Способ подземной разработки марганца Советский патент 1991 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к горной про- tмьшпенности и может быть использовано для подземной добычи марганца .под дном моря или водоема.

Цель изобретения - увеличение полноты выемки и чистоты добываемого ме- 1 алла.

На чертеже приведена схема осуще- галения способа.

Способ осуществляется следующим обрачом.

С берега моря или водоема 1 под дно 2 на илзст марганцевой руды 3 бурят нагнетательные 4 и отсасывающие 5 наклонно-горизонтальные скважины. Нагнетательные скважины 4 располагают по границе 6 кровля - пласт, а йтсасываюшие 5 - по границе 7 пласт - почва. Пробуренные скважины обсаживают трубами, причем горизонтальные участки нагнетательных 8 и отсасывающих 9 труб выполняют перфорированными. Затем под избыточным давлением (10-15 аты) в пласт 3 по скважинам 4 нагнетают взвесь микроорганизмов вида Candida ipolica, одновременно создавая вакуум в скважинах 5 и конт

ж о 55

ролируя аппаратурой 10 расход микроорганизмов .

Взвесь микроорганизмов под собственным весом и за счет давления и ва- куума начинает двигаться по направлению 11 от перфорированного участка 8 нагнетательной скважины к перфорированному участку 9 отсасывающей скважины, выщелачивая при этом марта- Нец из пласта. Далее по скважине 5 раствор полезного ископаемого подают На поверхность 1. Содержание марганца |в растворе определяют и контролируют аппаратурой 12. При достижении со- держания марганца в растворе минималь ho допустимых значений нагнетание Микроорганизмов прекращают и по скважинам 4 подают скрепляющие растворы, которые, изливаясь через трубу 8 и просачиваясь по пласту 3, как бы выдавливают оставшийся раствор микроорганизмов в скважину 5, Затем отсос прекращают и по скважине 5 также подают скрепляющий раствор. После пол- ного заполнения отработанного участка скрепляющими растворами обсадные трубы из скважин извлекают.

Далее цикл повторяют на следующем участке..

Рентабельность добычи марганцевой руды биотехнологическим способом должны обеспечить геометрические параметры нагнетающей скважины. В связи с этим, установив функциональную зависимость производительности одной скважины (А) от ее геометрических размеров и задав значение А, можно обосновать технологические параметры скважинной технологии.

Опытные данные о производительности известного вида микроорганизмов свидетельствуют., что количество разу- прочненной марганцевой руды составляет 1/4 от объема биораствора, воздей- ствующего на единицу объема марганцевой руды за время t. Отсюда производительность одной скважины

д V(t)

А - Г ,

где V(t) - объем биораствора, воздействующего на пласт марганцевой руды за время t.

Следует различать объем биораствора, проникшего в марганцевый пласт, и объем биораствора, который может быть подан в скважину с конкретными

геометрическими размерами за время t.. Причиной этого различия являются фильтрационные свойства марганцевой руды, которая при небольшой плотности все же препятствует процессу фильтрации биораствора в руде. Таким образом, объем биораствора V, воздействующего на марганцеворудный пласт, составит некоторую долю объема всего подаваемого в скважину биораствора Vj за время t;

V(t) m - Vj.(t).

С берега под дно водохранилища бурят нагнетательные и отсасывающие скважины диаметром D 0,25 м и обсаживают их перфорированными трубами, радиус отверстия перфорации которых г 0,01 м, а плотность отверстий (количество отверстий на единицу площади) 16,6. Затем под давлением Р 6 атм в пласт нагнетают раствор микроорганизмов, динамическая вязкость которого в расчете принимается на порядок выше динамической вязкости воды:

-

864

10 1 мПа

мгс

45

5

0

Мощность пласта марганцевой руды h 3 м, плотность руды V 1,94 т/м . В расчете производительность одной скважины принимается равной 30 т/сут. Это минимальная величина, обеспечивающая рентабельность добычного участ ка. Коэффициент фильтрации воды марганцевой руды Кп 0,3, а производив

тельность скважины по нагнетанию биомассы V,., 15 т/сут. ско

подставляя численные значения параметров в формулу, получим

Ч Г6 (br

315 м.

L

Формула изобретения

1 . Способ подземной разработки марганца, включающий бурение с поверхности земли до пласта нагнетательных и откачных скважин, обсадку их трубами с перфорацией, закачку в нагнетательные скважины рабочей жидкости с микроорганизмами и откачку продуктив

Изобретение о- косится к горной пром-ти и Моб. использовано для подземной добычи марганца под дном моря или .водоема. Цель - увеличение полноты выемки и чистоты добываемого металла, Для осуществления способа разработки vap- анца с поверхности земли до плЈ та 5, здт нагнетательные и от- качные наклонно-горизонтальные скважины (С;, рг.слолог зя их одна над другой, ГоризокталсЛ ie участки нагнета- тельиогх С располагают по границе кровля - пласт, а откачных С - по границе почва -пласт и выполняют пер- фор фованлымп. Пробуренные С обсаживают трубами. Затем в пласт по нагне- татегь:: м С под избыточным давлением нагнетают водную взвесь микроорганизмов вида Candida lipalica,Длину го- ризочталс;;ых участков С определяют по заданной формуле. Производят откачку продуктигного раствора. С целью предог -а еьия проседания вьппележз- щкх нет лластсь вменяющих пород после о 1 качки продуктивного раствора в отработанный участок производят наг-, нетание скрепляющего раствора. 2 з,п, о-лы- 1 лл, S