Способ извлечения материалов из подземных формаций

 

Изобретение относится к геотехнологии и может быть использовано при извлечении материалов из подземных формаций преимущественно при опробовании, а также при проведении вертикальных горных выработок. Цель - обеспечение безопасности извлечения пород. Подземную формацию с поверхности вскрывают эксплуатационной скважиной (С), в которой размещают скважинный гидромонитор. С помощью последнего производят круговой размыв пород в восходящем порядке с выносом мелких фракций по методу прямой промывки. Крупные фракции магазинируют в выработанном пространстве образуемой цилиндрообразной выемочной камеры. По окончании работ по формированию камеры по окружности вокруг эксплуатационной С бурят взрывные С в налегающих породах, в которых размещают заряды ВВ. Затем на поверхности концентрично эксплуатационной С устанавливают погрузную колонку (ПК). Диаметр ПК принимают более диаметра окружности расположения взрывных С, но не менее диаметра окружности отрыва пород и диаметра выемочной камеры. Высота ПК равна не менее расстояния от поверхности до уровня обрушенных пород. Производят взрывание зарядов на С и в компенсационное пространство камеры. Породы обрушаются, а ПК под действием собственной массы быстро оседает по сформированному каналу на обрушенные породы. При извлечении обрушенных и замагазинированных пород производят погружение и наращивание ПК. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТОНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ)у Е 21 С 45/00

Ср

C©

4В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ GvCP

К АВТОРСКОМУ СВИДЕтельСТВУ (21) 4396 49/31-03 (22) 23.03.88 (46) 23.04.90. Бюл, М 15 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) М,М.Смирнов, В.P.Буянов и В.М.Серебрянников (53) 622.234.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1257222, кл, Е 21 С 45/00, 1985 °

Авторское свидетельство СССР

N -1293349, кл. F. 21 С 45/00, 1985. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ИЗ

ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ (57) Изобретение относится к геотехнологии и м.б. использовано при извлечении материалов из подземных формаций преимущественно при опробовании, а также при проведении вертикальных горных выработок. Цель обеспечение безопасности извлечения пород. Подземную формацию с поверхности вскрывают эксплуатационной скважиной (С), в которой размещают скважинный гидромонитор ° С помощью последнего производят круговой разИзобретение относится к геотехнадогии и может быть использовано при извлечении материалов из подземных формаций, преимущественно прн опробованю, а также при проведении . вертикальных горных выработок.

Цель изобретения — обеспечение безопасности извлечения пород, мыв пород в восходящем порядке с выносом мелких фракций по методу прямой промывки. Крупные фракции магазинируют в выработанном пространстве образуемой ципиндрообраэной выемочной камеры, По окончании работ по формированию камеры по окружности вокруг эксплуатационной С бурят, взрывные С в налегающих породах, в которых размещают заряды ВВ. Затем на поверхности концентрично эксплуатационной С устанавливают погруэную колонку (ПК). Диаметр IIV, принимают более диаметра окружности расположения взрывных С, но не менее диаметра окружности отрыва пород.и диаметра выемочной камеры. Высота ПК равна не менее расстояния от поверхности до уровня обрушенных пород. Производят взрывание зарядов на С и в компенсационное пространство камеры, Породы обрушаются, а ПК под действием собственной массы быстро оседает по сформированному каналу на обрушенные породы, При извлечении. обрушенных и замагаэинированчых пород производят погружение и наращивание ПК. 3 ил.

На фиг, 1 — 3 представлены схемы, иллюстрирующие последовательность операций способа, Способ поясняется на примере опробования подземной формации 1 с большим процентным содержанием крупных негабаритных включений и с неустойчивыми налегающими породами, напри1559162 га мер торфами, мощность которых относительно невелика, например, 5 м.

Предварительно формацию 1 через налегающие породы вскрывают эксплуа5 тационной скважиной 2, в которой размещают скважинный гидромонитор. С помощью последнего производят круговой размыв пород в восходящем порядке с выносом мелких фракций по методу прямой промывки и магазинированием крупных негабаритных фракций пород

3 в выработанном пространстве образуемой ципиндрообразнай выемочной камеры 4, при этом под -потолочиной образованной камеры, н которой оставляют защитный прослой 5 породы формации, остается свободное компенсационное пространство, После окончания работ по формированию камеры 4 по окружности с диаметром D концентрично эксплуатационной скважине 2 в налегающих породах бурят взрывные скважины 6, в которых размещают заряды взрывчатого вещества,например, аммонита 6ЖВ.Количество скважин 6, а также мощность зарядов в зависимости от конкретных горногеологических условий рассчитывают по известным методикам с целью обес- 3 печения обрушения цилиндра породш с окружностью отрыва диаметром D,, большим диаметра D в выработанное пространство камеры 4 на замагази ниронанные породы 3 ° Все параметры ведения буровых и взрывных работ ли35 бо определяют на основе известных расчетных методик, либо дополнительно проводят натурные эксперименты, До взрывания зарядов в скважинах

6 на поверхности грунта концентрично скважине 2 устанавливают погружную колонну 7, например, металлическую или бетонную,- Диаметр указанной колонны принимают более диаметра D, но 45 менее D а также менее диаметра камеры 4. Высоту колонны 7 принимают не менее расстояния от поверхности до уровня 8 обрушенных пород в камеру 4, Обычно указанное расстояние определяют на основе проведения опыт50 ных экспериментов, После установки колонны 7 производят взрывание зарядов в скважинах 6 на скважину 2 и в компенсационное пространство камеры 4, При взрыве налегающие породы обрушаются н указанное пространство, а колонна 7 под действием собственной массы быстр6 оседает (почти падает) по сформированному каналу на обрушенные породы, Указанный выбранный диаметр колонны, который меньше диаметра окружности отрыва пород, позволяет колонне беспрепятственно опуститься на обрушенные породы, То, что диаметр колонны больше диаметра D,ïðåдотвращает сдвижение колонны в момент нзрыва, .

Разбвый спуск колонны 7 при обрушении на обрушенные породы предотвра" щает возможность сдвижения налегающих пород сразу после взрыва, так как образованный канал 9 находится под защитой колонны 7. Выбранная высота колонны 7 гарантирует невозможность попадания н ее полость верхнего слоя грунта после осадки колонны 7.

Далее с помощью грейфера 10 приступают к извлечению обрушенных налегающих пород на поверхность под защитой колонны 7, По мере изнлечения пород под действием собственной массы колонна 7 постепенно оседает в силу выемки породы в ее полости.

По мере погружения колонн . 7 осуществляют ее наращивание, После извлечения обрушенных пород приступают к выемке замагазинированных пород 3, при этом благодаря тому, что диаметр колонны 7. менее диаметра камеры 4, колонна 7 беспрепятственно погружается по мере извлечения замагазинированных пород 3 иэ камеры 4, После полной выемки образуется своеобразная вертикальная выработка, защищенная крепыш в виде колонны 7, В дальнейшем в затрубное пространство могут осуществить нагнетание тампонажного раствора.

Благодаря тому, что замагазинированные породы извлекаются под защитой колонны 7, высота камеры извлечения может быть весьма значительной, так как в этом случае не происходит массовое обрушение стенок камеры 4 и сдвижение налегающих пород. Если в дальнейшем нет необходимости сохранять сформированную выработку, колонна 7 может быть извлечена для последующего использования, Формула изобретения

Способ извлечения материалов из подземных формаций, включающий бурение с поверхности эксплуатационной

5 559 l скважины, круговой размыв пород фор-мации с образованием цилиндрообраз" ной выемочной камеры н магазиннрование в ней крупных фракций пород, бурение по окружности вокруг эксплуа5 тационной скважины взрывных скважин в налегающих породах, взрывание зарядов с отрывом пород по окружности и обрушением их в выемочную камеру, извлечение обрушенных и ".àìàãàçèíèрованных пород через образованную полость, отличающийся тем, что, с целью обеспечения безопасности извлечения пород, до взрываб2 ния зарядов на поверхности концентрично эксплуатационной скважине устанавливаит погружную колонну, диаметр которой более диаметра окружности расположения взрывных скважин, но ме-. нее диаметра окружности отрыва пород и ди..метра выемочной камеры, н высота — не менее расстояния от поверхности до уровня обрушенных пород,прн обрушении пород осуществляют посадку на них погружной колонны, а при извлечении обрушенных и эамагаэинированных пород производят погружение и наращивание колонны.