Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 877026

Союз Советских

Социапистических

Республик.(5l) M Кл а

Е 21 С 45/00

Е 21 С 41/04

Е 21 В 43/28

Е 21 D,20/02 (61) Дополнительное к авт. саид-ву № 630421 (22) Заявлено 12.02.80 (21) 2880440/22-03 с присоединением заявки №вЂ”

Гееударствекный кемлтет (23) Приоритет—

СССР (53) УДК 622.234, .5 (088.8) Опубликовано 30.10.81. Бюллетень №40

Дата опубликования описания 05.11.81 во делам кэобретений и открытий

Н. И. Бабичев, Э. И. Черней, В. В. Мамилов, Н. Г.<Малухин и В. А. Д м итриев (1

Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ СКВАЖИННОй ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ

I . Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластов полезных ископаемых с неустойчивой кровлей.

По основному авт. св. № 630421 известен способ скважинкой гидродобычи полезных ископаемых, включающий разделение месторождения полезных ископаемых на панели, бурение добычных скважин, отбойку полезных ископаемых в ромбических камерах струями высокого давления, при этом ромбические камеры большими осями располагают вдоль границ панелей, отработку камер осуществляют в пределах панели последовательными рядами, начиная от границы панели, а размыв — в пределах одной камеры от рудного массива в направлении целиков до момента их обрушения (I J.

Недостатком известного способа является низкая. эффективность при отработке камер с неустойчивой кровлей вследствие обрушения неустойчивых пород кровли в выработанное пространство камер в процессе гидравлического размыва полезного ископаемого.

Цель. изобретения — повышение эффективности добычи и расширение области при2 менения за счет вовлечения в разработку камер с неустойчивой кровлей путем пре-. дотвращения обрушения неустойчивых пород кровли в выработанное пространство камер в процессе гидравлического размыва полезного ископаемого, а также увеличение размеров камер.

Поставленная цель достигается тем, что до начала гидравлического размыва в геометрические центры камер до кровли продуктивного пласта -бурят дополнительные скважины, в которых монтируют Штанговую крепь.

При этом в дополнительных скважинах выполняюг по меньшей мере два расширения, одно иэ которых располагают на уровне контакта пород кровли с продуктивнык тк пластом, а второе — за контуром свода ес. тественного равновесия, а в полости сква жин между расширениями размещают железную арматуру и заполняют эту полость бетонным раствором.

На фиг. 1 показан процесс гидравлическс го размыва камер, план; на фиг. 2 — раэ. рез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — конструкция железобетонной штанги, вертикальный разрез.

877026 кровли обладают большей жесткостью, чем одиночные слои, поэтому применение штанговой крепи позволяет увеличивать площадь обнажения кровли камеры 3.

Длину штанговой крепи определяют из соотношения

Способ осуществляется следующим образом.

Продуктивный пласт 1 полезных ископаемых разделяют на панели, бурят добычные скважины 2 по сетке, определяющей границы ромбических камер 3, при этом ромбические камеры большими осями располагают вдоль границы панелей, отработку камер осуществляют в пределах панели последовательными рядами, начиная от гра- г ницы панели, .а размыв в пределах одной в камеры — от рудного массива в направлении целиков до момента. их обрушения.

Перед началом гидравлического размыва в геометрические центры камер 3 бурят дополнительные скважины 4 до кровли 5 продуктивного пласта 1.

1 h

В дополнительных скважинах 4 выпол- л няют по меньшей мере два расширения 6 и.7, одно из которых располагают на уровне контакта пород кровли с продуктивным плас- 2 том, а второе — за контуром свода естест- г венного равновесия. В полости дополнительной скважины между расширениями 6 и 7 размещают железную арматуру 8 и заполняют полость бетонным раствором 9 до верхней части железной арматуры, т. е. 25 монтируют штанговую .крепь. В качестве бетонного раствора применяют, например, смесь на основе портландцемента марки

500 с заполнителем из крупнозернистого песка в отношении I:2 и водоцементным отношениеи; Оз. Для улучшения подвижности бетонной смеси добавляют сульфитно-спиртовую барду.

Параллельно с монтажом . штанговой крепи в добычных скважинах 2 монтируют гидродобычное оборудование 10. 35

После затвердевания бетонного раствора 9 начинают процесс отбойки полезного ископаемого в ромбических камерах 3 струями высокого давления с оставлением ленточных целиков 11.

По мере образования камеры 3 в кровле 4в

5 между ленточными целиками l l образуется свод 12 естественного равновесия, прн этом штанговая крепь скрепляет породы кровли 5 благодаря хорошему сцеплению са стенками скважины 4. Укаэанное сцепле- 45 ние пуепятствует взаимному проскальзыванию слоев, так как штанга и находящиеся вокруг нее породы образуют в кровле ядра повышенной жесткости. Это предотвращает по мере развития площади обнажения кровли 5 обрушение неустойчивх пород, заклю- 50 ченных в своде 12 естественного равновесия, в выработанное пространство камер 3.

Для исключения проскальзывания и увеличения площади поддержания пород, прилегающих к штанговой крепи, выполняют

55 расширение 6, а расширение 7 — выше свода 12 естественного равновесия для усиления закрепления штанговой крепи в покрывающем массиве. Скреп, пенные породы де h длина штанговой крепи, м; высота свода естественного рав- новесия, м;

4 — длина штанговой крепи, закрепляемая выше свода естественного равновесия (1з=2 — 3 м).

Высота свода естественного равновесия в геометрическом центре камеры опредеяется по формуле

h—

l

1з — высота свода естественного равновесия, м;

6,т - прочность на сжатие пород кровли, кг/см ;

d,,d — размеры естественных блоков пород кровли в горизонтальном и вертикальном направлениях, м; средний объемный вес пород кровли, т/м ; — глубина залегания продуктив- . ного горизонта, м; де

По мере гидравлического размыва продуктивного горизонта 1 получаемую пульпу выдают на поверхность на обогащение.

Увеличение затрат на бурение дополнительных скважин н монтаж штанговой крепи компенсируют снижением технологических затрат на размыв, подъем, транспорт и обогащение пустых пород, а также сокращение объема бурения добычных скважин.

Использование предлагаемого изобретения позволит расширить область применения способа за счет вовлечения в отработку камер с неустойчивой кровлей, увеличить их размеры и снизить объем бурения добычных скважин.

Формула изобретения

l. Способ скважинной гидродобычн полезных ископаемых по авт. св. № 630421, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности добычи и расширения области применения за счет вовлечения в разработку камер с неустойчивой кровлей путем предотвращения обрушения неустойчивых пород кровли в выработанное пространство камер в процессе гидравлического размыва полезного ископаемого, а также увеличения размеров камер, до начала гид877026

11 © равлического размыва в геометрические центры камер; до кровли продуктивного пласта бурят дополнительные скважины, в которых монтируют штанговую крепь.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в дополнительных скважинах выполняют по меньшей мере два расширения, одно из которых располагают на уровне контакта пород кровли с продуктивным пластом; а второе — за контуром свода естественного равновесия, а в полости скважин между расширениями размещают железную арматуру и заполняют эту полость бетонным раствором;

Источника информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 630421, кл. Е 21 С 45/00, 1977 (прототип).

87?026

Составитель Э. Руднева

Редактор Т. Мермелштайн Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 9547/48 Тираж 630 Подписное

BHHHllH Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

I l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4