RU2386813C1 - Method of solid minerals borehole hydro-mining - Google Patents
Method of solid minerals borehole hydro-mining Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386813C1 RU2386813C1 RU2008141016/03A RU2008141016A RU2386813C1 RU 2386813 C1 RU2386813 C1 RU 2386813C1 RU 2008141016/03 A RU2008141016/03 A RU 2008141016/03A RU 2008141016 A RU2008141016 A RU 2008141016A RU 2386813 C1 RU2386813 C1 RU 2386813C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rock
- mining
- borehole
- hydro
- productive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может применяться при скважинной гидродобыче любых полезных ископаемых при разработке их на больших глубинах или в сложных горно-геологических условиях с помощью направленных (вертикально-горизонтальных) скважин, где создаются зоны дробления добываемой породы, которая размывается скважинным гидродобычным агрегатом и в виде пульпы выдается на земную поверхность.The invention relates to mining and can be used in downhole hydraulic mining of any minerals when developing them at great depths or in difficult geological conditions using directed (vertical-horizontal) wells, where crushing zones of produced rock are created, which are washed out by a downhole hydraulic mining unit and in the form of pulp is issued to the earth's surface.
Известен способ секционного (рассредоточенного) расположения зарядов ВВ, включающий использование вертикальных колонковых зарядов, рассредоточение их по длине скважины с оставлением между ними промежутков для увеличения полезного использования энергии взрыва. Это обеспечивает получение равномерного и эффективного дробления горной массы заданной кусковатости в вертикальных скважинах особенно в сближенных и расположенных по контуру или вблизи контура сооружаемой выемки (Миндели Э.О. Разрушение горных пород. - М.: Недра, 1975, - 600 с., Мельников Н.В., Марченко Л.Н. Энергия взрыва и конструкция заряда. - М.: Недра, 1964. - 139 с.). Способ применяется для управления процесса дробления в пределах запроектированной выемки.A known method of sectional (dispersed) arrangement of explosive charges, including the use of vertical core charges, dispersing them along the length of the well with leaving spaces between them to increase the useful use of explosion energy. This ensures uniform and effective crushing of the rock mass of a given lumpiness in vertical wells, especially in those close to and located along the contour or near the contour of the excavation being constructed (Mindeli EO, Rock destruction. - M .: Nedra, 1975, - 600 p., Melnikov N.V., Marchenko L.N. Explosion energy and charge design .-- M .: Nedra, 1964 .-- 139 p.). The method is used to control the crushing process within the designed recess.
Недостатком этого способа является неудобство формирования промежутков между зарядами ВВ и то, что он применим только для вертикальных добычных скважин, и для его осуществления необходимо наличие нескольких скважин, обуславливающих формирование взрывом зарядов ВВ зоны интенсивной раздробленности разрушаемого массива горной породы.The disadvantage of this method is the inconvenience of the formation of gaps between explosive charges and the fact that it is applicable only to vertical production wells, and for its implementation it is necessary to have several wells that cause the explosion of explosive charges to form an area of intense fragmentation of the rock mass being destroyed.
Известен способ формирования зарядов с воздушными промежутками для вертикальных скважин (патент РФ №2314488, опубл. 10.01.2008 г.), включающий предварительное размещение в сухой скважине гидроизоляционной оболочки, формирование в ней заряда неводоустойчивых ВВ, разделение его воздушными промежутками из вспененного полистирола, что позволяет повысить эффективность взрываемого дробления горных пород.A known method of forming charges with air gaps for vertical wells (RF patent No. 2314488, published January 10, 2008), including preliminary placement of a waterproofing sheath in a dry well, formation of a charge of non-resistant explosives in it, separation by air gaps from foamed polystyrene, which improves the efficiency of blasting rock crushing.
Недостатком способа является применение неводоустойчивых ВВ, необходимость проведения работ по осушению скважин от бурового раствора перед формированием общей герметичной гидроизоляционной оболочки для зарядов ВВ и разделяющих их промежутков из вспененного полистирола, обладающего высокой электризуемостью, что отрицательно сказывается на безопасности проведения взрывных работ и возможности создания только общего массового дробления горных пород.The disadvantage of this method is the use of non-water-resistant explosives, the need to carry out work to drain the wells from the drilling fluid before forming a common sealed waterproofing shell for explosive charges and the gaps separating them from foamed polystyrene, which is highly electrified, which negatively affects the safety of blasting and the possibility of creating only general mass crushing of rocks.
Известен способ по созданию скважинного контурного заряда (патент РФ №2304755, опубл. 20.08.2007 г.) в вертикальных скважинах для получения зарядных контуров выемки в пределах проектного профиля работ, за счет разработки рассредоточенного скважинного контурного заряда, включающего формирование гирлянды патронов взрывчатого вещества в едином полимерном рукаве, путем пережатия рукава на необходимых расстояниях и инициированных единым детонирующим шнуром.A known method for creating a downhole contour charge (RF patent No. 2304755, publ. 08/20/2007) in vertical wells for receiving charging contours of a recess within the design profile of work, through the development of a dispersed downhole contour charge, including the formation of a string of explosive cartridges in a single polymer sleeve, by clamping the sleeve at the required distances and initiated by a single detonating cord.
Недостатком изобретения является использование полимерных рукавов, применение которых возможно только для вертикальных скважин и невозможно - в горизонтальных частях направленных скважин из-за сморщивания и спрессовывания рукавов, в связи с малой толщиной полимерного материала и разделения гирлянд зарядов между собой только воздушными промежутками.The disadvantage of the invention is the use of polymer sleeves, the use of which is possible only for vertical wells and impossible - in the horizontal parts of the directed wells due to wrinkling and compression of the sleeves, due to the small thickness of the polymer material and the separation of the garlands of charges between each other only by air gaps.
Наиболее близким аналогом является способ (патент РФ №2186208 от 27.07.2002 г.) скважинной добычи минеральных солей, включающий вскрытие продуктивного пласта вертикально-горизонтальной скважиной, горизонтальная часть которой проходит вблизи подошвы продуктивного пласта, подачу рабочего раствора и выдачу рассола или гидросмеси (пульпы) минеральных солей на поверхность. Горизонтальную часть скважины осушают, заряжают ВВ, разрушают взрывом продуктивный пласт, проводят монтаж добычного агрегата, после чего осуществляют размыв равновесным с породой раствором раздробленной взрывом породы продуктивного пласта продвижением добычного агрегата до конца горизонтальной части скважины с выдачей на поверхность образованной пульпы и формированием горизонтальной очистной камеры. Затем производят подачу рабочего раствора для растворения нарушенной взрывом породы и выдачу рассола на поверхность с перемещением добычного агрегата, работающего в режиме растворения, к началу горизонтальной камеры.The closest analogue is the method (patent of the Russian Federation No. 2186208 of July 27, 2002) for downhole extraction of mineral salts, which includes opening a productive formation by a vertically horizontal well, the horizontal part of which passes near the bottom of the productive formation, supplying a working solution and dispensing brine or slurry (pulp) ) mineral salts to the surface. The horizontal part of the well is drained, explosive is charged, the productive formation is destroyed by explosion, the production unit is installed, and then the erosion is washed out with the solution crushed by the rock of the productive formation by equilibrium with the rock, the production unit is advanced to the end of the horizontal part of the well with the formation of a formed slurry on the surface and the formation of a horizontal treatment chamber . Then, a working solution is supplied to dissolve the rock disturbed by the explosion and the brine is dispensed to the surface with the moving aggregate operating in the dissolution mode moving to the beginning of the horizontal chamber.
Недостатком предлагаемого способа является то, что в нем не учитывается увеличение размера частиц раздробленной породы с удалением от оси заряда ВВ, которые отрицательно влияют на процесс гидродобычи. Более крупные частицы из верхних слоев разрабатываемой породы под действием силы тяжести будут оседать на добычной агрегат, т.к. в условиях повышенной концентрации рабочей жидкости эти частицы будут плохо растворяться и тем самым затруднять его продвижение вперед, к тому же сам агрегат под действием этой же силы будет опускаться вниз, отклоняясь от оси добычной скважины в зону менее интенсивного дробления, размеры частиц которых затрудняют процесс гидродобычи. Кроме того, в предлагаемом способе бурение горизонтальной части скважины осуществляется вблизи подошвы продуктивного пласта, что не обеспечивает полноту извлечения верхней его части.The disadvantage of the proposed method is that it does not take into account the increase in particle size of the crushed rock with distance from the axis of the explosive charge, which adversely affect the process of hydraulic production. Larger particles from the upper layers of the developed rock under the influence of gravity will settle on the mining unit, because under conditions of increased concentration of the working fluid, these particles will dissolve poorly and thereby impede its advance, moreover, the unit itself will fall down under the same force, deviating from the axis of the production well into a zone of less intense crushing, the particle sizes of which complicate the process of hydraulic production . In addition, in the proposed method, the drilling of the horizontal part of the well is carried out near the bottom of the reservoir, which does not ensure the completeness of extraction of its upper part.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка такой технологии скважинной добычи полезных ископаемых без участия человека, которая позволила бы осуществлять беспрепятственное прохождение скважинного гидродобычного агрегата при разработке пород любых твердых полезных ископаемых.The objective of the invention is the development of such a technology of borehole mining of minerals without human intervention, which would allow for unhindered passage of a borehole hydraulic unit in the development of rocks of any solid minerals.
Технический результат - улучшение условий для прохождения скважинного гидродобычного агрегата, интенсификация процесса гидродобычи и повышение производительности добычи полезных ископаемых.The technical result is an improvement in the conditions for the passage of a borehole hydraulic production unit, the intensification of the hydraulic production process and increase the productivity of mining.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающем вскрытие продуктивного пласта горизонтальным стволом направленной скважины, закладку этого ствола взрывчатым веществом (ВВ), разрушение взрывом продуктивного пласта до запланированной крупности частиц, спуск скважинного гидродобычного агрегата, размыв раздробленной взрывом породы, продвижение этого агрегата с выдачей на поверхность образованной гидросмеси или пульпы и формирование горизонтальных камер, особенность заключается в том, что перед вскрытием продуктивного пласта горизонтальным стволом скважины, в зависимости от предела прочности породы, вычисляют диаметр предполагаемых добычных камер и пробуривают горизонтальную часть скважины выше подошвы продуктивного пласта на половину этого диаметра (по центру), загружают ее секционно расположенными рассчитанными удлиненными зарядами ВВ, разделенными инертным материалом и заключенными в разрушаемую оболочку, затем осуществляют последовательное инициирование этих зарядов, с замедлением в каждой секции, с получением отдельных участков раздробленных зон, разделенных целиками продуктивной породы, содержащих зоны ненарушенных пород, необходимых для беспрепятственного прохождения скважинного гидродобычного агрегата по оси добычных камер.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of downhole hydraulic production of solid minerals, which includes opening a productive formation with a horizontal wellbore of a directed well, laying this well with an explosive (BB), destroying the productive formation with an explosion to the planned particle size, lowering the well hydraulic production unit, eroding the fragmented rock explosion, the promotion of this unit with the issuance on the surface of the formed slurry or pulp and the formation of horizontal x chambers, the peculiarity is that before the productive formation is opened by a horizontal wellbore, depending on the rock tensile strength, the diameter of the expected production chambers is calculated and the horizontal part of the well is drilled above the sole of the reservoir by half this diameter (in the center), it is loaded in sections located calculated elongated explosive charges separated by an inert material and enclosed in a destructible shell, then these charges are sequentially initiated, with deceleration in each section, with the receipt of individual sections of fragmented zones separated by pillars of productive rock containing undisturbed rock zones necessary for the unhindered passage of a borehole hydraulic production unit along the axis of the production chambers.
Расположение горизонтальной части наклонной скважины выше подошвы продуктивного пласта на половину диаметра запланированной добычной камеры обеспечивает беспрепятственное прохождение СГДА, т.к. крупные частицы пород из кровли этих камер будут скапливаться под добычным агрегатом в образовавшихся полостях.The location of the horizontal part of the deviated well above the bottom of the reservoir by half the diameter of the planned production chamber ensures unhindered passage of the SGHA, as large rock particles from the roof of these chambers will accumulate under the mining unit in the cavities formed.
Закладка горизонтальной части скважины рассредоточенными секционно расположенными удлиненными зарядами ВВ позволяет после взрыва получить серию добычных камер, разделенных перегородками из ненарушенных пород - целиков, создающих условия для беспрепятственного прохождения скважинного гидродобычного агрегата по осевому направлению камер, за счет гидроразмыва раздробленной взрывом породы продуктивного пласта, до конца горизонтальной части скважины и позволяющих избежать заклинивания его крупными кусками продуктивной породы и выпавшей из кровли разрабатываемого пласта пустой породы, а также получать возможность осуществлять беспрепятственное прохождение вперед и назад, т.е. как при осуществлении добычных работ, так и при его извлечении после окончания данных работ.The laying of the horizontal part of the well with dispersed sectionally arranged elongated explosive charges allows after a blast to obtain a series of production chambers separated by baffles of undisturbed rocks - pillars that create conditions for unhindered passage of a borehole hydraulic production unit along the axial direction of the chambers due to hydraulic erosion by a fragmented rock explosion of the reservoir, until the end horizontal part of the well and avoiding jamming it with large pieces of productive rock and grazing lice from the roof of the developed reservoir of waste rock, and also get the opportunity to freely pass back and forth, i.e. both when performing mining operations, and when removing it after the completion of these works.
Длину каждой секции удлиненного заряда ВВ определяют, исходя из размеров планируемой зоны дробления. Последняя рассчитывается с учетом прохождения в добычной камере скважинного гидродобычного агрегата, сконструированного (с учетом диаметра и марки стали применяемых труб) на добычу той или иной крупности частиц раздробленного продуктивного пласта, без отклонения его за пределы диаметра горизонтальной части наклонной скважины, т.е. учитывая возможную величину прогибания данного гидродобычного агрегата, по формулеThe length of each section of the elongated explosive charge is determined based on the size of the planned crushing zone. The latter is calculated taking into account the passage in the production chamber of a borehole hydraulic production unit designed (taking into account the diameter and steel grade of the pipes used) to produce one or another particle size of a fragmented productive formation, without deviating it beyond the diameter of the horizontal part of an inclined well, i.e. taking into account the possible amount of deflection of a given hydraulic mining unit, according to the formula
где l - длина зоны разрушения, соответствующая длине гидродобычного агрегата, проходящего эту зону без отклонения за пределы диаметра горизонтальной части наклонной скважины, м;where l is the length of the fracture zone corresponding to the length of the hydraulic unit passing this zone without deviating from the diameter of the horizontal part of the deviated well, m;
ΔYmax - величина прогиба работающего гидродобычного агрегата, м;ΔY max - the magnitude of the deflection of the working hydraulic mining unit, m;
q - масса 1 метра работающего гидродобычного агрегата, кг;q is the mass of 1 meter of a working hydraulic production unit, kg;
Е - модуль упругости для выбранной марки стали труб гидродобычного агрегата, МПа;E is the elastic modulus for the selected steel grade of the pipes of the hydraulic mining unit, MPa;
R - радиус внешней трубы корпуса гидродобычного агрегата, м;R is the radius of the outer pipe of the body of the hydraulic unit, m;
S - толщина стенок труб, составляющих гидродобычной агрегат, м.S - wall thickness of the pipes that make up the hydraulic unit, m
Диаметр зоны разрушения (di) продуктивной породы при взрыве каждой секции заряда ВВ, в которой формируются частицы той крупности, на извлечение которой рассчитан гидродобычной агрегат, определяется по формулеThe diameter of the fracture zone (d i ) of the productive rock during the explosion of each section of the explosive charge, in which particles of that size are formed, for the extraction of which the hydraulic mining unit is designed, is determined by the formula
где lr - размер частицы, мм;where l r is the particle size, mm;
α2, Кon - экспериментальные данные;α 2 , K on — experimental data;
dз - диаметр детонации удлиненного заряда ВВ, м;d z - detonation diameter of an elongated explosive charge, m;
D - скорость удлиненного заряда ВВ, м/с;D is the velocity of the elongated explosive charge, m / s;
ρВВ - плотность удлиненного заряда ВВ, кг/м3;ρ BB is the density of the elongated explosive charge, kg / m 3 ;
γ - показатель изоэнтропы продуктов детонации ВВ;γ — isoentropic index of explosive detonation products;
σмд - предел прочности пород при интенсивном мелкодисперсном дроблении, Па, рассчитывается по уравнениюσ MD - the ultimate strength of rocks during intensive fine crushing, Pa, calculated by the equation
σмд=13[l+(f-15)·0,079+0,019(f-15)2]·108, Па,σ ppm = 13 [l + (f-15) · 0.079 + 0.019 (f-15) 2 ] · 10 8 , Pa,
где f=σсж/107 Паwhere f = σ cr / 10 7 Pa
σсж - предел прочности пород при одноосном сжатии, МПа.σ SJ - tensile strength rocks under uniaxial compression, MPa.
Длина заряда ВВ (lз) для получения требуемой зоны разрушения рассчитывается по формулеThe explosive charge length (l s ) to obtain the required fracture zone is calculated by the formula
где lз - длина заряда ВВ, м;where l z is the explosive charge length, m;
l - длина зоны разрушения (т.е. будущей добычной камеры), м;l is the length of the fracture zone (i.e., the future production chamber), m;
rз - радиус заряда ВВ, м;r s is the radius of the explosive charge, m;
где τсдв - предел прочности на сдвиг добываемой породы, Па.where τ sdv is the shear strength of the produced rock, Pa.
Расчет расстояния между торцами двух секционных зарядов ВВ (lмз), обуславливающий общий размер целика, разделяющего две добычные камеры, с учетом ненарушенной части породы, определяетсяThe calculation of the distance between the ends of two sectional explosive charges (l mz ), which determines the total size of the pillar separating the two production chambers, taking into account the undisturbed part of the rock, is determined
где Р - вес работающего гидродобычного агрегата длиной в одну добычную камеру, Н;where P is the weight of the working hydraulic production unit with a length of one production chamber, N;
где σрас - предел прочности пород при одноосном растяжении, МПа.where σ races - tensile strength of rocks under uniaxial tension, MPa.
Толщина образующихся целиков (lц) с учетом ненарушенной части породы и зоны клиновидных секторов определяется по формулеThe thickness of the formed pillars (l C ) taking into account the undisturbed part of the rock and the zone of the wedge-shaped sectors is determined by the formula
Толщина ненарушенной части породы (lнц) в целике может быть вычислена по формулеThe thickness of the undisturbed part of the rock (l NC ) in its entirety can be calculated by the formula
которая является составной частью формулы (7).which is an integral part of formula (7).
При исследовании отличительных признаков описываемого способа был проведен поиск по патентным и научно-техническим источникам информации для выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, который позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.In the study of the distinguishing features of the described method, a search was conducted on patent and scientific and technical sources of information to identify sources containing information about analogues of the claimed invention, which made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of features, allowed us to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного способа преобразований для достижений технического результата.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions to identify signs that match the distinctive features of the claimed method. The search results showed that from the prior art as determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed method for achieving the technical result is not revealed.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Пример осуществления способа. Способ поясняется фиг.1-4.An example implementation of the method. The method is illustrated in figures 1-4.
Фиг.1. Продуктивный пласт породы (1) вскрывают горизонтальной частью направленной буровой скважины (2), расположенной согласно предварительно произведенным расчетам выше подошвы пласта на половину диаметра добычной камеры. В скважину закладывают секционно расположенные удлиненные заряды из того или иного типа ВВ (6), разделенные инертным материалом (8). Длина секций, диаметр зон разрушения, длина заряда ВВ, расстояния между ними, толщина образующихся целиков и в их пределах ненарушенной взрывом части породы рассчитываются по формулам 1-8, исходя из значений предела прочности породы, предельной крупности дробления породы продуктивного пласта, выбранной конструкции скважинного гидродобычного агрегата.Figure 1. The rock formation (1) is opened by the horizontal part of the directional borehole (2), located according to preliminary calculations above the bottom of the formation by half the diameter of the production chamber. Sectionally located elongated charges of one or another type of explosive (6), separated by an inert material (8), are laid in the well. The length of the sections, the diameter of the fracture zones, the length of the explosive charge, the distance between them, the thickness of the pillars formed and within them the undisturbed parts of the rock are calculated according to formulas 1-8, based on the values of the rock tensile strength, rock crushing size of the reservoir, and the selected well design hydraulic mining unit.
Путем последовательного инициирования зарядов ВВ (через геофизический кабель (7) фиг.1), при соответствующем замедлении взрывания каждой секции, получается (фиг.2) последовательный ряд отдельных горизонтальных разрушенных зон дробления (9) расчетной длины, разделенных участками (целиками), содержащими в себе вертикальный прослой оптимальной площади ненарушенной породы (10), которая определяет несущую способность образующегося целика (фиг.3), где показана схема возможного взрывного разрушения продуктивной породы в пределах зоны, заполненной инертным материалом.By sequentially initiating explosive charges (through the geophysical cable (7) of FIG. 1), with a corresponding deceleration of blasting of each section, we obtain (FIG. 2) a series of separate horizontal destroyed crushing zones (9) of the estimated length, separated by sections (pillars) containing a vertical interlayer of the optimal area of undisturbed rock (10), which determines the bearing capacity of the resulting pillar (Fig. 3), which shows a diagram of the possible explosive destruction of the productive rock within the zone filled inert material.
На фиг.4 показан процесс скважинной гидродобычи из горизонтального участка направленной скважины перемещающимся добычным агрегатом (11), осуществляющий размыв (12) раздробленной взрывом продуктивной породы (14) с образованием гидросмеси и всасывания ее (13) для выдачи на земную поверхность. Из фиг.4 видно прохождение СГДА по центру добычных камер с опорой на разделяющий их целик (10) и расположение выпавших негабаритных кусков породы (9) на дне образовавшейся камеры, что позволяет гидродобычному агрегату беспрепятственно передвигаться в следующую добычную камеру.Figure 4 shows the process of downhole hydraulic production from a horizontal section of a directional well by a moving production unit (11), which carries out the erosion (12) of a crushed explosion of productive rock (14) with the formation of a hydraulic mixture and its suction (13) for delivery to the earth's surface. Figure 4 shows the passage of the SGHA in the center of the production chambers with support on the pillar separating them (10) and the location of the oversized pieces of rock (9) located at the bottom of the formed chamber, which allows the hydraulic mining unit to move freely into the next production chamber.
Так для отработки раздробленных частиц, например, крупностью до 23 мм и до 58 мм горных пород, имеющих пределы прочности σсж 15 МПа (разновидности пород типа каменной соли, гипса и т.п.) и 150 МПа (разновидности пород типа габро, диабаза, гранитов и т.п.) скважинным гидродобычным способом, проведенные расчеты по формуле (1) показывают, что с учетом серийно выпускающихся марок труб, необходимых для изготовления скважинного гидродобычного агрегата (СГДА), обеспечивающего беспрепятственную добычу той или иной заданной максимальной крупности частиц при минимально допустимом диаметре гидродобычного агрегата для отработки частиц крупности до 23 мм, при минимально возможном для их добычи диаметре СГДА в 168 мм, длина добычной камеры будет составлять 8,5 м, а для отработки частиц крупности до 58 мм, при минимально возможном диаметре СГДА в 273 мм, составит 11,3 м, которые позволят проходить СГДА без отклонения от центра горизонтальной камеры.So for mining fragmented particles, for example, with a grain size of up to 23 mm and up to 58 mm of rocks having tensile strengths σ cr of 15 MPa (varieties of rocks such as rock salt, gypsum, etc.) and 150 MPa (varieties of rocks such as gabro, diabase , granites, etc.) by a downhole hydraulic production method, the calculations performed by formula (1) show that, taking into account the commercially available pipe grades required for the production of a downhole hydraulic production unit (SGDA), which ensures unhindered production of one or another given maximum particle size p and the minimum allowable diameter of the hydraulic mining unit for working out particles of size up to 23 mm, with the minimum possible diameter for them to produce SHGD of 168 mm, the length of the production chamber will be 8.5 m, and for working out particles of size up to 58 mm, with the minimum possible diameter of SHGD in 273 mm, it will be 11.3 m, which will allow passing the SRS without deviation from the center of the horizontal chamber.
Расчеты по формуле (2) показали, что с применением ВВ в виде литого тротила для пород, имеющих пределы прочности (σсж) в пределах 15 МПа и 150 МПа, радиус зоны разрушения с размерами частиц, не превышающими 23 мм, изменяется от 4,95 м до 1,54 м, а для размеров частиц, не превышающих 58 мм - изменяется от 13 м до 4,08 м.Calculations using formula (2) showed that with the use of explosives in the form of cast TNT for rocks having ultimate strength (σ compression channels) within 15 MPa and 150 MPa, the radius fracture zone with a particle size not exceeding 23 mm, varies from 4, 95 m to 1.54 m, and for particle sizes not exceeding 58 mm - varies from 13 m to 4.08 m.
Длина заряда ВВ, обеспечивающая создание условий для образования частиц породы размером до 23 мм, изменяется (по формуле 3), при добыче породы размером частиц до 23 мм, в пределах 7,77-6,77 м, а при добыче частиц размером до 58 мм - в пределах 10-8,43 м.The explosive charge length, providing conditions for the formation of rock particles up to 23 mm in size, varies (according to formula 3), when producing rock with a particle size of up to 23 mm, within 7.77-6.77 m, and when producing particles up to 58 mm - within 10-8.43 m.
Расстояние между двумя секционными зарядами будет колебаться (формула 4), для получения частиц размерностью до 23 мм, в пределах 3,07-1,35 м, а для частиц размером до 58 мм - 5,13-2,24 м, в зависимости от значений прочности разрабатываемой породы. При этом образуются целики толщиной, изменяющейся согласно (формуле 5) соответственно в пределах 1,34-0,62 м и 2,7-1,03 м. В их пределах, для удержания добычного агрегата, рассчитанного на добычу частиц данной породы до 23 мм или до 58 мм, достаточная толщина ненарушенной части породы соответственно в пределах 0,02-0,002 м и 0,05-0,005 м.The distance between two sectional charges will fluctuate (formula 4), to obtain particles up to 23 mm in size, within 3.07-1.35 m, and for particles up to 58 mm - 5.13-2.24 m, depending from the strength values of the developed breed. At the same time, pillars are formed with a thickness varying according to (formula 5), respectively, in the range of 1.34-0.62 m and 2.7-1.03 m. Within them, to hold the mining unit, designed to produce particles of this rock up to 23 mm or up to 58 mm, a sufficient thickness of the undisturbed part of the rock, respectively, in the range of 0.02-0.002 m and 0.05-0.005 m
Кроме того, особенность способа заключается в том, что оставшиеся крупные частицы не добытой продуктивной породы и нижние части образовавшихся перегородок, после создания серии горизонтальных добычных камер, разрушаются путем подачи в эти камеры эмульсионного ВВ и его взрыванием с последующим повторением процесса гидродобычи.In addition, the peculiarity of the method lies in the fact that the remaining large particles of not produced productive rock and the lower parts of the formed partitions, after creating a series of horizontal mining chambers, are destroyed by feeding emulsion explosives into these chambers and blasting them, followed by a repeat of the hydraulic production process.
В сравнении с прототипом предлагаемое техническое решение обладает следующими преимуществами:In comparison with the prototype, the proposed technical solution has the following advantages:
- позволяет обеспечить большую полноту извлечения всей раздробленной (до заданной крупности) продуктивной породы различных твердых полезных ископаемых, особенно из верхней части добычной камеры, за счет прохождения гидродобычного агрегата (в процессе добычи) не по подошве добычной камеры, а по ее центральной части;- allows you to ensure greater completeness of the extraction of all fragmented (to a given size) productive rock of various solid minerals, especially from the upper part of the mining chamber, due to the passage of the hydraulic mining unit (during production) not along the bottom of the mining chamber, but along its central part;
- позволяет осуществлять беспрепятственное прохождение гидродобычного агрегата без заклинивания его падающими сверху крупными частицами продуктивной и пустой пород, в процессах продвижения его вперед (при добычных работах) и назад (при извлечении для ремонтных и после отключения всех работ), что обуславливается расположением добычного агрегата по центру добычной камеры, когда он опирается на целики из ненарушенных пород, что позволяет концентрироваться негабаритным кускам под агрегатом, на дне образовавшихся камер.- allows for unhindered passage of the hydraulic unit without jamming it with large particles of productive and empty rocks falling from above, in the processes of moving it forward (during mining operations) and backward (when removing for repair and after shutting down all operations), which is caused by the location of the mining unit in the center production chamber, when it rests on pillars of undisturbed rocks, which allows you to concentrate oversized pieces under the unit, at the bottom of the formed chambers.
- позволяет доразрушить скопившиеся на дне камер негабаритные куски продуктивной породы (а также нижние части целиков) с последующей их гидродобычей.- allows you to destroy the oversized pieces of productive rock accumulated at the bottom of the chambers (as well as the lower parts of the pillars) with their subsequent hydro production.
Таким образом, изложенные выше материалы свидетельствуют о выполнении, при использовании заявленного способа, следующей совокупности условий:Thus, the above materials indicate that, when using the claimed method, the following set of conditions:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в горнодобывающей промышленности для скважинной добычи твердых полезных ископаемых в широком диапазоне пределов их прочности;- a tool embodying the claimed invention in its implementation is intended for use in the mining industry for downhole extraction of solid minerals in a wide range of limits of their strength;
- для заявленного изобретения, в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в изобретении средств и методов.- for the claimed invention, in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the invention is confirmed.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141016/03A RU2386813C1 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Method of solid minerals borehole hydro-mining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141016/03A RU2386813C1 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Method of solid minerals borehole hydro-mining |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2386813C1 true RU2386813C1 (en) | 2010-04-20 |
Family
ID=46275238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008141016/03A RU2386813C1 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Method of solid minerals borehole hydro-mining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2386813C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103437764A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-11 | 秦勇 | Novel process for directional drilling for coal mining |
-
2008
- 2008-10-15 RU RU2008141016/03A patent/RU2386813C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103437764A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-11 | 秦勇 | Novel process for directional drilling for coal mining |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102434161A (en) | Stepless cross pitch sectional continuous backfilling mining method of gently-inclined medium-thickness ore body | |
| RU2397324C1 (en) | Method for development of minor inclined and sloping ore lodes | |
| RU2602567C1 (en) | Method of blasting ores and rocks | |
| RU2323337C2 (en) | Method for underground thick ore body mining | |
| RU2386813C1 (en) | Method of solid minerals borehole hydro-mining | |
| RU2563893C1 (en) | Method of detonation in open-cast minings of rock masses with different strength values | |
| US4135450A (en) | Method of underground mining | |
| RU2208221C2 (en) | Method for selective mining extraction of qualitative mineral resource in open pit | |
| Kurchin et al. | Calculation methodology of blasting and explosion operations' parameters for construction of horizontal and inclined excavations | |
| RU2441162C1 (en) | Method for underground development of sloping and inclined ore bodies of low intensity | |
| RU2261326C1 (en) | Loosening method for rock having different strength | |
| RU2634597C1 (en) | Method for developing mine workings and conducting stoping operations | |
| CN114060088B (en) | Method for preventing and controlling water damage of separation layer of mine coal seam roof | |
| NO762410L (en) | ||
| RU2725353C1 (en) | Method for development of flat dipping narrow veins | |
| RU2521987C1 (en) | Selecting working of unworked edge of upland mineral deposit quarry working zone | |
| Overchenko et al. | Influence of mining-geological conditions and technogenic factors on blastholes stability during open mining of apatite-nepheline ores | |
| RU2453701C1 (en) | Method for cleaning-up of ore bed reservoirs beneath open pit bottom | |
| RU2063512C1 (en) | Method for mining steeply dipping ore bodies | |
| RU2487998C2 (en) | Method for underground mining of vein deposits | |
| RU2138639C1 (en) | Method for development of thick steep-dipping coal seams | |
| RU2659446C1 (en) | Method for forming fissure cavity of any configuration in rock mass with use of parallely converged shear and blast-hole charges | |
| RU2030581C1 (en) | Method for combined mining of thick ore bodies | |
| RU2064045C1 (en) | Method for mining steeply dipping ore bodies and methods for mining, processing and concentration of copper and/or copper-zinc and/or zinc and/or sulfur ores with possible content of gold, silver and other precious and rare-earth elements from steeply dipping ore bodies | |
| RU2638992C2 (en) | Method of driving raises |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141016 |