2097560 C1 RU2097560 C1 RU 2097560C1 RU 95112447 A RU95112447 A RU 95112447A RU 95112447 A RU95112447 A RU 95112447A RU 2097560 C1 RU2097560 C1 RU 2097560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- wells
- hydraulic
- formation
- anticlinal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке способом скважинной гидродобычи антиклинальных складок угольных пластов, особенно тех, отработка которых традиционными подземными способами затруднена из-за небольшой механической прочности угля (уголь в таких складках, как правило, перемят) и низкой устойчивости пород кровли. В таких антиклинальных складках теряется большое количество угля из-за невозможности добычи его традиционными подземными системами разработок. The invention relates to mining and can be used in mining by the method of borehole hydraulic mining of anticlinal folds of coal seams, especially those whose mining by traditional underground methods is difficult due to the low mechanical strength of coal (coal in such folds is usually crushed) and low rock stability roofing. In such anticlinal folds, a large amount of coal is lost due to the impossibility of mining it with traditional underground mining systems.
Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых в неустойчивых вмещающих породах, который включает вскрытие пласта бурением добычных и вспомогательных скважин, формирование искусственной кровли на границе покрывающих пород и пласта, размещение в добычных скважинах гидродобычного оборудования, гидравлический размыв и подъем пульпы на поверхность. There is a method of downhole hydraulic mining of minerals in unstable host rocks, which includes opening the formation by drilling production and auxiliary wells, the formation of an artificial roof at the boundary of the overburden and the formation, placement of production equipment in the production wells, hydraulic erosion and raising the pulp to the surface.
Указанный способ эффективен при отработке пластов горизонтального залегания, так как при гидравлическом размыве почва добычных камер формируется в соответствии с гипсометрией пласта, т.е. горизонтальной, или с небольшим уклоном в сторону добычных скважин. При наклонном залегании пласта в смежных добычных скважинах размыв камер и формирование днищ происходит на разных уровнях, что ведет к оставлению целиков и потерям полезного ископаемого в них. The indicated method is effective in mining horizontal beds, since during hydraulic erosion the soil of the production chambers is formed in accordance with the formation hypsometry, i.e. horizontal, or with a slight bias towards production wells. When the formation is inclined in adjacent production wells, the erosion of chambers and the formation of bottoms occurs at different levels, which leads to the abandonment of the pillars and loss of mineral in them.
Кроме того, применение этого способа при разработке антиклинальных складок угольных пластов малоэффективно из-за перемятости и большой трещиноватости угля трещиноватость угля вызывает большую фильтрацию жидкости, что приводит к обезвоживанию пульпы и низкой транспортирующей способности ее к всасу выдачного устройства. In addition, the use of this method in the development of anticlinal folds of coal seams is ineffective due to the bent and large fractures of the coal, the fracture of the coal causes a large filtration of the liquid, which leads to dehydration of the pulp and its low conveying ability to suction the dispenser.
Цель изобретения повышение эффективности способа скважинной гидродобычи за счет расширения области применения способа при отработке антиклинальных складок угольных пластов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the method of downhole hydraulic production by expanding the scope of the method when working out anticlinal folds of coal seams.
Цель достигается тем, что в способе скважинной гидродобычи антиклинальных складок угольных пластов, включающем вскрытие пласта бурением добычных и вспомогательных скважин, формирование искусственной кровли на границе покрывающих пород и угольного пласта, размещение в добычных скважинах гидродобычного оборудования, гидравлический размыв и подъем угольной пульпы на поверхности, при вскрытии пласта дополнительно проводят транспортный штрек в подстилающих породах симметрично относительно крыльев антиклинальных складок, добычные скважины бурят из транспортного штрека веером по восстанию, причем угол наклона крайних скважин в веере к горизонту устанавливают не менее 5o, гидравлический размыв осуществляют одновременно в двух скважинах, начиная от центральных к крайним, подъем угольной пульпы осуществляют из транспортного штрека.The goal is achieved by the fact that in the method of downhole hydraulic production of anticlinal folds of coal seams, including opening the formation by drilling production and auxiliary wells, the formation of an artificial roof at the boundary of the overburden and the coal seam, placement of production equipment in the production wells, hydraulic washing and lifting of the coal pulp on the surface, when opening the reservoir, additional transport drift is carried out in the underlying rocks symmetrically relative to the wings of anticlinal folds, production wells zhiny drilled from the transport drift fan to the rise, the angle of inclination of the fan in the outer wells to the horizontal is set at least 5 o, hydraulic erosion carried out simultaneously in the two wells, starting from the middle to the extreme, the rise of the coal slurry is carried from a transport roadway.
На чертеже показана схема скважинной гидродобычи (вертикальный разрез антиклинальной складки). The drawing shows a diagram of downhole hydraulic production (vertical section of the anticlinal fold).
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
С поверхности месторождения бурят вспомогательные скважины 1 до кровли ядра антиклинальной складки 2 угольного пласта. Из вспомогательных скважин 1 формируют искусственную кровлю 3 на границе покрывающих пород и ядра антиклинальной складки 2. Искусственную кровлю 3 формируют путем либо гидроразрыва пласта, либо гидроразмыва в зависимости от прочности и трещиноватости пород кровли. Auxiliary wells 1 are drilled from the surface of the deposit to the roof of the core of the anticlinal fold 2 of the coal seam. An artificial roof 3 is formed from auxiliary wells 1 at the boundary of the overburden and the core of the anticlinal fold 2. An artificial roof 3 is formed by either hydraulic fracturing or hydraulic washing, depending on the strength and fracture of the roof rocks.
Расстояние между вспомогательными скважинами 1 устанавливают таким образом, чтобы щели от смежных скважин соединялись между собой. The distance between the auxiliary wells 1 is set so that the slots from adjacent wells are interconnected.
В образованные щели под давлением нагнетают твердеющую смесь, которая после отвердевания и образует искусственную кровлю 3. A hardening mixture is injected into the formed cracks under pressure, which, after hardening, forms an artificial roof 3.
Одновременно с работами по вскрытию пласта и формированию искусственной кровли 3 под ядром антиклинальной складки в подстилающих породах проходят транспортный штрек 4. Штрек 4 располагают симметрично относительно крыльев 5 антиклинальной складки. Из штрека веером по восстанию бурят добычные скважины 6 и вскрывают ими антиклинальную складку на всю ее мощность. Крайние добычные скважины веера бурят под углом α не менее 5o к горизонту.Simultaneously with the work on opening the formation and the formation of an artificial roof 3 under the core of the anticlinal fold in the underlying rocks pass transport drift 4. Drift 4 is placed symmetrically relative to the wings 5 of the anticlinal fold. From the drift along the uprising, 6 production wells are drilled with a fan, and they open the anticlinal fold to its full capacity. The extreme production wells of the fans are drilled at an angle α of at least 5 o to the horizon.
После формирования искусственной кровли и сооружения добычных скважин 6 из транспортного штрека 4 в двух крайних добычных скважинах монтируют гидродобычное оборудование, состоящее из колонны труб с гидромонитором на конце. Подают на гидромониторы воду под давлением и осуществляют гидравлический размыв угля с образованием камер 7 под искусственной кровлей 3. Образованная в результате гидравлического размыва угольная пульпа самотеком по скважинам поступает в транспортный штрек 4, откуда ее углесосами или гидроэлеваторами выдают на поверхность. After the formation of the artificial roof and the construction of production wells 6 from the transport drift 4 in two extreme production wells, hydraulic production equipment is assembled, consisting of a pipe string with a hydraulic monitor at the end. Pressurized water is supplied to the hydraulic monitors and coal is eroded to form chambers 7 under an artificial roof 3. The coal pulp formed as a result of hydraulic erosion by gravity flows through the wells into the transport drift 4, from where it is delivered to the surface by coal suction pumps or hydraulic elevators.
Проходка транспортного штрека 4 в подстилающих породах симметрично относительно крыльев антиклинальных складок обеспечивает, во-первых, безопасность для горнорабочих во время гидравлического размыва угля, так как человек находится под защитой крепи транспортного штрека и целика из подстилающих пород, и, во-вторых, рациональное бурение добычных скважин 6, и самотечный гидротранспорт по ним пульпы, так как в противном случае, т.е. транспортный штрек смещен к одному из крыльев складки, бурение скважин к противолежащему крылу затруднено из-за большого расстояния, а при гидроразмыве и самотечном гидротранспорте пульпы ухудшаются характеристики гидродобычи - монтаж и демонтаж гидродобычного оборудования и большая вероятность забутовки ствола скважины (особенно крайней). The passage of the transport drift 4 in the underlying rocks symmetrically with respect to the wings of the anticlinal folds ensures, firstly, safety for miners during the hydraulic erosion of coal, since a person is protected by the support of the transport drift and the pillar from the underlying rocks, and, secondly, rational drilling production wells 6, and gravity flow through them pulp, as otherwise, i.e. the transport drift is displaced to one of the wings of the fold, drilling of wells to the opposite wing is difficult due to the long distance, and during hydraulic washing and gravity hydrotransport of the pulp, the characteristics of hydraulic production deteriorate - installation and dismantling of hydraulic production equipment and a high probability of blocking the wellbore (especially extreme).
Бурение добычных скважин веером по восстанию из транспортного штрека обеспечивает минимальные затраты на бурение, так как весь веер скважин бурится одним станком с одного места. Drilling production wells with a fan in an uprising from a transport drift provides minimum drilling costs, since the entire fan of wells is drilled with one machine from one place.
Угол наклона крайних скважин в веере к горизонту устанавливают не менее 5o, что обеспечивает хорошую работу самотечного гидротранспорта угольной пульпы. Меньший угол наклона приводит к забутовке скважин кусками угля из-за недостаточной скорости потока пульпы.The angle of inclination of the extreme wells in the fan to the horizon is set to at least 5 o , which ensures good work of gravity hydrotransport of coal pulp. A smaller angle of inclination leads to clogging of the wells with chunks of coal due to insufficient pulp flow rate.
Гидравлический размыв осуществляют одновременно в двух скважинах, начиная от крайних к центральным. Такой порядок выемки угля 3 ядра антиклинальной складки позволяет, во-первых, быстро осуществить выемку угля из всего веера скважин и, во-вторых, подрабатывая центральную часть ядра антиклинальной складки с двух сторон, используются силы горного давления, которые, воздействуя на центральную часть складки, помогают более эффективно размывать уголь на завершающей стадии отработки всего веера. Образование искусственной кровли над антиклинальной складкой изолирует выработанное пространство от попадания в него покрывающих пород (как правило, породы над антиклинальными угольными складками перемяты и обладают низкой устойчивостью). Применение пластических твердеющих материалов, например, на основе эпоксидных смол для формирования искусственной кровли обеспечивает плавное опускание кровли вслед за образованием выработанного пространства без прорыва в него неустойчивых пород кровли. Работа такой кровли аналогична добыче угля под гибким перекрытием. Hydraulic erosion is carried out simultaneously in two wells, ranging from extreme to central. This order of coal extraction 3 anticline fold cores allows, firstly, to quickly carry out coal extraction from the entire fan of the wells and, secondly, mining the central part of the anticlinal fold core from two sides, using rock pressure forces, which, acting on the central part of the fold , help more efficiently wash away coal at the final stage of mining the entire fan. The formation of an artificial roof over the anticlinal fold isolates the worked-out space from the overburden falling into it (as a rule, the rocks above the anticlinal coal folds are crushed and have low stability). The use of plastic hardening materials, for example, based on epoxy resins for the formation of artificial roofs, provides a smooth lowering of the roof after the formation of the worked out space without breaking through unstable roofing rocks. The operation of such a roof is similar to the extraction of coal under a flexible ceiling.
Отбитый уголь в виде пульпы по добычным скважинам попадает в транспортный штрек, где пульпа может обезвоживаться или при помощи углесосов, эрлифта или гидроэлеватора подниматься на поверхность. Chipped coal in the form of pulp through production wells enters the transport drift, where the pulp can be dehydrated or with the help of carbon pumps, airlift or elevator rise to the surface.
Подъем пульпы на поверхность из транспортного штрека позволяет контролировать и оперативно управлять работой гидроподъема, что очень затруднено в том случае, если гидроподъем происходит из добычной скважины. Raising the pulp to the surface from a transport drift allows you to control and quickly manage the operation of hydraulic lifting, which is very difficult if the hydraulic lifting comes from a production well.
Применение способа весьма эффективно на Прокопьевско-Киселевском месторождении угля в Кузбассе, так как большое количество запасов угля сосредоточено в ядрах антиклинальных складок, отработка которых традиционными способами либо технически невозможна, либо экономически нецелесообразна. Например, отработка таких складок открытым способом на глубинах 100-300 м вызывает необходимость иметь коэффициент вскрыши больше Kв>10, что для угля нерентабельно, а жесткие требования по экологии увеличивают затраты на рекультивацию земель.The application of the method is very effective at the Prokopyevsk-Kiselevsky coal deposit in Kuzbass, since a large amount of coal reserves is concentrated in the cores of anticlinal folds, the development of which by traditional methods is either technically impossible or economically impractical. For example, working out such folds in an open way at depths of 100-300 m makes it necessary to have a stripping ratio greater than K at > 10, which is unprofitable for coal, and stringent environmental requirements increase the cost of land restoration.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95112447A RU2097560C1 (en) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Process of well hydraulic mining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95112447A RU2097560C1 (en) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Process of well hydraulic mining |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95112447A RU95112447A (en) | 1997-07-27 |
| RU2097560C1 true RU2097560C1 (en) | 1997-11-27 |
Family
ID=20170300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95112447A RU2097560C1 (en) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | Process of well hydraulic mining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2097560C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763162C1 (en) * | 2021-04-09 | 2021-12-27 | Сергей Николаевич Кошколда | Method for underground hydro mining of minerals and the device for its implementation |
-
1995
- 1995-08-01 RU RU95112447A patent/RU2097560C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU, авторское свидетельство, 973844, кл. E 21 C 45/00, 1982. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763162C1 (en) * | 2021-04-09 | 2021-12-27 | Сергей Николаевич Кошколда | Method for underground hydro mining of minerals and the device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2287666C2 (en) | Method for controlling usage of accompanying products from underground zones | |
| CA2614569C (en) | Method of increasing reservoir permeability | |
| US6688702B1 (en) | Borehole mining method | |
| US9273553B2 (en) | Mining method for gassy and low permeability coal seams | |
| CN102505963B (en) | Stope face roof water pre-drainage construction method | |
| US7493951B1 (en) | Under-balanced directional drilling system | |
| RU2612061C1 (en) | Recovery method of shale carbonate oil field | |
| CN102392677A (en) | Permeability improvement technology for coal bed gas reservoir cap by using three-dimensional fracture network modification | |
| CN102392678A (en) | Gas drainage method combining surface and underground fracturing and permeability improvement | |
| US3270816A (en) | Method of establishing communication between wells | |
| CN108412453A (en) | A kind of coal mining water controls system and construction method altogether with gas | |
| CN109611146B (en) | Separation layer water drainage grouting method | |
| US20110315379A1 (en) | Producing hydrocarbon material from a layer of oil sand | |
| CN109899105A (en) | A kind of multistage crossing-hole gas extraction method of low level for coal petrography alternating layers coal seam | |
| RU2065973C1 (en) | Method for degassing accompanying seams | |
| US4906048A (en) | Method of downhole hydraulicking of mineral resources | |
| CN117108283A (en) | Fluidized coal mining method utilizing self energy storage of coal seam | |
| CN116988733A (en) | Mining-while-mining and filling coal mining method based on roof horizontal well side drilling holes | |
| RU2097560C1 (en) | Process of well hydraulic mining | |
| CN114278372A (en) | Guiding arrangement method for underground directional drilling area of ultra-thick water-rich layer | |
| CN109944634B (en) | Coal seam top and bottom plate filling type goaf filling structure and filling method thereof | |
| CN208220720U (en) | A kind of coal mining water and gas control system altogether | |
| RU2078209C1 (en) | Method of mining mineral deposits and superstructure for its embodiment | |
| RU2059073C1 (en) | Method for development of mineral deposits | |
| RU2541978C1 (en) | Well construction method |