SU973844A1

SU973844A1 - Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых

Info

Publication number: SU973844A1
Application number: SU813290516A
Authority: SU
Inventors: Николай Игоревич Бабичев; Эдуард Иванович Черней; Виктор Анатольевич Дмитриев; Иван Андреевич Сергиенко; Владимир Викторович Мамилов; Андрей Юрьевич Федюкин; Константин Николаевич Кошколда; Александр Федорович Мосев
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1982-11-15

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче ископаемых в неустойчивых вмещающих породах.

Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытые залежи скважинами, размыв полезного ископаемого струями воды и выдачу его в виде пульпы на поверхность [1].

Недостатками этого способа при использовании его в неустойчивых вмещающих породах являются большое разубоживание и потери руды вследствие обрушения пород кровли во время размыва полезного ископаемого, так как в этом случае происходит размыв обрушенной части покрывающего массива.

Известен также способ скважинной гидравлической добычи, включающий вскрытие продуктивного горизонта технологическими скважинами, размыв полезного ископаемого в пределах ромбовидных камер и выдачу полезного ископаемого в виде пульпы на обогащение [2].

Основным недостатком этого способа в условиях неустойчивых пород кровли явля[ННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ

ИСКОПАЕМЫХ ется низкая эффективность размыва, так как обрушающиеся породы кровли по мере образования камеры обрушаются в выработанное пространство, гасят энергию струи и препятствуют разрушению забоя.

Наиболее близок к изобретению способ, включающий бурение вспомогательных скважин и формирование в них поддерживающего штангового крепления, вскрытие продуктивного горизонта эксплуатационными скважинами, размыв полезного ископаемого и выдачу его в виде пульпы на поверхность. Данный способ является высокоэффективным в условиях слоистых пород кровли, когда штанги скрепляют отдельные слои в единую систему и тем самым увеличивают несущую способность кровли [3].

Однако если кровля представлена трещиноватыми или несвязанными породами, например песком, то эффективность применения способа становится низкой.

Цель изобретения — повышение эффективности добычи и расширение области применения способа путем снижения потерь и разубоживания предотвращением обрушения неустойчивого покрывающего массива в выработанное пространство камер в пронес973844 ее г -’змыва полезного ископаемого, а также уылч-гепия размеров камер 8 условиях не, ' С-ш'ых имен, -stfurpx порол.

: ·. : лте ы ;тетол тем, что .лете токрытия пролν<·.текст;·: горизонта из тето/р-атациоя те t'-totoi производят гидранлнческнй разрыв н кровле продуктивного · ор.чзонта, а формирование поддерживающих· штате· осуществляют. нагнетая твердеющие смеси зо вспомогательные скважины одно з ромеяно сверху и снизу, причем снизу етещ-тание ведут через щель, образованию гидроразрывом.

На фиг. ’ показана схема расположения

J · <· Ы,4 КЗМСр И ЗСПО.\·ί ΟΓόΐТ(’ЛЬ-ίΊИ ЭКСг-г/атапионных скважин; на фиг. 2 — разре': /V—А на фиг. 1.

Предлагаемый способ осуществляют сле.ргаяьто; обзазом.

С поверхности месторождения бурят вспомогательные скважины 1 до кровли продуктивного горизонта 2. Скважины бурят над центрами будущих камер 3, которые могут быть, например, ромбовидными. Затем в скважины ) опускают железную арматуру 4.

Одновременно с бурением скважин 1 продуктивный горизонт 2 вскрывают эксплуатационными скважинами 5, расположенными со сетке, определяющей границы будущих камер 3. После образования вспомогательный скважин 1 и эксплуатационных скважин 5 в кровле продуктивного горизонта 2 образуют горизонтальную щель 6 посредством гидроразрыва из эксплуатационной скважины 5. Величина радиуса горизонтальной щели должна быть больше, чем минимальное расстояние между эксплуатационными скважинами 5 и вспомогательными скважинами 1 для обеспечения возможности нагнетания твердеющей смеси в скважину 1 из скважины 5.

После образования щели 6 через эксплуатационные скважины 5 нагнетают твердеющую смесь, например цементный или бетонный раствор. Распространяясь по щели 6, твердеющая смесь заполняет весь объем щели и достигает скважины i. Одновременно с подачей твердеющей смеси в скважины 5 производят заполнение этой же смесью скважины 1 с поверхности. Эту операцию выполняют до тех пор, пока уровень твердеющей смеси в скважине 1 не достигнет верхнего конца арматуры 4.

После отвердения смеси и образования искусственной кровли 7 в скважине 5 разбуривают пробку 8 из твердеющей смеси и бурят скважину 5 ниже почвы продуктивно го горизонта 2. Затем в скважины 5 помещают гидродобычное оборудование и начинают размыв продуктивного горизонта 2 в границах камеры 3, оставляя ленточные целики 9. Отбитую рудную массу в виде пульпы выдают на поверхность.

В процессе размыва камеры 3 искусственная кровля 7 поддерживает неустойчивые породы вышележащего массива 10 и предотвращает их обрушение в выработанное пространство камеры 3. В свою очередь поддерживающие штанги 1 1 удерживают искусственную кровлю 7, связывая ее с массивом 10. Кроме этого, поддерживающие штанги И скрепляют отдельные слои массива 10 и повышают его несущую способность.

Применение изобретения позволяет повысить эффективность способа скважинной гидродобычи в условиях неустойчивого массива.

Claims

(54) СПОСОБ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНБ1Х ИСКОПАЕМЫХ Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано при добыче ископаемых в неустойчивых вмещающих породах . Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытые залежи скважинами, размыв полезного ископаемого стру ми воды и выдачу его в виде пульпы на поверхность 1. Недостатками этого способа при использовании его в неустойчивых вмещающих породах вл ютс большое разубоживание и потери руды вследствие обрушени пород кровли во врем размыва полезного ископаемого , так как в этом случае происходит размыв обрушенной части покрывающего массива. Известен также способ скважинной гидравлической добычи, включающий вскрытие продуктивного горизонта технологическими скважинами, размыв полезного ископаемого в пределах ромбовидных камер и выдачу полезного ископаемого в виде пульпы на обогащение 2. Основным недостатком этого способа в услови х неустойчивых пород кровли вл етс низка эффективность размыва, так как обрушающиес породы кровли по мере образовани камеры обрушаютс в выработанное пространство, гас т энергию струи и преп тствуют разрушению забо . Наиболее близок к изобретению способ, включающий бурение вспомогательных скважин и формирование в них поддерживающего штангового креплени , вскрытие продуктивного горизонта эксплуатационными скважинами, размыв полезного ископаемого и выдачу его в виде пульпы на поверхность . Данный способ вл етс высокоэффективным в услови х слоистых пород кровли , когда штанги скрепл ют отдельные слои в единую систему и тем самым увеличивают несущую способность кровли 3. Однако если кровл представлена трещиноватыми или несв занными породами, например песком, то эффективность применени способа становитс низкой. Цель изобретени - повышение эффективности добычи и расширение области применени способа путем снижени потерь и разубоживани предотвращением обрушени неустойчивого покрывающего массива в выработанное пространство камер в процесС:- полез-г;;; ; Konap:v;cro. а также ь;;:- е ;- л рг.,:01 в услови х не , - .;к;;( V IMS; i -Ю Ч : ПОРОЛ : . :/.:.: .. .. .;.; :;:;:лЛ;л ТОМ, ЧТО :i:j-;0 ;ч; рЫГ;- Я Г,К1,; ,-Г; МТГд.ГТ: ГОрИЗОНТЗ ИЗ ЛчС.;:; :i)i:: ::,-.:i;: производ т гидpab .iH iocKi;; разрыь к кровле иродуктивноIo : ().;;fra. а формчр( поддерживаюuiii ; иг;р,;:г С суи;естгзл,тот, нагнета твердеющие e-viycii зо вспомога С. скважины од {озроменно сверху и снизу, причем снизу ,:. -. ведут через luejii., образован к; гиАрора:фЬ:йОл. Пч)1-чазана схема оасгюложени .i i -ib;:; камер и зс-(1о югатглы1Ь1Х и экс/л/атационных скважин; на . 2 - разре- . на фиг. i. ;ре;,лагаемый спех .б осуществл ют слеjyra:i , облазо ;. С иОйерхности месторождени бур т вспо могате.пьные скважииь; 1 до кровли продуктивного горизонта 2. Скважины бур т над центрамь будущих камер 3, которь е могут быть, ;агфимер, рогдбовидными. Затем в скважины i он;;ч-ла1от железную арматуру 4. Одновременно е бурением скважин 1 продукт1в; :- ;й горизонт 2 вскрывают эксплуатаi: ,ioeii;:--i:.H скважиыами 5, расположенными по сс-тке, определ ющей границы будущих 3. После образовани вспомо1ательных скважин 1 и эксплуатационных скважин 5 в кровле иродуктивного горизонта 2 образую; |-ориз;г11тальч о щель 6 посредством гидроразрыва из акс,;;|уатационной скважины 5. Величина радиуса горизонтальной щели должна быть больше, чем минимальное рассто ние между эксплуатационными скважинами 5 и вспомогательными скважинами 1 дл обеспечени возможности нагнетани твердеющей смеси в скважину 1 из скважины 5. После образовани щели 6 через эксплуатационные скважины 5 нагнетают твердеющую смесь, например цементный или бетонный раствор. Распростран сь по щели 6, твердеюща смесь заполн ет весь объем щели и достигает скважины 1. Одновременно с подачей твердеющей смеси в скважины 5 производ т заполнение этой же смесью скважины с поверхности. Эту операцию выполн ют до тех пор, пока ypoBeiib твердеющей смеси в скважине 1 не достигнет верхнего конца арматуры 4. После отвердени смеси и образовани искусственной кровли 7 в скважине 5 разбуривают пробку 8 из твер.а,еющей смеси и 6vp-iT сккажиму 5 ниже почвы продуктивноГО горизонта 2. Затем в скважины 5 помещают гидродобычное оборудование и начинают размыв продуктивного горизонта 2 в границах камеры 3, оставл ленточные целики 9. Отбитую рудную массу в виде пульпы выдают на поверхность. В процессе размыва камеры 3 искусственна кровл 7 поддерживает неустойчивые породы вышележащего массива 10 и предотвращает их обрушение в выработанное пространство камеры 3. В свою очередь поддерживакощие штанги 1 1 удерживают искусственную кровлю 7, св зыва ее с массивом 10. Кроме этого, поддерживающие штанги 11 скрепл ют отдельные слои массива 10 и повьццают его несущую способность. Применение изобретени позвол ет повысить эффективность способа скважинной гидродобычи в услови х неустойчивого массива . Формула изобретени Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых в неустойчивых вмещающих породах, включающий бурение эксплуатационных и вспомогательных скважин, размещение во вспомогательных скважинах металлической арматуры и нагнетание в них твердеющих смесей, гидравлический размыв полезного ископаемого и подъем пульпы на поверхность через эксплуатационные скважины , отличающийс тем, что, с целью повышени продуктивности скважин за счет увеличени устойчивости кровли пласта, из эксплуатационных скважин производ т гидроразрыв в кровле пласта и нагнетают твердеющие смеси одновременно через эксплуатационные и вспомогательные скважины до заполнени щели, образованной гидроразрывом , и нижней части вспомогательных скважин с размещенной в них металлической арматурой, после чего разбуривают пробки в эксплуатационных скважинах, образованные твердеющими смес ми, и осуществл ют добычу полезного ископаемого. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Арене В. X. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. М., «Недра , 1975, с. 241-243.
2.Авторское свидетельство СССР № 628311, кл. Е 21 С 41/04, 1975.
3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2880440, кл. Е 21 С 45/00, 1980 (прототип ) .

б 7

f-Jai iiZE