RU2455449C1 - Method for development of mineral field - Google Patents
Method for development of mineral field Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455449C1 RU2455449C1 RU2010147846/03A RU2010147846A RU2455449C1 RU 2455449 C1 RU2455449 C1 RU 2455449C1 RU 2010147846/03 A RU2010147846/03 A RU 2010147846/03A RU 2010147846 A RU2010147846 A RU 2010147846A RU 2455449 C1 RU2455449 C1 RU 2455449C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- wells
- ore
- pressure
- rock
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Способ относится к горнодобывающей промышленности, в частности к технологии разработки и добычи железосодержащего полезного ископаемого и других металлсодержащих руд.The method relates to the mining industry, in particular to the technology for the development and mining of iron-containing minerals and other metal-containing ores.
Технологии разработки и добычи металлсодержащих полезных ископаемых имеют значительное число направлений развития. При этом выбор способа зависит от мощности, контура, глубины залегания продуктивного пласта. Месторождение глубокого залегания (400-1000 м и более) разрабатывают преимущественно закрытым способом, включающим проходку скважин в геоструктуру продуктивного металлсодержащего пласта, часть пройденных в пласт скважин используют для нагнетания в породы продуктивного пласта рабочей жидкости, преимущественно водных растворов, другую часть скважин и выработок используют для добычи полезного ископаемого, подачу поднятой рудной массы на обогащение [Ржевский В.В. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1978; Дмитриев А.П. Термическое и комбинированное разрушение горных пород. М.: Недра, 1978; SU 1358513, 1986; BE 880, 1995; RU 2103481, 1996; RU 2178516, 2001; RU 2240420, 2004; RU 2148699, 30.11.1997].Technologies for the development and mining of metal-containing minerals have a significant number of areas of development. Moreover, the choice of method depends on the power, circuit, depth of the reservoir. A deep deposit (400-1000 m or more) is developed mainly by a closed method, including drilling a well into the geostructure of a productive metal-containing formation, a part of the wells passed into the formation are used to inject working fluid into the rocks of the productive formation, mainly aqueous solutions, another part of the wells and workings are used for mining, supply of raised ore mass for enrichment [Rzhevsky V.V. Fundamentals of rock physics. M .: Nedra, 1978; Dmitriev A.P. Thermal and combined rock destruction. M .: Nedra, 1978; SU 1358513, 1986; BE 880, 1995; RU 2103481, 1996; RU 2178516, 2001; RU 2240420, 2004; RU 2148699, 11/30/1997].
Последнее из указанных технических решений является по мнению заявителя наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату.The last of these technical solutions is, according to the applicant, the closest in technological essence and the achieved result.
Обладая определенными преимуществами перед аналогами, указанный способ имеет также существенные и очевидные недостатки, заключающиеся в малоэффективности процессов разработки месторождения ввиду отбора незначительных масс пород, а также использования низкопроизводительного рабочего оборудования, не отвечающего современным требованиям горнодобывающих технологий.Having certain advantages over analogues, this method also has significant and obvious drawbacks, consisting in the inefficiency of field development processes due to the selection of small masses of rocks, as well as the use of low-performance working equipment that does not meet modern mining technology requirements.
Технической задачей и положительным результатом заявляемого способа является совершенствование технологии и технических средств для разработки и добычи металлсодержащего полезного ископаемого (в частности, железорудного); повышение эффективности процесса и увеличение производительности с одновременным сокращением непроизводственных затрат и малопроизводительных операций в технологии разработки и добычи железосодержащего полезного ископаемого.The technical task and the positive result of the proposed method is to improve the technology and technical means for the development and mining of metal-containing minerals (in particular, iron ore); increasing the efficiency of the process and increasing productivity while reducing non-production costs and low-productivity operations in the technology of development and mining of iron-containing minerals.
Указанная техническая задача и достижение положительного результата в решаемой технологической задаче получается за счет того, что способ разработки месторождения полезного ископаемого включает проходку скважин в геоструктуру продуктивного железосодержащего пласта, часть скважин используют для нагнетания в пласт рабочей жидкости, другую часть скважин - для добычи полезного ископаемого, подачу его на обогащение, при этом в структуре продуктивного пласта, начиная от забоя эксплуатационных скважин, образуют выработки путем воздействия на рудное тело перегретым газодинамическим рабочим агентом, истекающим в виде струй под давлением из автономного бурового аппарата, термогазогенератор которого оснащен топливными компонентами, в качестве которых используют водород и кислород или воздух, обогащенный кислородом, подаваемым избытком водорода и окиси углерода ведут частичное восстановление полезного ископаемого, подают руду в восходящем потоке бурового шлама к устью скважины в виде газорудной смеси или в виде суспензии, поднимаемой к устью скважины давлением рабочего газового агента.The specified technical problem and the achievement of a positive result in the technological task being solved is obtained due to the fact that the method of developing a mineral deposit involves drilling wells into the geostructure of a productive iron-containing formation, part of the wells are used to inject working fluid into the formation, and another part of the wells is used for mining, its supply for enrichment, while in the structure of the reservoir, starting from the bottom of production wells, form workings by I to the ore body with an overheated gas-dynamic working agent flowing in the form of jets under pressure from an autonomous drilling apparatus, the thermogas generator of which is equipped with fuel components, which use hydrogen and oxygen or air enriched with oxygen supplied by an excess of hydrogen and carbon monoxide partially restore the mineral ore is fed in an upward flow of drill cuttings to the wellhead in the form of a gas-ore mixture or in the form of a suspension raised to the wellhead by working pressure gas agent.
Способ характеризуется тем, что скорость восходящего потока выбирают превышающей скорость витания частиц руды.The method is characterized in that the velocity of the upward flow is selected to exceed the rate of soaring of the ore particles.
Способ характеризуется и тем, что обогащение руды осуществляют на гидропневмоциклоне.The method is characterized by the fact that the concentration of ore is carried out on hydropneumatic cyclone.
Способ характеризуется также тем, что давление рабочего газа выбирают превосходящим давление, подаваемое на восходящий газовый поток поднимаемой суспензии.The method is also characterized in that the working gas pressure is selected to be superior to the pressure supplied to the upward gas flow of the suspension to be raised.
Излагаемая сущность способа поясняется прилагаемым графическим материалом, где показана технологическая схема осуществления способа разработки и добычи железосодержащего полезного ископаемого.The essence of the method is illustrated by the attached graphic material, which shows the technological scheme of the method for the development and production of iron-containing minerals.
Способ разработки месторождения полезного ископаемого включает проходку скважин 1 для подачи в продуктивный пласт 2 рабочей жидкости, в которой проходят также эксплуатационные скважины 3. Породу пласта разрабатывают с помощью автономных буровых аппаратов 4; из боковых пластовых выработок 5 буровой шлам выносят в восходящем потоке к устью скважин 3, направляя далее на обогащение в гидропневмоциклонах 6. Удаление разработанной породы из забоя осуществляют с помощью восходящего газового потока или с помощью этого же отработанного на забое рабочего агента, но вместе с жидкой фазой, поступающей из водоносных горизонтов, содержащей включения руды, которую поднимают к устью скважин 3 давлением газовых фаз, вырабатываемых аппаратом 4, при этом попутно ведут частичное восстановление полезного ископаемого за счет введения в рабочий орган 7 в его газовую среду водорода и окиси углерода и создания условий перегрева частиц породы вырабатываемым высокотемпературным агентом термогазогенератора 8 бурового аппарата 4. Такая технология позволяет существенно повысить эффективность и рентабельность процесса добычи.A method of developing a mineral deposit includes sinking wells 1 for supplying a working fluid to the producing formation 2, in which production wells also pass 3. The formation rock is developed using stand-alone drilling machines 4; from the side formation workings 5, the drill cuttings are carried out in an upward flow to the wellhead 3, then directed to enrichment in hydropneumatic cyclones 6. The developed rock is removed from the bottom using an upward gas stream or using the same working agent worked out at the bottom, but together with liquid phase coming from aquifers containing ore inclusions, which is raised to the wellhead 3 by the pressure of the gas phases generated by the apparatus 4, while partially recovering the mineral resource forward by introducing into the actuator 7 in its atmosphere gas of hydrogen and carbon monoxide and allowing overheating rock particles produced by high-8 agent termogazogeneratora drilling machine 4. Such a technique can significantly increase the efficiency and profitability of the extraction process.
Буровой аппарат 4 содержит генератор 8, емкости с кислородом 9, водородом 10, дополнительную емкость 11 с водородом и емкость с окисью углерода 12. Технологическая схема включает пакет вибросит 13 с приводом 14, от которых по магистрали 15 (пульпопровод) рудная мелкофракционная масса (с нижнего сита) отводится на осаждение в гидропневмоциклон 6; с верхних сит материал, отсеянный от пылевидных фракций и жидкости, направляют потребителю (плавка, прокат и т.п.).Drilling device 4 contains a generator 8, tanks with oxygen 9, hydrogen 10, an additional tank 11 with hydrogen and a tank with carbon monoxide 12. The technological scheme includes a package of vibrating screens 13 with drive 14, from which ore fine-grained ore passes through line 15 (slurry pipeline) (with lower sieve) is diverted to the hydropneumatic cyclone 6; from the upper sieves, the material screened out from dust fractions and liquids is sent to the consumer (smelting, rolling, etc.).
Способ разработки месторождения полезного ископаемого осуществляют следующим образом. Ведут проходку скважин, часть из которых - 1 определяют как нагнетательные для подачи рабочей жидкости, газа или газожидкостной смеси в структуру продуктивного пласта 2, в который проходят также добычные (промысловые) эксплуатационные скважины 3. В некоторых случаях совмещают в каждой скважине 1, 3 оба указанных процесса. Проходку скважин и разработку продуктивного пласта ведут с помощью буровых агрегатов 4, используя преимущественно автономные буровые аппараты, которые наиболее эффективно выполняют разбуривание пласта, создавая выработки 5, из которых разработанное рудное тело поднимают к устью скважин в виде бурового шлама и подают на разделение и обогащение с помощью гидропневмоциклонов 6 и других агрегатов (разноячеистых сит грохота, наклонных фракционирующих сит и т.п.), отводят далее в отстойник.A method of developing a mineral deposit is as follows. Wells are being drilled, some of which - 1 are defined as injection wells for supplying a working fluid, gas or gas-liquid mixture to the structure of productive formation 2, into which production (field) production wells 3 also pass. In some cases, both 1, 3 are combined in both specified process. Well drilling and development of a productive formation is carried out using drilling units 4, using predominantly autonomous drilling machines that most effectively drill the formation, creating workings 5, of which the developed ore body is lifted to the wellhead in the form of drill cuttings and fed for separation and concentration using hydropneumatic cyclones 6 and other aggregates (different-mesh screening sieves, inclined fractionating sieves, etc.), they are taken further to the sump.
Использование автономных буровых аппаратов делает преимущественным процесс разработки рудного тела (руды) продуктивного пласта благодаря воздействию на породу перегретым газодинамическим рабочим агентом, истекающим в виде струй из рабочего органа 7 аппарата, оснащенным термогазогенератором 8 с топливными компонентами 9 и 10, в качестве которых используют легковоспламеняемое горючее (жидкие углеводороды, сжиженный газ) и окислитель (воздух, обогащенный до 30% кислородом). При этом целесообразно оснастить аппарат 4 баллоном 11 и 12, заполненным водородом и окисью углерода (под давлением), который подают на забой и способствуют протеканию процесса частичного восстановления полезного ископаемого за счет создания условий перегрева частиц руды вырабатываемым высокотемпературным (около 1600°C) агентом термогазогенератора 8 аппарата 4. Подъем рудной массы на дневную поверхность ведут восходящим потоком отработанных газовых и парогазовых фаз на забое, при этом возможна подача воды в выработку, пройденную в структуре рудного пласта, а вынос газожидкостной суспензии (пульпы) к устью скважины ведут восходящим потоком шлама, задавая расходом указанных рабочих агентов скорость подъема шлама, превышающую скорость витания (зависания, осаждения) частиц руды в восходящем потоке (находится в пределах 20÷50 м/с), причем давление рабочего газа из рабочего органа 7 задают превосходящим (в 1,5-2,0 раза) давление, подаваемое на восходящий газовый поток, поднимающий суспензию по стволу скважины.The use of autonomous drilling apparatus makes the development process of the ore body (ore) of the productive formation preferable due to the effect on the rock of an overheated gas-dynamic working agent flowing out in the form of jets from the working body 7 of the apparatus, equipped with a thermogas generator 8 with fuel components 9 and 10, which use flammable fuel (liquid hydrocarbons, liquefied gas) and an oxidizing agent (air enriched up to 30% with oxygen). In this case, it is advisable to equip the apparatus 4 with a cylinder 11 and 12 filled with hydrogen and carbon monoxide (under pressure), which is fed to the face and contribute to the process of partial recovery of the mineral due to the creation of conditions for overheating of the ore particles by the generated high-temperature (about 1600 ° C) thermogas generator agent 8 apparatus 4. The rise of ore mass on the day surface is carried out by an upward flow of exhaust gas and vapor-gas phases at the bottom, while it is possible to supply water to the mine passed through the structures ore, and the removal of gas-liquid suspension (pulp) to the wellhead is carried out by an upward flow of sludge, setting the flow rate of the specified working agents to increase the rate of sludge rise above the rate of soaring (freezing, deposition) of ore particles in the upward flow (within 20 ÷ 50 m / s ), and the pressure of the working gas from the working body 7 is set to exceed (1.5-2.0 times) the pressure supplied to the upward gas flow, raising the suspension along the wellbore.
Пример осуществления способа приводится на разработке железорудного месторождения. В структуру продуктивного пласта, содержащего Fe2O3 и залегающего на глубине 500…800 м, проходят технологические скважины, опускают и закрепляют колонну обсадных труб (Dустья ~ 500 мм, Dзабоя ~ 250 мм); в структуре пласта 2 разбуривают выработку 5 (Dвыработки ~ 20-25 м), разбуренную породу подают к устью или в виде газорудной массы, или в виде газожидкостной эмульсии (пульпы). Разработку забоя ведут давлением газовых струй (или парогазовых, или газожидкостных) (Р~70-200 кгс/см2, Т=1200-1600°C), а для частичного восстановления оксида железа в высокотемпературную среду вводят водород и окись углерода - это позволяет вести процесс обогащения, начиная с забоя выработки, что существенно повышает эффективность всех операций способа (на 25-30%), определяет оригинальность операции способа, новизну и прогрессивность процесса разработки указанного железорудного (глубокозалегающего) месторождения, когда традиционные способы добычи оказываются неэффективными ввиду высоких капитальных и текущих затрат.An example implementation of the method is given on the development of iron ore deposits. Technological wells pass into the structure of a productive formation containing Fe 2 O 3 and lying at a depth of 500 ... 800 m, casing pipes are lowered and fixed (D mouth ~ 500 mm, D bottom ~ 250 mm); in the structure of formation 2, drilling 5 is drilled (D of working ~ 20-25 m), the drilled rock is fed to the mouth either in the form of a gas ore mass or in the form of a gas-liquid emulsion (pulp). The bottom hole is developed by the pressure of gas jets (either combined-gas or gas-liquid) (P ~ 70-200 kgf / cm 2 , T = 1200-1600 ° C), and for partial reduction of iron oxide, hydrogen and carbon monoxide are introduced into the high-temperature medium - this allows conduct the enrichment process, starting from the bottom of the mine, which significantly increases the efficiency of all operations of the method (by 25-30%), determines the originality of the operation of the method, the novelty and progressiveness of the development of the specified iron ore (deep-seated) deposits, when traditional mining and ineffective due to high capital and operating costs.
Таким образом, как показано раскрытием способа, он обладает всеми критериями, позволяющими заявителю взять на него патент.Thus, as shown by the disclosure of the method, it has all the criteria that allow the applicant to take a patent on him.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010147846/03A RU2455449C1 (en) | 2011-02-15 | 2011-02-15 | Method for development of mineral field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010147846/03A RU2455449C1 (en) | 2011-02-15 | 2011-02-15 | Method for development of mineral field |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2455449C1 true RU2455449C1 (en) | 2012-07-10 |
Family
ID=46848595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010147846/03A RU2455449C1 (en) | 2011-02-15 | 2011-02-15 | Method for development of mineral field |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2455449C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118564217A (en) * | 2024-08-05 | 2024-08-30 | 中国海洋大学 | Hydrogen green mining method and system based on carbon dioxide deep sea mining |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3917007A (en) * | 1973-06-07 | 1975-11-04 | Mikhail Ivanovich Tsiferov | Method of sinking holes in earth{3 s surface |
| US3934659A (en) * | 1975-04-15 | 1976-01-27 | Mikhail Ivanovich Tsiferov | Apparatus for drilling holes in earth surface |
| SU1553660A1 (en) * | 1988-04-27 | 1990-03-30 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of treating producing levels with gaseous product |
| RU2148699C1 (en) * | 1997-11-20 | 2000-05-10 | Плугин Александр Илларионович | Method for drilling bore-holes with taking rock samples |
| RU2178506C1 (en) * | 2001-04-18 | 2002-01-20 | Азизов Азиз Мустафаевич | Method of hole making in geological structures |
| RU2225931C1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-03-20 | Плугин Александр Илларионович | Method for forming wells and excavations in sedimentary rock layers and frozen soil |
| RU2253001C2 (en) * | 2003-06-21 | 2005-05-27 | ЗАО "Научно-производственная компания "НефтеГазБурМаш" | Device for catching casing pipes in rotor of drilling plant |
-
2011
- 2011-02-15 RU RU2010147846/03A patent/RU2455449C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3917007A (en) * | 1973-06-07 | 1975-11-04 | Mikhail Ivanovich Tsiferov | Method of sinking holes in earth{3 s surface |
| US3934659A (en) * | 1975-04-15 | 1976-01-27 | Mikhail Ivanovich Tsiferov | Apparatus for drilling holes in earth surface |
| SU1553660A1 (en) * | 1988-04-27 | 1990-03-30 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of treating producing levels with gaseous product |
| RU2148699C1 (en) * | 1997-11-20 | 2000-05-10 | Плугин Александр Илларионович | Method for drilling bore-holes with taking rock samples |
| RU2178506C1 (en) * | 2001-04-18 | 2002-01-20 | Азизов Азиз Мустафаевич | Method of hole making in geological structures |
| RU2225931C1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-03-20 | Плугин Александр Илларионович | Method for forming wells and excavations in sedimentary rock layers and frozen soil |
| RU2253001C2 (en) * | 2003-06-21 | 2005-05-27 | ЗАО "Научно-производственная компания "НефтеГазБурМаш" | Device for catching casing pipes in rotor of drilling plant |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118564217A (en) * | 2024-08-05 | 2024-08-30 | 中国海洋大学 | Hydrogen green mining method and system based on carbon dioxide deep sea mining |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8740310B2 (en) | Mining method for co-extraction of non-combustible ore and mine methane | |
| US8584749B2 (en) | Systems and methods for dual reinjection | |
| CN108798608B (en) | Natural gas hydrate exploitation system and method | |
| US7493951B1 (en) | Under-balanced directional drilling system | |
| CA1096180A (en) | Method and apparatus for recovering metal values from deep-lying ores by in-situ mining | |
| RU2510461C1 (en) | Complex control method of gas emission in extraction sections at development of thick and superimposed highly gas-bearing gently sloping coal beds | |
| US20120175127A1 (en) | Dense Slurry Production Methods and Systems | |
| CN109057795A (en) | It is a kind of to cross goaf coal bed gas ground drilling method | |
| AU2014259594A1 (en) | Hydraulic borehole mining system and method | |
| CN112253070A (en) | Method for eliminating outburst by sectional seam-making and coal-washing of horizontal well in linkage mode of top and bottom of thick coal seam | |
| CN105401976B (en) | Region anti-burst method is stitched in the sawing of seat earth rope | |
| RU2455449C1 (en) | Method for development of mineral field | |
| RU2398971C1 (en) | Method for preliminary degassing of coal beds | |
| Karmanov et al. | The use of airlift during drilling of technological wells | |
| KR20160055628A (en) | Coalbed gas production process | |
| US6164727A (en) | Method of mining a soluble mineral | |
| RU2225938C1 (en) | Methods for exploiting oil extracting wells | |
| KR20160078319A (en) | Coalbed gas production process | |
| RU2415266C1 (en) | Method of coal extraction from chambers with pre-production mining of methane | |
| Moore et al. | Air and gas drilling | |
| RU2256796C1 (en) | Method for extraction of mineral resources and device for realization of said method | |
| RU2095573C1 (en) | Method for hydraulic mining of minerals from productive horizons | |
| CN102561432B (en) | Deep sand dredging device from earth surface of continental riverway | |
| RU2301335C1 (en) | Method for extracting ore deposits by sub-level collapsing | |
| RU2180699C1 (en) | Method of tapping of producing formation of fluid mineral |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160216 |