RU2563260C2 - Method of processing of brown coal in place of its bedding - Google Patents
Method of processing of brown coal in place of its bedding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2563260C2 RU2563260C2 RU2014119287/03A RU2014119287A RU2563260C2 RU 2563260 C2 RU2563260 C2 RU 2563260C2 RU 2014119287/03 A RU2014119287/03 A RU 2014119287/03A RU 2014119287 A RU2014119287 A RU 2014119287A RU 2563260 C2 RU2563260 C2 RU 2563260C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- brown coal
- extraction chamber
- water
- sucked
- borehole
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, к области скважинной гидродобычи твердого полезного ископаемого и может быть использовано для первичного обогащения минерального сырья в условиях добычного полигона.The invention relates to mining, to the field of downhole hydraulic mining of solid minerals and can be used for primary enrichment of mineral raw materials in a mining test site.
Во второй половине двадцатого века активизировались разработки новых геотехнологических методов добычи твердых полезных ископаемых посредством скважин, пробуренных с дневной поверхности к залежи. Основной технической идеей, движущей развитие этих методов, является разработка залежи в трудных горно-геологических условиях не открытым или шахтным способами, неэффективными в данном случае, а безлюдным подземным методом с осуществлением добычных манипуляций с поверхности земли посредством перевода твердого полезного ископаемого или его полезного компонента в подвижное состояние с последующей выдачей полученного продукта в виде пульпы, жидкости, газа на дневную поверхность и оставлением минеральных отходов в отработанном объеме залежи.In the second half of the twentieth century, the development of new geotechnological methods for the extraction of solid minerals by means of wells drilled from the surface to the reservoir was intensified. The main technical idea driving the development of these methods is the development of deposits in difficult geological conditions, not in open or mine methods, which are ineffective in this case, but in a deserted underground method with mining operations from the surface of the earth by transferring solid mineral or its useful component to mobile state with the subsequent delivery of the resulting product in the form of pulp, liquid, gas to the surface and leaving mineral waste in the waste volume alezhi.
Известен метод подземного выщелачивания (ПВ), ориентированный пока, в большей степени, на добычу урана, золота, меди (см., например, Калабин А.И. Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием и другими геотехнологическими методами. - М.: Атомиздат, 1981; RU 2185507 и др.).The known method of underground leaching (PV), so far focused, to a greater extent, on the extraction of uranium, gold, copper (see, for example, Kalabin A.I. Mineral extraction by underground leaching and other geotechnological methods. - M .: Atomizdat, 1981 ; RU 2185507 and others).
Известен метод подземной газификации угля (ПГУ) с дневной поверхности, в том числе с использованием шахт (см., например, Скафа П.В. Подземная газификация углей. - М.: Госгортехиздат, 1960; Крейнин Е.В., Федоров Н.А., Звягинцев К.Н. Подземная газификация угольных пластов. - М.: Недра, 1982; Получение различных видов энергии при подземном сжигании угля по технологии «Углегаз». - Сб. научн. трудов / Под ред. акад. АН СССР В.В. Ржевского. - М.: МГИ, 1983; RU 2354820 и др.).The known method of underground coal gasification (CCGT) from the surface, including using mines (see, for example, Skafa P.V. Underground coal gasification. - M .: Gosgortekhizdat, 1960; Kreinin E.V., Fedorov N. A., Zvyagintsev KN Underground gasification of coal seams. - M .: Nedra, 1982; Production of various types of energy during underground coal combustion using the Uglegaz technology. - Collection of scientific works / Edited by the Acad. .V. Rzhevsky. - M .: MGI, 1983; RU 2354820 and others).
Известен метод скважинной гидродобычи (СГД) твердых полезных ископаемых (см., например, Аренс В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых. - М.: Недра, 1984 и др.). Только по этому направлению ретроспективный поиск запатентованных отечественных технических решений выявил более полутора тысяч изобретений, посвященных различным аспектам развития метода СГД - от конструкций скважинных гидродобычных снарядов до схем и режимов отработки выемочных камер и залежи. Зарубежный патентный фонд характеризуется более широким спектром применения метода СГД, например, в технологических целях.The well-known method of downhole hydraulic production (SRS) of solid minerals (see, for example, Arens V.ZH. Well production of minerals. - M .: Nedra, 1984 and others). Only in this direction, a retrospective search for patented domestic technical solutions has revealed more than one and a half thousand inventions devoted to various aspects of the development of the SRS method - from designs of downhole hydraulic production shells to schemes and modes of mining extraction chambers and deposits. A foreign patent fund is characterized by a wider range of applications of the SRS method, for example, for technological purposes.
Общим недостатком упомянутых геотехнологий - аналогов можно обозначить отсутствие их взаимокомплексирования в целях достижения большей эффективности отработки залежи твердого полезного ископаемого (например, СГД+ПВ).A common drawback of the mentioned geotechnologies - analogues can be identified as the absence of their mutual complementation in order to achieve greater efficiency of mining solid mineral deposits (for example, SRS + PV).
Наиболее близки к предложенному техническому решению работы Бурчаков А.С., Гринько Н.К., Ковальчук А.Б. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1978; АС СССР №1346799; Ткаченко Н.Ф. Направление развития нетрадиционных технологий добычи угля и переработки его на месте залегания. - М.: Горный вестник, 1993, №1. - С. 12-17; Михеев О.В., Мельник В.В., Дмитриев В.А. Технология разработки угольного месторождения через скважины с поверхности. // Научн.-техн. разработки МГГУ, АО УК «Кузнецкуголь» и «ВНИИгидроуголь». - М.: МГГУ, 1994. - С. 100-106, обобщенные и развитые в докторской диссертации Мельника В.В. «Разработка технологических решений скважинной гидравлической добычи угля». - М., 2005, выбранной за прототип.The closest to the proposed technical solution are the work of Burchakov A.S., Grinko N.K., Kovalchuk A.B. The technology of underground mining of stratified mineral deposits. - M .: Nedra, 1978; AS of the USSR No. 1346799; Tkachenko N.F. The direction of development of non-traditional technologies for coal mining and its processing at the place of occurrence. - M.: Mountain Gazette, 1993, No. 1. - S. 12-17; Mikheev O.V., Melnik V.V., Dmitriev V.A. The technology of developing a coal field through wells from the surface. // Scientific and technical. developments of Moscow State Mining University, AO UK “Kuznetskugol” and “VNIIhydrogoul”. - M .: MGGU, 1994. - S. 100-106, generalized and developed in the doctoral dissertation of V. Melnik "Development of technological solutions for downhole hydraulic coal mining." - M., 2005, selected for the prototype.
В прототипе создается комплекс технологических решений по добыче, первичной переработке и транспортированию угля потребителю на базе интегрирования геотехнологий и комбинирования различных способ реализации потенциала гидроэнергии, прежде всего, на основе метода СГД.The prototype creates a set of technological solutions for the extraction, primary processing and transportation of coal to the consumer based on the integration of geotechnologies and a combination of various ways to realize the potential of hydropower, primarily based on the SRS method.
В качестве основного недостатка прототипа можно отметить тот факт, что данное известное техническое решение раскрывает технические возможности потенциала гидроэнергии только с одной, физической (механической), стороны, в то время как другие стороны этого потенциала, например химическая, не менее продуктивны.As the main disadvantage of the prototype, we can note the fact that this known technical solution reveals the technical capabilities of the hydropower potential from only one physical (mechanical) side, while other sides of this potential, for example, chemical, are no less productive.
Поставленная задача - расширить возможности потенциала гидроэнергии в процессе переработки твердого полезного ископаемого, в частности бурого угля, на месте его залегания, в том числе используя химические свойства воды, водных растворов, суспензий, эмульсий и т.п.The goal is to expand the potential of hydropower in the processing of solid minerals, in particular brown coal, at its location, including using the chemical properties of water, aqueous solutions, suspensions, emulsions, etc.
Поставленная задача реализована следующим образом. Переработка бурого угля на месте его залегания осуществляется путем воздействия на горную породу залежи с дневной поверхности через пробуренные скважины сначала гидромониторными струями высокого давления, разрушающими горную породу на куски, дробящими куски горной породы и измельчающими их на грубодисперсные частицы в составе гидросмеси. Затем механическому агенту воздействия потенциала гидроэнергии - воде - придают свойство определенного физического, химического или физико-химического агента воздействия и в процессе динамической диспергации бурого угля получают суспензию с дисперсной средой в виде жидкого целевого продукта, который выдают на дневную поверхность. После этого при необходимости оказывают последовательно другие виды направленного воздействия на твердую дисперсную фазу, получая другие суспензии с другими дисперсными средами в виде других целевых продуктов.The task is implemented as follows. Processing of brown coal at the place of its occurrence is carried out by exposing the rock to the deposits from the day surface through drilled wells, first using high pressure jet jets that destroy the rock into pieces, crush the rock pieces and grind them into coarse particles in the hydraulic mixture. Then, the mechanical agent of the impact of the potential of hydroelectricity - water - is given the property of a specific physical, chemical or physico-chemical agent of the impact and in the process of dynamic dispersion of brown coal, a suspension with a dispersed medium is obtained in the form of a liquid target product that is exposed to the day surface. After this, if necessary, sequentially have other types of directional effects on the solid dispersed phase, obtaining other suspensions with other dispersed media in the form of other target products.
Рассмотрим более подробно действие предложенного способа на примере переработки бурого угля в глубокозалегающем (160-180 м) пласте мощностью 5,6 м Таловского месторождения Томской области РФ. Таловские бурые угли, рассматриваемые специалистами как химико-энергетическое сырье, характеризуются как химическое сырье высоким содержанием гуминовых кислот, монтан-воска, смол, битумов, тяжелых редких металлов, как энергетическое сырье - возможностью слоевого сжигания, сжигания в циркулирующем кипящем слое, пылевого форсуночного сжигания, а также в виде полукоксовых брикетов. Для реализации поименованных возможностей предложены различные способы наземной переработки таловских бурых углей, добытых открытым способом. Однако глубокозалегающие пласты угля в этих способах не перерабатываются, т.к. считаются брошенными/забалансовыми и не подлежащими по экономическим соображениям отработке карьерным и/или шахтным способами.Let us consider in more detail the effect of the proposed method on the example of brown coal processing in a deep-seated (160-180 m) formation with a capacity of 5.6 m Talovskoye field of the Tomsk region of the Russian Federation. Talov lignite, regarded by experts as a chemical and energy raw material, is characterized as a chemical raw material with a high content of humic acids, montan wax, resins, bitumen, heavy rare metals, as an energy raw material - the possibility of layered burning, burning in a circulating fluidized bed, dust nozzle burning , as well as in the form of semi-coke briquettes. To implement the named capabilities, various methods of surface processing of Talovsk brown coal mined by open pit are proposed. However, deep seams of coal in these methods are not processed, because are considered abandoned / off-balance sheet and not subject to economic development by mining and / or mining methods.
Для реализации изобретения оборудуется добычной полигон СГД - технологическая схема обвязки этого наземного комплекса включает буровую установку типа УКБ-500 или УРБ-ЗАМ, цемагрегат ЦА-320, насос М-9Т, компрессор ПКС-8/101; подземная часть полигона включает обсаженную скважину ⌀ 168 мм, насосно-компрессорные трубы и скважинный гидродобычной снаряд типа СГС или СЭС. На полигоне имеются оборудованные места складирования целевых продуктов и оборотной воды: карты намыва, емкости и пруд-отстойник с источником воды (скважина, озеро, река).To implement the invention, an SRS mining range is equipped - the technological scheme for the strapping of this ground-based complex includes a drilling rig of the UKB-500 or URB-ZAM type, a cement unit CA-320, a pump M-9T, a compressor PKS-8/101; the underground part of the landfill includes a cased hole ⌀ 168 mm, tubing and a borehole hydraulic production tool of the SGS or SES type. The landfill has equipped storage facilities for target products and recycled water: alluvial maps, tanks and a settling pond with a water source (well, lake, river).
Гидравлическое разрушение угля в глубозалегающем пласте производят аксиальной и радиальными струями воды под напором 20÷40 атм из гидромониторных насадок диаметром 8÷12 мм.Hydraulic destruction of coal in a deep seam is carried out by axial and radial jets of water under a pressure of 20–40 atm from hydraulic nozzles with a diameter of 8–12 mm.
Манипулируя скважинным гидродобычным снарядом в объеме образовавшейся затопленной выемочной камеры диаметром 8÷14 м и высотой 5,6 м, реализуют эффект струйной мельницы или «стиральной машины активаторного типа», организуя процесс диспергации таловских бурых углей по схеме «куски-кусочки-частицы» с последующим отмучиванием угля и неорганической компоненты от водорастворимой части такой органической компоненты как гуминовая кислота, которая через фильтр засасывается СГС/СЭС и выдаются на дневную поверхность.Manipulating a downhole hydraulic production tool in the volume of the formed flooded excavation chamber with a diameter of 8–14 m and a height of 5.6 m, they realize the effect of a jet mill or an “activator-type washing machine”, organizing the process of dispersing Talovan brown coal according to a “piece-piece-particle” scheme with subsequent elutriation of coal and the inorganic component from the water-soluble part of such an organic component as humic acid, which is sucked in through the filter GHS / SES and issued to the surface.
После осушения выемочной камеры в нее по оборотной схеме подается подщелаченная вода - 10%-й водный раствор щелочи KOH/NaOH, который интенсивно перемешивается с твердой фракцией, и в результате химической реакции оставшиеся гуминовые кислоты преобразуются в соли - гуматы калия/натрия, которые в жидком виде засасываются через фильтр СГС/СЭС и выдаются на дневную поверхность.After draining the extraction chamber, alkalized water is supplied to it in a reverse circuit - a 10% aqueous solution of KOH / NaOH alkali, which is intensively mixed with the solid fraction, and as a result of a chemical reaction, the remaining humic acids are converted into salts - potassium / sodium humates, which in liquid form, they are sucked in through the GHS / SES filter and are delivered to the surface.
После повторного осушения выемочной камеры в нее по оборотной схеме подается эмульсия растворителя органических веществ, например водобензиновая или водоспиртобензиновая, которая интенсивно перемешивается с твердой фракцией и в результате битумы, смолы и воск экстрагируются в состав жидкой дисперсной среды, последняя засасывается через фильтр СГС/СЭС и выдается на дневную поверхность из верхней части заполненной выемочной камеры, затем из средней части заполненной камеры выдается на дневную поверхность твердый углеродсодержащий остаток и, в последнюю очередь, со дна выемочной камеры выдается на дневную поверхность минеральный осадок, содержащий тяжелые редкие металлы.After repeated drainage of the extraction chamber, an emulsion of a solvent of organic substances, for example, water-gasoline or water-alcohol-gasoline, is intensively mixed with the solid fraction and, as a result of bitumen, resins and wax, are extracted into the composition of the liquid dispersed medium, the latter is sucked through the SGS / SES filter and is emitted onto the day surface from the upper part of the filled extraction chamber, then from the middle part of the filled chamber, a solid carbon-containing tatok and, last of all, from the bottom of the extraction chamber a mineral sediment containing heavy rare metals is deposited on the day surface.
По другому варианту после осушения выемочной камеры в третий раз, энергетическую компоненту буроугольного сырья и минеральную компоненту доставляют последовательно на карты намыва посредством воды.In another embodiment, after draining the extraction chamber for the third time, the energy component of the brown coal and the mineral component are delivered sequentially to the alluvial maps by water.
Из одной выемочной камеры из таловских бурых углей предлагаемым способом можно получить: гуминовых кислот - до 55 т; гуматов - до 25 т; суммы органических веществ (монтан-воска, смол, битумов) - до 25 т; обогащенного угля - до 185 т; гидрометаллургического сырья - до 10 т.Using one of the extraction chambers from Talovsk brown coal, by the proposed method, it is possible to obtain: humic acids - up to 55 tons; humates - up to 25 tons; amounts of organic substances (montan wax, resins, bitumen) - up to 25 tons; enriched coal - up to 185 tons; hydrometallurgical raw materials - up to 10 tons
Таким образом, на примере использования изобретения показано, что применение потенциала гидроэнергии с модифицированными физико-химическими свойствами в комбинации геотехнологических методов СГД+ПВ позволяет: существенно повысить производимость ПВ - продуктивные растворы в выемочной камере объемом до 300 м3 нарабатываются в течение 1-2 часов; провести обогащение угля - энергетическое сырье освобождается от органической и минеральной компонент; получить в месте залегания угля другие ценные компоненты, служащие источниками сырья для получения ряда товарных продуктов; обеспечить экологическую безопасность недр и земной поверхности за счет быстрого протекания технологических процессов (затраты времени составляют 3-5 дней, включая обустройство полигона, бурение скважины, работу в выемочной камере и демонтаж оборудования).Thus, using the invention as an example, it has been shown that the use of hydropower potential with modified physicochemical properties in a combination of geotechnological methods of SRD + PV allows you to: significantly increase the productivity of PV - productive solutions in a mining chamber with a volume of up to 300 m 3 are produced within 1-2 hours ; carry out coal enrichment - energy raw materials are freed from organic and mineral components; to obtain other valuable components in the place of occurrence of coal, which serve as sources of raw materials for obtaining a number of marketable products; ensure the environmental safety of the subsoil and the earth’s surface due to the rapid flow of technological processes (the time required is 3-5 days, including arranging the landfill, drilling a well, working in a dredging chamber and dismantling equipment).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014119287/03A RU2563260C2 (en) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Method of processing of brown coal in place of its bedding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014119287/03A RU2563260C2 (en) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Method of processing of brown coal in place of its bedding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014119287A RU2014119287A (en) | 2014-08-10 |
RU2563260C2 true RU2563260C2 (en) | 2015-09-20 |
Family
ID=51355060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014119287/03A RU2563260C2 (en) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Method of processing of brown coal in place of its bedding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2563260C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1448031A1 (en) * | 1987-01-29 | 1988-12-30 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of preparing low-permeability producing formation to leaching |
RU2006115189A (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-20 | Геннадий Сергеевич Гребнев (RU) | GEOTECHNOLOGICAL METHOD FOR LEACHING SILICATE NICKEL-COBALT ORES |
RU2007113677A (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-27 | Федеральное агентство по промышленности (Роспром) (RU) | METHOD FOR PRODUCING HUMIC ACID FOR DETOXICATION OF SOILS, SEDIMENTS OF SEWAGE AND ASH RESIDUES FROM BURNING OF SOLID DOMESTIC WASTE |
RU2352650C2 (en) * | 2007-06-14 | 2009-04-20 | Владимир Алексеевич Гуров | Ecological method of complex extraction of nonferrous, rare and precious metals from ores and materials |
-
2014
- 2014-05-13 RU RU2014119287/03A patent/RU2563260C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1448031A1 (en) * | 1987-01-29 | 1988-12-30 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of preparing low-permeability producing formation to leaching |
RU2006115189A (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-20 | Геннадий Сергеевич Гребнев (RU) | GEOTECHNOLOGICAL METHOD FOR LEACHING SILICATE NICKEL-COBALT ORES |
RU2007113677A (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-27 | Федеральное агентство по промышленности (Роспром) (RU) | METHOD FOR PRODUCING HUMIC ACID FOR DETOXICATION OF SOILS, SEDIMENTS OF SEWAGE AND ASH RESIDUES FROM BURNING OF SOLID DOMESTIC WASTE |
RU2352650C2 (en) * | 2007-06-14 | 2009-04-20 | Владимир Алексеевич Гуров | Ecological method of complex extraction of nonferrous, rare and precious metals from ores and materials |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ПОРЦЕВСКИЙ А.К. и др., Геотехнология (физико-химическая), М, 2004. * |
УДК 622.332/54, М.В. Шумейко, РАЗРАБОТКИ ОАО "ТЕРМОКОКС" ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РЯДУ ОТРАСЛЕЙ И ИХ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА, 2008. Разработка технологических решений скважиной гидравлической добычи угля, автореф. дис. на соиск. учен. степ. д.т.н.: М. 2005, с.38-40 . * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014119287A (en) | 2014-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8424784B1 (en) | Fracture water treatment method and system | |
US6679326B2 (en) | Pro-ecological mining system | |
EP2857635A1 (en) | Method for fluid carriage in deep-seam coal hydraulic mining | |
US20150107905A1 (en) | Hydraulic borehole mining system and method | |
Shustov et al. | Substantiation into parameters of carbon fuel production technology from brown coal | |
Bolonkin et al. | Innovative unconventional oil extraction technologies | |
US3157231A (en) | Process and apparatus for extracting and recovering oil in situ | |
RU2563260C2 (en) | Method of processing of brown coal in place of its bedding | |
US3442553A (en) | Slurry mining of carnallite | |
RU2539527C2 (en) | Method for hydromechanical benefication of brown coal products of hydraulic borehole mining, and process line for its implementation | |
CA2520223C (en) | Method for the in place recovery of heavy oil from a subterranean deposit | |
US11008846B2 (en) | Water jet mining system and method | |
RU2312989C1 (en) | Method and floating rig for diamond-carrying kimberlite pipe development | |
Valgma et al. | Oil shale mining developments in Estonia as the bases for sustainable power industry | |
Rochev | Hydraulic borehole mining method possible application at Middle Larba alluvial gold field | |
SU1257223A1 (en) | Method of material winning from thick underground series | |
AU2013293548B2 (en) | Fracture water treatment method and system | |
EA009429B1 (en) | Method of working out low-thicked salt deposit beds by underground leaching | |
Zubícek et al. | MINING OF URANIUM ORE IN THE WORLD AND IN THE CZECH REPUBLIC | |
Malanchuk et al. | INCREASING THE ENERGY-EFFICIENT EXTRACTION OF AMBER IN THE RIVNE-VOLYN REGION OF UKRAINE | |
UA126498C2 (en) | A method of extracting natural bitumen and high-viscosity oil | |
Jhanwar | Mining and Processing of Fuels and Minerals | |
SU1710759A1 (en) | Method of extraction of minerals from thick underground formations through holes and device for its realization | |
RU2130541C1 (en) | Method for intensifying inflow from bed | |
SU1710758A1 (en) | Method of hydraulic mining and relevant device |