RU2125160C1

RU2125160C1 - Method for bore-hole hydraulic mining of solid minerals

Info

Publication number: RU2125160C1
Application number: RU98107421A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Кошколда; К.Н. Кошколда; Е.В. Гончарко; С.В. Цыбульский; В.И. Быковский; В.А. Дмитриев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Фирма "Кондор"; Торгово-коммерческий центр-XXI
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this is primarily intended for selective recovery of diamonds from kimberlite pipes. According to method, following operations are undertaken. After opening of section by central bore-hole, peripheral bore-holes, intermediate bore-holes, and contour bore-holes, section is mined by layers from bottom upwards. For mining layers from contour bore-holes, created is contour slot, and created above layer is artificial ceiling. Mining of layer is performed by chambers beginning with peripheral chambers. For self-caving of rock in chamber, cutting-in space at its bottom is washed out. After mining of lower layer, work is moved to mining of upper layer. Layer representing barren rock is not mined. Also skipped are chambers of layer containing no diamonds. Application of aforesaid method allows for mining of minerals with less expenses. EFFECT: higher efficiency. 11 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке месторождений полезных ископаемых методом скважинной гидродобычи. Применение данного изобретения целесообразно для отработки месторождений полезных ископаемых, представленных рудными телами пластовой, линзообразной и т.п. формы, в том числе месторождениями, в которых продуктивный пласт выделен по содержанию полезного компонента. К таким месторождениям относятся, например, алмазоносные кимберлитовые трубки Архангельской области. The invention relates to mining and can be used in the development of mineral deposits by the method of downhole hydraulic production. The use of this invention is suitable for mining mineral deposits represented by ore bodies of a stratum, lenticular, etc. forms, including deposits, in which the reservoir is identified by the content of the useful component. Such deposits include, for example, diamondiferous kimberlite pipes of the Arkhangelsk region.

Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие залежи центральной и периферийными технологическими скважинами, их обсадку, установку в них оборудования и отработку в несколько этапов несмежных камер, начиная с периферийных с образованием подсечного пространства гидроразмывом у почвы образуемой камеры, их закладку твердеющей смесью, отработку и закладку оставшихся периферийных камер и, в последнюю очередь отработку и закладку центральной камеры (см. Патент Российской Федерации N 208 1325, кл. E 21 C 45/00, 1995 г.). A known method of downhole hydraulic mining of minerals, including opening the deposits of the central and peripheral technological wells, casing them, installing equipment in them and practicing non-contiguous chambers in several stages, starting from the peripheral ones with the formation of a cutting space by hydraulic erosion in the soil of the chamber formed, laying them with a hardening mixture, mining and laying the remaining peripheral chambers and, last but not least, mining and laying the central chamber (see Patent of the Russian Federation N 208 1325, CL E 21 C 45/00, 1995).

Данный способ не позволяет производить селективную выемку полезного ископаемого, представленного отдельными гнездами, линзами, пропластками и т.д. В частности, при отработке кимберлитовых трубок, в которых распределение алмазов крайне неравномерно, приходится разрушать и выдавать на поверхность значительный объем пустой породы, что влечет за собой непроизводительные затраты, а также отрицательно сказывается на экологии. Кроме того, использование во всех скважинах полного комплекта оборудования значительно увеличивает затраты на отработку. Так же этот способ не исключает значительных потерь кристаллосырья. Это связано с тем, что при размыве породы получается пульпа, твердая фаза которой включает два типа составляющих - мелкодисперсную легкоразмываемую, с относительно небольшим удельным весом, пустую породу и твердое, с относительно высоким удельным весом, с различной крупностью отдельностей, кристаллосырье. При размыве и доставке к скважине, по которой осуществляется подъем, часть кристаллов, в первую очередь наиболее крупных и ценных, опускается на днище камеры. Для того чтобы снизить потери приходится существенно повышать расход жидкости и напор струи, что резко повышает энергозатраты при незначительности получаемого эффекта. This method does not allow selective mining of minerals, represented by individual nests, lenses, layers, etc. In particular, when mining kimberlite pipes, in which the distribution of diamonds is extremely uneven, it is necessary to destroy and bring to the surface a significant amount of waste rock, which entails unproductive costs, and also negatively affects the environment. In addition, the use of a full set of equipment in all wells significantly increases development costs. Also, this method does not exclude significant losses of crystalline raw materials. This is due to the fact that during the erosion of the rock, a pulp is obtained, the solid phase of which includes two types of components - finely dispersed, easily eroded, with a relatively low specific gravity, gangue, and solid, with a relatively high specific gravity, with different finenesses of the particles, and crystalline raw materials. When erosion and delivery to the well, which is the rise, part of the crystals, especially the largest and most valuable, falls on the bottom of the chamber. In order to reduce losses, it is necessary to significantly increase the flow rate of the fluid and the pressure of the jet, which sharply increases energy consumption while the effect is insignificant.

Задача, на решение которой направленно настоящее изобретение - повышение эффективности отработки месторождений полезных ископаемых. The problem to which the present invention is directed is to increase the efficiency of mining mineral deposits.

Технический результат изобретения - обеспечение селективности добычи, уменьшение потерь полезного ископаемого, снижение затрат на добычу и транспортировку и уменьшение вредного воздействия на окружающую среду. The technical result of the invention is to ensure the selectivity of production, reducing losses of minerals, reducing the cost of extraction and transportation and reducing harmful effects on the environment.

Технический результат достигается тем, что в способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем вскрытие залежи центральной и периферийными технологическими скважинами, их обсадку, установку в них оборудования и отработку в несколько этапов несмежных камер, начиная с периферийных, с образованием подсечного пространства гидроразмывом у почвы образуемой камеры, их закладку твердеющей смесью, отработку и закладку оставшихся периферийных камер и в последнюю очередь отработку и закладку центральной камеры, по проектному контуру отрабатываемого участка бурят контурные сближенные скважины, отработку ведут слоями снизу вверх, перед отработкой очередного слоя образуют контурную щель на всю мощность слоя и формируют искусственную потолочину из твердеющего материала с наклоном от периферии к центру, отработку слоя начинают после затвердевания искусственной потолочины, подсечное пространство также создают наклонным от периферии к центру, для чего сначала производят наклонную сбойку центральной технологической скважины с периферийной гидроразмывом из этих скважин, а выдачу пульпы из всех камер осуществляют через центральную технологическую скважину, при этом при переходе к отработке вышележащего смежного слоя, используют искусственную потолочину нижележащего смежного слоя в качестве искусственного днища. The technical result is achieved by the fact that in the method of downhole hydraulic mining of minerals, including opening the deposits of the central and peripheral technological wells, casing them, installing equipment in them and practicing non-adjacent chambers in several stages, starting from the peripheral ones, with the formation of an undercutting space by hydraulic erosion at the soil of the chamber being formed , their laying with a hardening mixture, mining and laying of the remaining peripheral cameras, and, last but not least, mining and laying of the central camera, according to the design contract close contour wells are drilled in the uru of the section being worked out, mining is carried out in layers from bottom to top, before mining the next layer, they form a contour gap for the entire thickness of the layer and form an artificial ceiling from the hardening material with an inclination from the periphery to the center, mining of the layer begins after the artificial ceiling has hardened, the undercutting space is also create oblique from the periphery to the center, for which they first produce an oblique breakdown of the central technological well with peripheral hydraulic erosion from these Vazhiny and pulp issuing from all cameras is carried out through the central hole technology, while working out at the transition to the adjacent overlying layer, using artificial potolochinu underlying adjacent layer as an artificial bottom.

Для снижения общих затрат в процессе бурения выделяют участки, содержащие полезный компонент и отрабатывают камеры, лежащие только в этих участках. To reduce the total costs during the drilling process, sections containing a useful component are isolated and cameras located only in these sections are worked out.

При значительной площади отрабатываемого участка между периферийными технологическими скважинами и центральной технологической скважиной бурят промежуточные технологические скважины, а отработку камер из этих скважин ведут аналогично отработке камер из периферийных скважин. With a significant area of the worked out area between the peripheral technological wells and the central technological well, intermediate technological wells are drilled, and the chambers are developed from these wells in a similar way to the chambers from peripheral wells.

Кроме того, часть контурных скважин бурят по контуру рудного тела. In addition, part of the contour wells are drilled along the contour of the ore body.

Также забои части технологических скважин располагают по контуру рудного тела. The faces of a part of the technological wells are located along the contour of the ore body.

Сбойки проходят последовательно от центральной технологической скважины к промежуточным, а от них к периферийным. Failures occur sequentially from the central production well to the intermediate, and from them to the peripheral.

Для формирования искусственной потолочины производят последовательную сбойку центральной технологической скважины с промежуточными и периферийными, а гидроразмыв щели и закладку ее твердеющей смесью для образования искусственной потолочины ведут поэтапно от периферии к центру. For the formation of an artificial ceiling, a sequential breakdown of the central technological well with intermediate and peripheral wells is carried out, and the hydraulic erosion of the gap and the laying of it with a hardening mixture for the formation of an artificial ceiling are carried out in stages from the periphery to the center.

Часть контурных скважин на уровне кровли подлежащего отработке слоя сбивают с периферийными технологическими скважинами, производят из них гидроразмыв дополнительной щели и заполняют ее твердеющей смесью для закрепления искусственной потолочины в массиве. Part of the contour wells at the level of the roof of the layer to be worked out is knocked down with peripheral technological wells, an additional slit is washed out of them and filled with a hardening mixture to fix the artificial ceiling in the array.

Кроме того, часть контурных скважин бурят диаметром, равным диаметру технологических скважин и производят из них размыв дополнительной щели и заполнение ее твердеющей смесью, и зачистку днища отработанных камер. In addition, part of the contour boreholes are drilled with a diameter equal to the diameter of the technological boreholes and they are used to wash out the additional gap and fill it with a hardening mixture, and to clean the bottom of the spent chambers.

Для облегчения самообрушения горной массы отработку начинают с периферийной камеры, находящейся в угловой части ряда контурных сближенных скважин. To facilitate the self-collapse of the rock mass, mining begins with a peripheral chamber located in the corner of a number of contoured contiguous wells.

Для повышения устойчивости искусственную потолочину каждой камеры создают с диаметром большим диаметра отрабатываемой камеры, с опорой искусственных потолочин камер предыдущих этапов на искусственные потолочины камер последующих этапов. To increase stability, the artificial ceiling of each chamber is created with a diameter greater than the diameter of the worked-out chamber, with the support of the artificial ceiling of the chambers of the previous stages on the artificial ceiling of the chambers of the subsequent stages.

В указанную совокупность включены все существенные признаки, необходимые и достаточные для достижения технического результата. The indicated population includes all essential features necessary and sufficient to achieve a technical result.

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена отработка нижнего слоя;
на фиг. 2 - выемка одного из вышележащих слоев, содержащих полезное ископаемое;
на фиг. 3 изображена схема отработки ромбовидного участка;
на фиг. 4 - схема создания искусственной потолочины в плане отрабатываемого гексагонального участка;
на фиг. 5 - схема создания искусственной кровли в разрезе;
на фиг. 6 - план отработки участка на границе кимберлитовой трубки;
на фиг. 7 - отработка кимберлитовой трубки в разрезе.The method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows mining of the lower layer;
in FIG. 2 - excavation of one of the overlying layers containing minerals;
in FIG. 3 shows a diamond mining pattern;
in FIG. 4 is a diagram of the creation of an artificial ceiling in terms of the worked out hexagonal section;
in FIG. 5 is a sectional diagram of creating an artificial roof;
in FIG. 6 - plan for mining a site at the border of a kimberlite pipe;
in FIG. 7 - sectional kimberlite pipe mining.

Отработка месторождения осуществляется следующим образом. Производят вскрытие участка 1 центральной 2, периферийными 3 и, при большей ширине отрабатываемого участка, промежуточными 4 технологическими скважинами. Производят их обсадку. По контуру участка бурят контурные сближенные скважины 5. Как правило, эти скважины бурят уменьшенного, по сравнению с технологическими, диаметра. Field development is as follows. An autopsy of section 1 of the central 2, peripheral 3 and, with a larger width of the worked out section, is performed by intermediate 4 technological wells. Make their casing. On the contour of the plot, contoured contiguous wells are drilled 5. As a rule, these wells are drilled with a reduced diameter compared to the technological ones.

Дальнейшее осуществление способа поясняется на примере отработки участка 1, вскрытого центральной 2, периферийными 3 и промежуточными 4 технологическими скважинами. Further implementation of the method is illustrated by the example of mining section 1, opened by the central 2, peripheral 3 and intermediate 4 technological wells.

Производят подготовку нижнего слоя 6 к отработке. Для этого из контурных скважин 5 на высоту слоя 6 создают контурную щель 7. Щель может быть создана любым известным способом - гидромониторным размывом, гидроразрывом, щадящим взрыванием, например, с использованием уменьшенных зарядов, демпфирующих прокладок, концентраторов напряжении, взрыванием на холостые скважины, с применением НРС и т.д. Prepare the lower layer 6 for testing. To do this, from the contour wells 5 to the height of the layer 6, create a contour gap 7. The gap can be created by any known method - hydraulic washout, hydraulic fracturing, sparing blasting, for example, using reduced charges, damping gaskets, stress concentrators, blasting at idle wells, s the use of LDCs, etc.

После или до образования контурной щели 7 производят создание приемной камеры 8 и искусственной потолочины 9. Для этого на дно центральной технологической скважины 2 на колонне труб 10 опускают нижний оголовок 11, состоящий из скважинного гидромонитора 12 и выдачного устройства с трубопроводом 13, которое может быть выполнено в виде эрлифта, гидроэлеватора или их комбинации. Производят размыв породы до проектного контура приемной камеры 8 и выдачу пульпы на поверхность. Затем поднимают нижний оголовок 11 до уровня кровли слоя 6. В одну из промежуточных скважин 4 на колонне труб 14 так же до уровня кровли слоя 6 опускают скважинный гидромонитор 15. После этого начинают проходить сбойку между скважинами 2 и 4( в случае отработки без промежуточных технологических скважин - сбойку между скважинами 2 и 3). Образуемую пульпу выдают на поверхность через центральную скважину 2. Сбойку проходят наклонно от промежуточной скважины 4 к центральной скважине 2 с двух сторон. Для этого гидромонитор 15 располагают выше оголовка 11. Для образования наклонной сбойки и дальнейшего размыва горной породы могут быть применены гидромониторы с гибкими стволами. Целесообразно проходку сбойки осуществлять в два этапа - в первую очередь от скважины 2 в направлении скважины 4, а затем от скважины 4 к скважине 2. Так как на этом участке из скважины 4 размыв будет производиться в затопленном забое, желательно, чтобы часть сбойки со стороны скважины 2 была пройдена на максимально возможную глубину и порода в забое уже была бы ослаблена за счет размокания. After or before the formation of the contour gap 7, a receiving chamber 8 and an artificial ceiling 9 are created. For this, the lower head 11, consisting of a borehole hydraulic monitor 12 and a dispensing device with a pipe 13, is lowered to the bottom of the central technological well 2 on the pipe string 10, which can be performed in the form of airlift, elevator, or a combination thereof. The erosion of the rock to the design contour of the receiving chamber 8 and the issuance of pulp to the surface. Then raise the lower tip 11 to the level of the roof of layer 6. In one of the intermediate wells 4 on the pipe string 14, the downhole hydraulic monitor 15 is also lowered to the level of the roof of layer 6. After this, a failure occurs between wells 2 and 4 (in the case of mining without intermediate technological wells - a fault between wells 2 and 3). The formed pulp is discharged to the surface through the central well 2. The faults pass obliquely from the intermediate well 4 to the central well 2 from two sides. To do this, the hydraulic monitor 15 is positioned above the head 11. For the formation of an inclined fault and further erosion of the rock, flexible monitors can be used. It is advisable to carry out the shutdown in two stages - first of all from well 2 in the direction of well 4, and then from well 4 to well 2. Since in this section from well 4 the erosion will be carried out in the flooded face, it is desirable that part of the shutdown from the side well 2 was passed to the maximum possible depth and the rock in the face would have already been weakened by soaking.

После образования сбойки между скважинами 2 и 4, аналогично производят сбойку промежуточной технологической скважины 4 и периферийной технологической скважины 3, из которой будет отрабатываться первая камера первого этапа (1). After the formation of a fault between wells 2 and 4, the intermediate technological well 4 and the peripheral technological well 3, from which the first chamber of the first stage will be processed (1), are similarly faulted.

На фиг. 3 позицией I обозначены камеры, отрабатываемые на первом этапе, позицией III - на втором этапе. В скобках указана последовательность камер при варианте отработки в три этапа. In FIG. 3, I denotes chambers worked out in the first stage, and III denotes the second stage. The sequence of chambers is shown in brackets with the development option in three stages.

Затем начинают размыв породы вокруг сбитой периферийной технологической скважины 2 с образованием наклонной щели у кровли слоя. Щель в плане создают с диаметром большим диаметра камеры. После образования щели производят ее заполнение твердеющей смесью, после затвердевания которой образуется искусственная потолочина 16. При этом заполняют также часть сбойки между периферийной скважиной 3 и промежуточной скважиной 4. Затем, аналогично, поочередно создают искусственные потолочины 16 над всеми камерами первого этапа. После этого приступают к созданию искусственной потолочины 17 над камерами второго этапа II. Для этого так же проводятся сбойки между центральной 2 и промежуточными 4 и периферийными 3 технологическими скважинами. Но сбойки проводятся несколько ниже, чем над камерами первого этапа, с таким расчетом, чтобы нижняя поверхность искусственной потолочины 16 над камерами первого этапа лежала в одной плоскости с верхней поверхностью искусственной потолочины 17 камер второго этапа. Поскольку диаметр искусственной потолочины над каждой камерой больше диаметра камеры, а соседние камеры соприкасаются между собой по образующей, искусственные потолочины 16 над камерами первого этапа частично перекрывают искусственные потолочины 17 камер второго этапа и опираются о них по поверхности 18. Далее в такой же последовательности создают искусственную потолочину над камерами, отрабатываемыми промежуточными 4 и центральной 2 технологическими скважинами. Then, erosion of the rock begins around the collapsed peripheral technological well 2 with the formation of an inclined slit at the top of the layer. A gap in the plan is created with a diameter greater than the diameter of the chamber. After the gap is formed, it is filled with a hardening mixture, after hardening of which an artificial ceiling 16 is formed. At the same time, part of the fault between the peripheral well 3 and the intermediate well 4 is also filled. Then, similarly, artificial ceilings 16 are created alternately above all the chambers of the first stage. After that, they begin to create an artificial ceiling 17 above the cameras of the second stage II. For this, faults are also carried out between the central 2 and intermediate 4 and peripheral 3 technological wells. But failures are carried out slightly lower than above the cameras of the first stage, so that the lower surface of the artificial ceiling 16 above the cameras of the first stage lies in the same plane as the upper surface of the artificial ceiling 17 of the cameras of the second stage. Since the diameter of the artificial ceiling above each chamber is larger than the diameter of the chamber, and the adjacent cameras touch each other along the generatrix, the artificial ceilings 16 above the cameras of the first stage partially overlap the artificial ceilings 17 of the cameras of the second stage and rely on them along the surface 18. Then, in the same sequence, create an artificial the ceiling above the chambers worked off by intermediate 4 and central 2 technological wells.

В зависимости от условий искусственная потолочина 9 может создаваться над всем слоем 6 до его отработки, или же постепенно сначала над всеми периферийными камерами, после их отработки над ближайшими к ним промежуточными и т.д. Depending on the conditions, an artificial ceiling 9 can be created over the entire layer 6 before it is worked out, or gradually first over all peripheral cameras, after they are worked out over the intermediate ones closest to them, etc.

После затвердевания искусственной потолочины 9 переходят к отработке, начиная с периферийных камер. Их отработку производят в несколько этапов. Для этого в центральную 2 и одну из промежуточных 4 технологических скважин, до уровня подошвы слоя 6 опускают нижний оголовок 11 и скважинный гидромонитор 15 соответственно. Затем начинают размыв сбойки 19 между центральной технологической скважиной 2 и промежуточной технологической скважиной 4 аналогично образованию сбойки при создании искусственной потолочины 16. Затем, также, проходят сбойку 20 между промежуточной технологической скважиной 4 и периферийной 3. В итоге получается сплошная сбойка периферийной технологической скважины 3, через промежуточную 4, с центральной 2. В случае отработки без промежуточных технологических скважин проходят сбойку 21 между технологическими скважинами 2 и 3. Для обеспечения полноты извлечения полезного компонента, сбойки и вообще днище слоя 6 создают с наклоном в сторону центральной технологической скважины 2, равным углу естественного откоса. После этого начинают отработку периферийной камеры 22. Каждая периферийная камера имеет как минимум две свободные поверхности - контурную щель 7 и контакт с искусственной потолочиной. Некоторые камеры имеют три свободных поверхности - камера 23 (см. фиг. 3) или более - камера 24. Отработку целесообразно начинать с камеры, имеющей наибольшее число свободных поверхностей. Как правило это камеры, лежащие в угловых частях контурной щели 7. Произведя размыв подсечного пространства 25 в направлении контурной щели 7 создают условия для самообрушения полезного ископаемого. Обрушившаяся порода 26 размывается струей гидромонитора 15 и самотеком в виде пульпы по сбойкам 19 и 20 направляется в приемную камеру 8, откуда по трубопроводу 13 выдается на поверхность. Затем размывают подсечное пространство между сбойкой и образовавшейся полостью и т. д. После отработки камеры 22 ее закладывают твердеющей смесью и переходят к отработке несмежной с ней камеры 27 (отработка следующей камеры может производиться одновременно с закладкой отработанной камеры данного этапа). На фиг. 3 представлена схема, в которой возможны два варианта отработки периферийных камер - в два этапа или в три этапа. При первом варианте после отработки камеры 24 переходят к отработке камеры 23 и т.д. После отработки и закладки всех камер первого этапа и затвердевания твердеющей закладки начинают отработку камер второго этапа. After the hardening of the artificial ceiling 9, they proceed to mining, starting from the peripheral chambers. Their development is carried out in several stages. To do this, in the central 2 and one of the intermediate 4 technological wells, to the level of the bottom of the layer 6 lower the lower tip 11 and the borehole hydraulic monitor 15, respectively. Then the erosion of fault 19 begins between the central technological well 2 and the intermediate technological well 4 similarly to the formation of failure when creating artificial ceiling 16. Then, there also passes a fault 20 between the intermediate technological well 4 and the peripheral 3. As a result, a continuous fault of the peripheral technological well 3 is obtained. through intermediate 4, from central 2. In the case of mining without intermediate technological wells, a fault 21 passes between technological wells 2 and 3. To ensure The completeness of extraction of the useful component, failure, and generally the bottom of the layer 6 are created with an inclination towards the central technological well 2 equal to the angle of repose. After that, the development of the peripheral chamber 22 begins. Each peripheral chamber has at least two free surfaces - a contour slot 7 and contact with an artificial ceiling. Some chambers have three free surfaces — chamber 23 (see FIG. 3) or more — chamber 24. It is advisable to begin testing with a chamber having the largest number of free surfaces. As a rule, these are cameras lying in the angular parts of the contour gap 7. Having washed the undercutting space 25 in the direction of the contour gap 7, conditions are created for self-collapse of the mineral. The collapsed rock 26 is eroded by the jet of a hydromonitor 15 and, by gravity in the form of a pulp, according to failures 19 and 20, is directed to a receiving chamber 8, from where it is delivered to the surface via a pipe 13. Then, the undercut space between the fault and the cavity formed is washed out, etc. After working off the chamber 22, it is laid with a hardening mixture and proceed to the working off of the chamber 27 not adjacent to it (the next chamber can be worked out simultaneously with laying the spent chamber of this stage). In FIG. Figure 3 presents a diagram in which there are two possible options for developing peripheral cameras - in two stages or in three stages. In the first embodiment, after practicing the camera 24, they proceed to practicing the camera 23, etc. After working out and laying all the chambers of the first stage and hardening of the hardening bookmark, they begin working out the chambers of the second stage.

При втором варианте после отработки и закладки камеры 24 отрабатывают камеру 28, затем камеры второго этапа 29, 30 и 31 и после их отработки и закладки, камеры третьего этапа 23, 32 и 31. После затвердевания закладки во всех периферийных камерах, отрабатывают и закладывают центральную камеру. In the second embodiment, after working off and laying the camera 24, the camera 28 is being worked out, then the cameras of the second stage 29, 30 and 31, and after their working out and laying, the cameras of the third stage 23, 32 and 31. After the bookmarks have hardened in all peripheral chambers, they work out and lay the central one the camera.

Если бурились промежуточные скважины 4, то после отработки и закладки периферийных камер производят так же в несколько этапов отработку и закладку промежуточных камер. If the intermediate wells 4 were drilled, then after mining and laying the peripheral chambers, mining and laying of the intermediate chambers is also carried out in several stages.

При закладке камеры 34 предыдущего этапа, искусственная потолочина камеры последующего этапа 17, за счет того, что ее диаметр больше диаметра камеры 35, оказывается опертой о массив твердеющей закладки камеры 34 предыдущего этапа по поверхности 36, (а после ее отработки и камеры 37), чем достигается устойчивость кровли 17 при отработке камеры 35 второго этапа. When laying the chamber 34 of the previous stage, the artificial ceiling of the chamber of the subsequent stage 17, due to the fact that its diameter is larger than the diameter of the chamber 35, is supported by the array of the hardening bookmark of the chamber 34 of the previous stage over the surface 36, (and after its development, the chamber 37), what is the stability of the roof 17 when practicing the chamber 35 of the second stage.

После отработки нижнего слоя переходят к отработке вышележащего слоя. After working out the lower layer, they go on to working out the overlying layer.

Если по данным геологоразведки вышележащий слой 38 представлен пустой породой, то его не отрабатывают, а переходят к последующему 39 и т.д. If, according to geological exploration data, the overlying layer 38 is represented by waste rock, then it is not worked out, but is transferred to the next 39, etc.

Если в пределах слоя имеются камеры 40, не содержащие полезного компонента, то их так же не отрабатывают, а отрабатывают только камеры 41 с полезным компонентом. If within the layer there are chambers 40 that do not contain a useful component, then they also do not work out, but only chambers 41 with a useful component work out.

Если по каким-то причинам самообрушение пород затруднено или прекратилось, то производят инициирование обрушения, перемещая гидромонитор 12 или 15 по скважине к зависшему участку и размывают его. В случаях, когда отрабатываемый массив представлен достаточно устойчивыми породами, отработку камер ведут с принудительным обрушением, начиная от подсечного пространства 21 к искусственной потолочине 9, последовательно отрабатывая круговые заходки вокруг технологических скважин снизу вверх. При этом часть отбитой породы будет частично магазинироваться на почве выработки и постепенно размываться по мере отработки камеры стекающей водой и пульпой. После полной отработки камеры гидромонитор 12 или 15 опускают к почве и производят окончательный размыв оставшейся на ней горной массы. If for some reason the self-collapse of the rocks is difficult or stopped, then the collapse is initiated by moving the hydraulic monitor 12 or 15 along the well to the frozen area and erodes it. In cases where the worked out array is represented by sufficiently stable rocks, the chambers are worked out with forced collapse, starting from the undercutting space 21 to the artificial ceiling 9, sequentially practicing circular approaches around the technological wells from the bottom up. At the same time, part of the broken rock will partially store on the soil of the mine and gradually erode as the chamber is drained with flowing water and pulp. After the chamber is completely worked out, the hydraulic monitor 12 or 15 is lowered to the soil and the final erosion of the rock mass left on it is carried out.

Выдачу пульпы на поверхность осуществляют по центральной технологической скважине 2 в донной части которой создают приемную камеру 8 для сбора пульпы и размещения всаса трубопровода 13 выдачного устройства. Из камеры 8 может осуществляться выдача пульпы при отработке всех слоев. Можно так же закладывать часть скважины 2 в пределах отработанного слоя и массива пустой породы и создавать новую приемную камеру непосредственно под очередным отрабатываемым слоем или группой слоев. The issuance of pulp to the surface is carried out by a central technological well 2 in the bottom of which a receiving chamber 8 is created to collect the pulp and accommodate the suction of the piping 13 of the dispensing device. From the chamber 8, pulp can be dispensed when all layers are mined. You can also lay part of the well 2 within the spent layer and waste rock mass and create a new receiving chamber directly under the next working layer or group of layers.

Часть контурных скважин 42 бурят диаметром, равным диаметру технологических скважин. Эти скважины используют для создания дополнительной искусственной потолочины 43, внедренной в неразрушаемый при разработке данного участка массив горных пород, что позволяет надежно закрепить искусственную потолочину 9 всего отрабатываемого слоя. A part of the contour wells 42 are drilled with a diameter equal to the diameter of the technological wells. These wells are used to create an additional artificial ceiling 43, embedded in a rock mass that is indestructible during the development of this section, which allows reliable fixing of the artificial ceiling 9 of the entire worked out layer.

Из этих же скважин осуществляют зачистку днища близлежащих отработанных камер, например 27 и 43, а также обрушение межкамерного целика 44, если он не обрушился при отработке этих камер. Для этого контурные скважины 42 целесообразно располагать на равном расстоянии от периферийных технологических скважин 3 близлежащих камер. Скважины 42 можно использовать и для закладки выработанного пространства. From the same wells, the bottom of the nearby spent chambers is cleaned, for example, 27 and 43, as well as the collapse of the interchamber pillar 44, if it did not collapse during the mining of these chambers. For this, the contour wells 42 are expediently located at an equal distance from the peripheral technological wells 3 of the adjacent chambers. Wells 42 can also be used for laying out worked out space.

Межкамерные целики 44 разрушаются за счет того, что они отделены от массива со всех сторон кроме почвы, а их высота значительно превосходит поперечные размеры. Кроме того, в припочвенной зоне на них постоянно воздействует вода, поступаемая из гидромонитора при отработке близлежащих камер (27 и 43). Interchamber pillars 44 are destroyed due to the fact that they are separated from the massif on all sides except the soil, and their height significantly exceeds the transverse dimensions. In addition, in the soil zone, they are constantly exposed to water coming from the hydraulic monitor when mining nearby chambers (27 and 43).

Во избежание разубоживания, за счет подрыва окружающих рудный массив пустых пород 45, часть (или все) контурных скважин 5 и 42 бурят по контуру рудного тела 46. In order to avoid dilution, due to the erosion of the surrounding waste mass 45, part (or all) of the contour wells 5 and 42 are drilled along the contour of the ore body 46.

С этой же целью, а также для снижения затрат на бурение, забои части технологических скважин располагают также по контуру рудного тела 46. В этом случае увеличиваются размеры целика 47 нижележащего слоя между контурной щелью 7 и ближайшими промежуточными технологическими скважинами 4 (см. фиг. 7). Для отработки целика 47 сбивают промежуточную технологическую скважину 4 с одной из контурных скважин 42 увеличенного диаметра, а подрезку его и размыв обрушившейся горной массы производят из указанной контурной скважины. For the same purpose, as well as to reduce drilling costs, the faces of some technological wells are also located along the contour of the ore body 46. In this case, the dimensions of the pillar 47 of the underlying layer between the contour gap 7 and the nearest intermediate technological wells 4 are increased (see Fig. 7 ) To develop the pillar 47, the intermediate technological well 4 is knocked down from one of the contour wells 42 of an increased diameter, and its undercutting and erosion of the collapsed rock mass are made from the specified contour well.

Для предотвращения попадания твердеющего материала 48 при закладке отработанной камеры в часть сбойки, находящейся в неотработанной камере, указанную часть перекрывают, например, песчаной пробкой 49. To prevent the hardening material 48 from entering the spent chamber into the part of the fault located in the untreated chamber, this part is blocked, for example, with a sand stopper 49.

Если выдача пульпы осуществляется из одной приемной камеры 8, перед отработкой очередного слоя 39 периферийные 3 и промежуточные 4 технологические скважины перекрывают пакерами 50 и 51 ниже почвы отрабатываемого слоя, или же их закладывают до той же отметки. If pulp is dispensed from one receiving chamber 8, before working off the next layer 39, peripheral 3 and intermediate 4 technological wells are blocked with packers 50 and 51 below the soil of the worked layer, or they are laid to the same level.

Применение данного способа позволит значительно сократить затраты на разработку. Более того, в связи с тем, что способ обеспечивает селективную выемку отдельных гнезд и пропластков, становится рентабельной отработка месторождений с низким содержанием полезного компонента при отнесении его ко всему объему рудного массива. К таким месторождениям относятся многие алмазоносные кимберлитовые трубки Архангельской области, в которых гнезда с высоким содержанием алмазов находятся в массиве "пустого" кимберлита. The use of this method will significantly reduce development costs. Moreover, due to the fact that the method provides selective extraction of individual nests and interlayers, it becomes cost-effective to develop deposits with a low content of useful component when assigning it to the entire volume of the ore mass. Such deposits include many diamondiferous kimberlite pipes of the Arkhangelsk region, in which nests with a high diamond content are located in the mass of "empty" kimberlite.

Кроме того, значительно сократится вредное воздействие на окружающую среду, поскольку, селективный способ требует значительно меньшего расхода воды, на поверхность не будет подниматься значительное количество горной породы, что влечет за собой сокращение площадей отстойников и хвостохранилищ. In addition, the harmful effect on the environment will be significantly reduced, since the selective method requires significantly less water consumption, a significant amount of rock will not rise to the surface, which entails a reduction in the area of sedimentation tanks and tailings.

Claims

1. The method of downhole hydraulic mining of solid minerals, including opening the deposits with central and peripheral technological wells, casing them, installing equipment in them and practicing non-contiguous chambers in several stages, starting from the peripheral ones, with the formation of an undercutting space by a hydraulic fracture near the soil to form a chamber, and laying them hardening mixture, mining and laying the remaining peripheral chambers and, last but not least, mining and laying the central chamber, characterized in that according to the design contour contoured contiguous wells are drilled in the area to be drilled, the layers are drilled from bottom to top, before the next layer is drilled, they form a contour gap for the entire thickness of the layer and form an artificial ceiling from the hardening material with an inclination from the periphery to the center, layer mining begins after the artificial ceiling has hardened, an undercut space is also created inclined from the periphery to the center, for which they first make an inclined breakdown of the central technological well with peripheral hydraulic erosion from these wells, and pulp of all cameras is carried out through the central hole technology, while working out at the transition to the adjacent overlying layer using artificial potolochinu underlying adjacent layer as an artificial bottom.

2. The method according to p. 1, characterized in that during the drilling process, sections containing a useful component are isolated, and chambers lying only in these sections are worked out.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that intermediate technological wells are drilled between the peripheral technological wells and the central technological well, and the chambers are developed from these wells in the same way as the chambers are made from peripheral technological wells.

4. The method according to PP. 1 to 3, characterized in that part of the contour wells are drilled along the contour of the ore body.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the faces of part of the technological wells are located along the contour of the ore body.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the failures pass sequentially from the central production well to the intermediate, and from them to the peripheral.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that for the formation of an artificial ceiling, the central technological well is sequentially interrupted with intermediate technological wells, and the hydraulic slurry is washed and the hardening mixture is laid with it to form an artificial ceiling, stage by stage from the periphery to the center.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that part of the contour wells at the level of the roof of the layer to be worked off are knocked down with peripheral wells, the hydraulic slurry is formed from them and filled with a hardening mixture to fix the artificial ceiling in the array.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that part of the contour wells are drilled with a diameter equal to the diameter of the technological wells, and they make hydraulic washing of the additional gap and filling it with a hardening mixture and cleaning the bottom of the spent chambers.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the development begins with a peripheral chamber located in the corner of a number of contoured contiguous wells.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the artificial ceiling of each chamber is created with a diameter greater than the diameter of the chamber being worked out, with the artificial ceilings of the chambers of the previous steps resting on the artificial ceilings of the chambers of the subsequent steps.