Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности. Сущность изобретения: размывают полезное ископаемое с формированием выработанного пространства и полостей в породах кровли с выходом к стволам добычных скважин, через которые в полости подают заполнитель. Отработку ведут панелями и выемку полезного ископаемого в каждой последующей панели начинают одновременно с подачей заполнителя в полости, образованные над выработанным пространством предыдущей панели. 1 ил.

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, не допускающих разубоживания закладочным материалом, содержащим кремний, в условиях, исключающих нарушение земной поверхности в результате подработки.

Известен способ извлечения материалов из продуктивных пластов, в котором на границе между слоем пластичных пород, залегающим в кровле продуктивного пласта, и вышележащими вмещающими породами методом гидроразрыва формируют полость, куда подают набухающий материал. По мере выемки продуктивного пласта, за счет набухания материала в полости гидроразрыва, происходит плавное опускание пород кровли пласта в выработанное пространство [1] Недостатком данного способа является необходимость дополнительных затрат на создание полостей, поскольку для гидроразрыва пород требуется специальное высоконапорное оборудование.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение добычных скважин в продуктивный пласт, гидроразмыв полезного ископаемого с выдачей пульпы на поверхность и формированием выработанного пространства, образование полостей в породах кровли продуктивного пласта над выработанным пространством, подачу в образованные полости заполнителя и закладку выработанного пространства обрушающимися породами кровли без нарушения их сплошности [2] Однако данный способ требует больших затрат на бурение дополнительных скважин для подачи наполнителя, не используемых в процессе извлечения полезного ископаемого.

Изобретение позволяет решить задачу повышения эффективности разработки месторождений полезных ископаемых с относительно небольшой ценностью, например железных руд, имеющих большие площади залегания.

Достигаемый при этом технический результат заключается в сокращении затрат на бурение скважин при сохранении сплошности обрушающихся пород кровли при отработке больших площадей.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем бурение добычных скважин в продуктивный пласт, гидроразмыв полезного ископаемого с выдачей пульпы на поверхность и формированием выработанного пространства, образование полостей в породах кровли продуктивного пласта над выработанным пространством, подачу в образованные полости заполнителя и закладку выработанного пространства обрушающимися породами кровли без нарушения их сплошности, полости в породах кровли используют с выходом к стволам добычных скважин, подачу заполнителя в полости осуществляют через добычные скважины, при этом отработку ведут панелями и выемку полезного ископаемого в каждой последующей панели начинают одновременно с подачей заполнителя в полости, образованные над выработанным пространством предыдущей панели.

Каждый из признаков данной совокупности необходим, а все вместе достаточны для достижения заданного технического результата.

Способ поясняется чертежом, на котором представлена схема отработки пласта полезного ископаемого, проекция на вертикальную плоскость.

Способ осуществляется следующим образом.

Рудную залежь 1 вскрывают с поверхности добычными скважинами 2, в каждой из которых перед выемкой полезного ископаемого устанавливают гидромониторный агрегат 3 с пульпоподъемным оборудованием. При необходимости скважины обсаживают обсадной колонной труб.

Разработку залежи 1 ведут панелями с выемкой полезного ископаемого в каждой панели камерами 3 через добычные скважины 2. Технологические параметры выемочных камер 4 определяют исходя из условия образования над панелью зоны сдвижения после выемки полезного ископаемого в последней камере панели. До окончания выемки последней камеры общая площадь обнажения должна быть меньше допустимой для возникновения процесса сдвижения пород кровли.

Извлечение полезного ископаемого в камере 4 производят путем его размыва гидромониторной струей в осушенном или затопленном забое в зависимости от устойчивости рудной залежи 1. Размытое полезное ископаемое подают к всасу пульпоподъемного оборудования и в виде пульпы выдают на поверхность.

После выемки полезного ископаемого в последней камере в панели происходит расслоение пород кровли и их опускание в выработанное пространство панели с образованием полостей 5. Выбором параметров выемочных камер 4 и интенсивностью размыва полости 5 образуют с выходом к стволам добычных скважин 2. Технологические параметры панели при этом устанавливают исходя из условия обеспечения опускания пород кровли без разрыва их сплошности.

В образовавшиеся полости 5 с поверхности через добычные скважины 2 после демонтажа добычного оборудования подают закладочный материал 6, который предотвращает развитие процесса обрушения выше образовавшихся полостей 5 и интенсифицирует процесс опускания пород кровли в выработанное пространство панели. По мере опускания пород кровли и развития полостей 5 в них подают новые порции закладочного материала 6.

Выемку полезного ископаемого в камерах следующей панели производят после начала процесса образования полостей 5 над выработанным пространством предыдущей панели и подачи в них закладочного материала 6.

Общее развитие фронта выемки может быть как от фланга к флангу месторождения, так и от центра к периферии или наоборот.

Формула изобретения

Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение добычных скважин в продуктивный пласт, гидроразмыв полезного ископаемого с выдачей пульпы на поверхность и формированием выработанного пространства, образование полостей в породах кровли продуктивного пласта над выработанным пространством, подачу в образованные полости заполнителя и закладку выработанного пространства обрушающимися породами кровли без нарушения их сплошности, отличающийся тем, что полости в породах кровли образуют с выходом к стволам добычных скважин, подачу заполнителя в полости осуществляют через добычные скважины, при этом отработку ведут панелями и выемку полезного ископаемого в каждой последующей панели начинают одновременно с подачей заполнителя в полости, образованные над выработанным пространством предыдущей панели.