Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых и агрегат для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК E21C45/00 

1

Изобретение относится к горнодо- бьшающей промыпшенности и может быть использовано при разработке осадочны местороткдений тяжелых минералов способами скважинной гидродобычи.

Цель изобретения - снижение затра на извлечение тяжелых минералов из пласта рыхлых пород.

Способ осуществляют следующим образом.

С поверхности полигона до подощ- вы продуктивного пласта бурят скважину, в которой монтируют гидродобычной агрегат. Вода под давлением п водоводу подается на разрушающую насадку и разрьшает породы в границах выемочного участка. Размытые породы в виде гидросмеси засасываются пуль- поподъемником и направляются в обогатительную установку, находящуюся в пульпоподъемной трубе. Здесь происходит разделение пород в криволинейном потоке гидросмеси по удельному весу. Тяжелые минералы отделяют от общего потока гидросмеси и поднимают на поверхность, а гидросмесь пустых пород сбрасьшают с верхней границы выемочного участка. Первоначально гидросмесь пустой породы движется вниз к всасу пульпоподъемника, размьшая канал в затрубном пространстве скважины. После обруше0

5

0

5

0

ния пород пласта в результате его подрезки гидромониторной струей по подошве образуется камера у кровли пласта. При этом канал смыкается и пустые породы после обогащения поступают в камеру. Высота сброса гидросмеси пустой породы из пульпоподъ- емного устройства обеспечивает создание слоя пород над разрушающей насадкой, который превышает критическую величину. Это обеспечивает создание диффузионного потока пород от насадки к всасу пульпоподъемника. Поступаюш 1е в верхнюю часть камеры пустые породы постепенно опускаются на ее дно и замещают в диффузионном потоке породы, содержашле полезные ископаемые. После полного замещения полезного ископаемого на пустую породу гидромониторную насадку поворачивают в горизонтальной плоскости, и процесс размыва повторяют до тех пор, пока не будет отработан весь выемочный участок в радиусе действи я гидромониторной струи.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый агрегат для скважинной гидродобычи, вертикальный разрез;на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Агрегат размещен в скважине 1, в нижней части которой формируют каме- - ру 2. Он состоит из водовода 3 с

гидромониторным устройством А,нижнего пульпоподъемника 5 с пульпоподъ- емной трубой 6 и верхнего пульпоподъемника 7 с пульпоподъемной тру- бой 8. В пульпоподъемной трубе 6 размещена винтовая направляющая 9, а в верхней ее части закреплен отсека- тель 10 и выполнена приемная камера 11 верхнего пульпоподъемника 7.

Агрегат работает следующим образом.

Высоконапорная вода по водоводу 3 поступает к гидромониторному устройству 4 и к пульпоподъемникам 5 и 7. Струя воды из насадки устройства 4 разрушает породу с образованием в продуктивном пласте камеры 2. Образовавшаяся гидросмесь всасьтается пульпоподъемником 5 в пульпоподъем- ную трубу 6, где перемещается по винтовой направляющей 9, расположенной внутри трубы 6.

Перемещение частицы к наружной или внутренней части винтовой направ ляющей определяется знаком силы,действующей на частицу в радиальном направлении:

F (ргв и в-риО §

де р - плотность частицы и во. ДЬЦ

UT-J ,И - скорость двиления частицы и воды;

Q - объем твердой частицы R - радиус винтовой направляющей.

Если F О, то частица движется к наружной стенке под действием центробежной силы, а если F 0, то к внутренней части.

Подобрав радиус винтовой направляющей 9, ее крутизну и скорость потока, достигают условия, при котором тяжелые частицы движутся у внутренней стенки пульпоподъемной трубы, а частицы с меньшим удельным весом пе- ремещаются ближе к ее оси.

На последнем витке направляющей 9 поток разделяется отсекателем 10 на концентрат тяжелых минералов и пустую породу. Концентрат попадает в приемную камеру 11 верхнего пульпоподъемника 7 и поднимается на поверхность, а пустая порода сбрасывается в верхнюю часть отрабатываемой камеры 2.

5 0

5

0

5

0

5

0

5

Для создания диффyзиo нoгo потока от насадки устроГютва 4 к всасу нижнего пульпоподъемника 5 высота рыхлых пород над насадкой устройства 4 должна превышать критическую величину. Эта критическая высота определяется по формуле

Чр

гуде h цр - критическая высота слоя

породы над насадкой, см; d - диаметр насадки, см V - начальная скорость струи,

см/с; U) - гидравлическая крупность

рыхлой породы, см/с. Поэтому расстояние между местом вывода пустой породы и насадкой должно превышать критическую высоту слоя породы над насадкой.

Формула изобретения

1.Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включаюший бурение скважины, размещение в ней гидромониторного и пульпоподъемного устройств, гидравлическое разрушение пород в границах выемочного участка, разделение пород и подъем гидросмеси на поверхность, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на извлечение тяжелых ьш- нералов из пласта рыхлых пород, гидравлическое разрушение выполняют путем подрезки и обрушения пород плас.та с последующим их размывом лучевыми заходками с формированием диффузионного потока, разделение пород осуществляют по удельному весу в пульпоподъемном устройстве, производят гидроподъем тяжелых минералов на поверхность, а гидросмесь пустой породы выводят из пульпоподъемного устройства на уровне верхней границы выемочного участка.

2.Агрегат для сква;га1нной гидродобычи полезных ископаемых, вклю- чаюший пулъпоподъемное устройство из двух последовательно соединенных пульпоподъемников с приемными камерами и пульпоподъемными трубами,гидромониторное ycTpoiicTRo, водовод, сообщенный с указанными устройствами, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что нижняя пульпоподъсмная труба снабжена pacnojioKeHHi.iNn-t риутрп ное винтовой направляющей и и.олс ным отсекате51470960

лем, при этом труба выполнена с от- поверхности на уровне верхнего витка крытым верхним торцом, а щелевой от- направляющей и соединен с приемной секатель закреплен на ее внутренней камерой верхнего пульпоподъемника.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке осадочных месторождений тяжелых минералов способами скважинной гидродобычи. Цель - снижение затрат на извлечение тяжелых минералов из пласта рыхлых пород. Способ осуществляют следующим образом. До подошвы продуктивного пласта бурят скважину и монтируют в ней гидродобычной агрегат и пульпоподъемное устройство (ППУ). Производят гидравлическое разрушение пород в границах выемочного участка. Его выполняют путем подрезки и обрушения пород пласта с последующим их размывом лучевыми заходками с формированием диффузионного потока, осуществляют разделение пород по удельному весу. Тяжелые минералы отделяют от общего потока гидросмеси и поднимают на поверхность. Гидросмесь пустой породы выводят из ППУ на уровне верхней границы выемочного участка. Высоты сброса гидросмеси пустой породы из ППУ обеспечивает создание слоя пород над разрушающей насадкой, который превышает критическую величину. Это обеспечивает создание диффузионного потока пород от насадки к всасу ППУ. Последнее выполнено из двух последовательно соединенных пульпоподъемников 5,7 с пульпоподъемными трубами 6,8. В пульпоподъемной трубе 6 размещена винтовая направляющая 9, а в верхней ее части закреплен отсекатель 10 и выполнена приемная камера (К) 11 верхнего пульпоподъемника 7. Поток разделяется отсекателем 10 на концентрат тяжелых минералов и пустую породу. Концентрат попадает в приемную К 11 верхнего пульпоподъемника 7 и поднимается на поверхность. Пустая порода сбрасывается в верхнюю часть отрабатываемой К 2. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.