СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ СВИТ ПЛАСТОВ Российский патент 2013 года по МПК E21C41/00 E21C45/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке пластовых месторождений.

Известен способ скважинной гидродобычи твердого полезного ископаемого из наклонного пластов [1], включающий выемочный блок, располагаемый на уступе карьера и ориентируемый в направлении падения пласта полезного ископаемого (ПИ). На границе блока в глубоко залегающей части пласта бурят скважину для выдачи ПИ до входа ее в почву пласта, после чего скважину обсаживают от устья до кровли пласта.

В пласте полезного ископаемого производят гидроразмыв для образования приемной камеры, скважину оснащают пульпоподъемным оборудованием. В борту карьера по пласту бурят одну или несколько добычных скважин до сбойки их с приемной камерой выдачи скважины, причем угол наклона скважин равен углу падения пласта. Добычные скважины оборудуют гидромониторным снарядом с боковыми насадками. Гидроотбойку ПИ производят в процессе перемещения гидромониторного снаряда в добычной скважине по восстанию пласта. Образующаяся пульпа самотеком поступает в приемную камеру выдачи скважины, а из нее с помощью пульпоподъемного оборудования выдается на поверхность.

Недостатком способа является ограниченность условий применения.

Известен способ бурогидравлической разработки тонких и средней мощности пластов [2], включающий проведение подготовительных выработок и очистной выемки горной массы бурогидравлическим способом с гидротранспортом пульпы, отличающийся тем, что для обеспечения вентиляции за счет общешахтной депрессии, дополнительной подачи воды для смыва горной массы, разгрузки горного массива и сохранения заданного направления очистных скважин выемку полезного ископаемого производят в три этапа: на первом бурогидравлическим способом проводят опережающие параллельные вентиляционные скважины по простиранию столба диаметром 100-200 мм с шагом по длине, равным сумме размеров радиуса расширителя скважины и ширины целика, обеспечивающего сохранность скважины на время очистной выемки, на втором выемку горной массы ведут за счет расширения скважины на полную мощность пласта, при этом воду подают с вентиляционной выработки, а в скважину заводится высоконапорный шланг с насадкой, закрепленный на ставе, с помощью которых на третьем этапе проводят при обратном ходе става погашение целика гидравлическим способом при давлении 5-6 МПа, а смыв горной массы происходит через сохранившуюся скважину.

Недостатком способа является сложность технологии.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ разработки наклонного пласта твердого полезного ископаемого методом скважинной гидродобычи [3]. Способ включает выемочный блок, располагаемый на уступе карьера и ориентированный по падению пласта полезного ископаемого (ПИ). На границе блока в глубокозалегающей части пласта бурят выданную скважину до входа ее в почву пласта, после чего скважину обсаживают от устья до кровли пласта. В пласте ПИ производят гидроразмыв для образования приемной камеры, затем скважину оснащают пульпоподъемным оборудованием. Необходимым условием реализации способа является сооружение вдоль упомянутой выше границы выемочного блока до сбойки с приемной камерой выдачной скважины транспортной выработки с уклоном от 4 до 8%. По транспортной выработке пульпа самотеком поступает из периферийной части пласта ПИ в приемную камеру, а из нее с помощью пульпоподъемного оборудования выдается на поверхность. В борту карьера по пласту ПИ бурят ряд параллельных добычных скважин, гидравлически связанных с транспортной выработкой. Добычные скважины оборудуют гидромониторным снарядом. Гидроотбойку ПИ производят в процессе перемещения гидромониторного снаряда в добычных скважинах от транспортной выработки к борту карьера. Исходя из способа проходки транспортной выработки, изобретение может быть реализовано в 2-х вариантах: транспортную выработку проходят путем гидроразмыва пласта ПИ из вспомогательных скважин, пробуренных на границе выемочного блока, и транспортную выработку формируют путем гидроразмыва пласта ПИ в призабойных зонах добычных скважин.

Недостатком способа является ограниченность условий применения.

Задачей изобретения являются повышение извлечения запасов полезных ископаемых, упрощение технологии и снижение экологического ущерба.

Решение поставленной задачи достигается тем, что при удалении фронта открытых горных работ на безопасное расстояние производят вскрытие блока подземных горных работ в борту разреза, включающий несколько пластов, вентиляционной и пульпотранспортной штольнями, которые сбиваются пульпотранспортным штреком, а с поверхности бурят скважины по пластам угля до пульпотранспортного штрека, очистные работы ведут из скважины вверх вниз гидравлическим или бурогидравлическим способами, а транспортировка пульпы осуществляют по скважинам и пульпотранспортным выработкам до комплекса обезвоживания.

Между очистными камерами (заходками) закладывают угольные целики, обеспечивающие их устойчивость на этапе совместного ведения открытых и подземных работ.

Скважины подключают к сети дегазационного газопровода, в котором аккумулируется метановоздушная смесь при дегазации пластов и проведении очистных работ.

Комплекс обезвоживания пульпы размещается в траншее разреза или в подземной обезвоживающей камере в зависимости от климатических условий ведения горных работ.

После очистных работ выработанное пространство используются для размещения вскрышных пород разреза путем их подачи через скважины.

При глубине открытой разработки более 100 м возможно деление блока подземных горных работ на несколько ярусов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема вскрытия и отработки угольного месторождения; на фиг.2 - сечение по пласту.

На первоначальном этапе разработка месторождения осуществляется открытым способом из траншеи 1, проводимой по самому мощному пласту 2 в свите, при удалении фронта открытых горных работ на безопасное расстояние производят подземное скрытие пластов 3, 4 в борту траншеи 5 вентиляционной штольней 6 и пульпотранспортной штольней 7, которые сбиваются пульпотранспортным штреком 8, при глубине открытой разработки более 100 м возможно деление блока подземных горных работ на несколько ярусов 9, 10.

С поверхности бурят скважины 11 по пластам угля 3, 4 до пульпотранспортного штрека 8 очистные работы ведут в камерах 12 из скважины 11 сверху вниз гидравлическим или снизу вверх бурогидравлическим способами, а транспортировка пульпы осуществляют по скважинам 11, пульпотранспортному штреку 8 и пульпотранспортной штольне 7 до комплекса обезвоживания 13, размещаемом в траншее 1 или в подземной обезвоживающей камере 14 в зависимости от климатических условий ведения горных работ.

Между очистными камерами закладывают угольные целики 15, обеспечивающие их устойчивость на этапах ведения открытых и подземных работ, а после выемки угля в очистных камерах размещают вскрышные породы разреза 16.

Заблаговременно и при ведении очистных работ скважины 11 подключают к сети дегазационного газопровода 17 ведущего к вакуум-насосу 18, в котором аккумулируется метановоздушная смесь.

Применяемые технические решения позволяют повысить коэффициент извлечения запасов полезных ископаемых и снизить экологический ущерб окружающей среды.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2235882, МКИ E21C 45/00. Способ скважинной гидродобычи твердого полезного ископаемого из наклонного пластов. / В.И.Лунев, В.М.Зыков, Д.А.Андояков и др. Опубл. 10.09.2004.

2. Патент РФ №2170821. Способ бурогидравлической разработки тонких и средней мощности пластов. МПК E21C 41/18. Патентообл. и авторы: Кондратов И.В., Фомичев С.Г., Сенкус В.В, Сенкус Вал. В. Заявл. 15.12.1999. Опубл. 20.07.2001. Бюл. №20.

3. Патент РФ №2235881. Способ разработки наклонного пласта твердого полезного ископаемого методом скважинной гидродобычи. МКИ E21C 45/00. / В.И.Лунев, В.М.Зыков, Д.А.Андояков и др. Опубл. 10.09.2004.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при комбинированной разработке свиты пластов. Способ включает вскрытие и разработку запасов открытым способом, вскрытие, подготовку и отработку запасов в бортах разреза подземным способом, транспортировку горной массы и оставление охранных целиков. При удалении фронта открытых горных работ на безопасное расстояние производят вскрытие блока подземных горных работ в борту разреза, включающего несколько пластов. Проходят вентиляционную и пульпотранспортную штольни, которые сбиваются пульпотранспортным штреком, а с поверхности бурят скважины по пластам угля до пульпотранспортного штрека. Очистные работы ведут из скважины вверх-вниз гидравлическим или бурогидравлическим способами, а транспортировку пульпы осуществляют по скважинам и пульпотранспортным выработкам до комплекса обезвоживания. Изобретение позволяет повысить коэффициент извлечения запасов полезных ископаемых и снизить экологический ущерб окружающей среды. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ комбинированной разработки свиты пластов, включающий вскрытие и разработку запасов открытым способом, вскрытие, подготовку и отработку запасов в бортах разреза подземным способом, транспортировку горной массы и оставление охранных целиков, отличающийся тем, что при удалении фронта открытых горных работ на безопасное расстояние производят вскрытие блока подземных горных работ в борту разреза, включающего несколько пластов, вентиляционной и пульпотранспортной штольнями, которые сбиваются пульпотранспортным штреком, а с поверхности бурят скважины по пластам угля до пульпотранспортного штрека, очистные работы ведут из скважины вверх вниз гидравлическим или бурогидравлическим способами, а транспортировку пульпы осуществляют по скважинам и пульпотранспортным выработкам до комплекса обезвоживания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что между очистными камерами-заходками закладывают угольные целики, обеспечивающие их устойчивость на этапе совместного ведения открытых и подземных работ.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скважины подключают к сети дегазационного газопровода, в котором аккумулируется метановоздушная смесь при дегазации пластов и проведении очистных работ.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что комплекс обезвоживания пульпы размещается в траншее разреза или в подземной обезвоживающей камере в зависимости от климатических условий ведения горных работ.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после очистных работ выработанное пространство используется для размещения вскрышных пород разреза путем их подачи через скважины.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при глубине открытой разработки более 100 м возможно деление блока подземных горных работ на несколько ярусов.