Способ извлечения материалов из подземных формаций Советский патент 1990 года по МПК E21C45/00 

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 изобретения - обеспечение безопасности извлечения пород.

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,наприto

15

20

25

мер торфами, мощность которых относительно невелика, например, 5 м.

Предварительно формацию 1 через налегающие породы вскрывают эксплуатационной 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 магазинировани- ем крупных негабаритных фракций пород 3 в выработанном пространстве образуемой цилиндрообразной выемочной камеры 4, при этом под потолочиной образованной камеры, в 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 б, 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 обеспечения обрушения цилиндра породы с окружностью отрыва диаметром D{, большим диаметра D, в выработанное пространство камеры 4 на замагази- нированные породы 3. Все параметры ведения буровых и взрывных работ либо 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 менее D4, 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 опытных экспериментов.

После установки колонны 7 производят взрывание зарядов в скважинах 6

на скважину 2 и в компенсационное про- Формула изобретения странство камеры 4,

При взрыве налегающие породы обрумассы быстро 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,предотвращает сдвижение колонны в момент взрыва,

спуск колонны 7 при обрушении на обрушенные породы предотвращает возможность сдвижения налегающих пород сразу после взрыва, так как образованный канал 9 находится под защитой колонны 7, Выбранная высота колонны 7 гарантирует невозможность попадания в 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 извлечения пород под действием собственной массы колонна 7 постепенно оседает в силу выемки породы в ее полости. По мере погружения колоннг 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 из камеры 4,

После полной выемки образуется своеобразная вертикальная выработка, защищенная крепью в виде колонны 7. В дальнейшем в затрубное пространство могут осуществить нагнетание там- понажного раствора.

Благодаря тому, что замагазини- рованные породы извлекаются под за- ., щитой 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.

30

35

40

50

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

шаются в указанное пространство, а колонна 7 под действием собственной

5

0

5

массы быстро 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,предотвращает сдвижение колонны в момент взрыва,

спуск колонны 7 при обрушении на обрушенные породы предотвращает возможность сдвижения налегающих пород сразу после взрыва, так как образованный канал 9 находится под защитой колонны 7, Выбранная высота колонны 7 гарантирует невозможность попадания в 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 извлечения пород под действием собственной массы колонна 7 постепенно оседает в силу выемки породы в ее полости. По мере погружения колоннг 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 из камеры 4,

После полной выемки образуется своеобразная вертикальная выработка, защищенная крепью в виде колонны 7. В дальнейшем в затрубное пространство могут осуществить нагнетание там- понажного раствора.

Благодаря тому, что замагазини- рованные породы извлекаются под за- ., щитой 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.

0

5

0

0

Формула изобретения

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

скважины, круговой размыв пород фор- нации с образованием цилиндрообраз- ной выемочной камеры и магазиниро- вание в ней крупных фракций пород, бурение по окружности вокруг эксплуатационной скважины взрывных скважин в налегающих породах, взрывание зарядов с отрывом пород по окружности и обрушением их в выемочную камеру, извлечение обрушенных и замагазини- рованных пород через образованную полость, отлич ающийся тем, что, с целью обеспечения безопасности извлечения пород, до взрывания зарядов на поверхности кондент- рично эксплуатационной скважине устанавливают погружную колонну, диаметр которой более диаметра окружности расположения взрывных скважин, но ме нее диаметра окружности отрыва пород и диаметра выемочной камеры, и высота - не менее расстояния от поверхности до уровня обрушенных пород,при обрушении пород осуществляют посадку на них погружной колонны, а при извлечении обрушенных и замагазннирован- ных пород производят погружение и на- ращивание колонны.

0

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.

I

5

Фие.2

Ю 3

Фиг.З