Устройство для добычи полезных ископаемых через скважины Советский патент 1991 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к области горной промышленности и предназначено для добычи сыпучих и слабосвязанных полезных ископаемых, используемых в металлургической, химической и строительной промышленности.

Известен скважинный лифтный земснаряд, содержащий пульпоподъемную колонну с пульпоприемным отверстием, воздухоподающу ю колонну с форсункой, со- общеннойс пульпоподьеиной колонной, во- доподающую колонну с подвижной гидромониторной насадкой.

Недостатком да иного устройства является неполное использование сечения сква- жины и неподвижность пульпоприемного отверстия, что приводит к снижению производительности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предла- гаемой конструкции является устройство для извлечения материала из подземных фракций через скважины, состоящее из внешней колонны труб, сообщенной с источником напорной воды расположенной в ней центральной пульповыдачной колонны, гидромонитора и гидроэлеватора, концевая часть внешней колонны посредством сальниковых уплотнений жестко связана с центральной колонной, которая установлена с возможностью вращения и осевого перемещения относителы.о внешней колонны,

Недостатками известного устройства являются небольшая высота подъема пульпы идроэлевагором, а следовательно, не- пригодность устройства для разработки глубок залегающих месторождений, сложность конструкции и стесненные условия входа пульпы з гидроэлеватор.

Цель изобретения - упрощение ко нет- рукции устройства и расширение зоны действия за счет увеличенич высоты подъема и способное м выдачи на поверхность более крупнозернистого полезного ископаемого.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для добычи полезных ископаемых через скважины, включающее внешнюю колонну труб, сообщенную с источником напорной воды, центральную пульповыдачную колонну, смонтированную подвижно относительно внешней и жестко соединенную с хвостовой части с вспомогательной трубой, в которую встроены гидромонитор и размывные насадки, дополнительно снабжено средней колонной труб, сообщен- ной с источником сжатого воздуха, м на наружной поверхности пульповыдачной колонны установлены неподвижно две разделительные самоуплотняющиеся перегородки, между которыми в стенке пульповыдачной

колонны имеется отверстие с обратным клапаном, а на внутренней поверхнос м в нижней части внешней колонны злфепчена неподвижно одна самоуплотняющ перегородка.

Другим отличием является то, ч э с целью самоцентрирования пульповыдачной колонны разделительные самоуплотняющие перегородки выполнены в металлических обоймах.

При разработке глубоко залегающих месторождений полезных ископаемых требуется конструкция добычных устройств, обеспечивающая подъем пульпы на высоту, равную или превышающую глубину разработки. Применяемый в известном устройстве для подъема пульпь гидроэлеватбс развивает напор, не превышающий 10 - 20% от напора подаваемой в него воды. Следовательно, при подъеме с глубины 600 - 800 м потребуется подача в гидрозлеватор воды с напором 50 - 70 МПа, что практически трудно осуществимо. Кроме того, с увеличением высоты подъема КПД гидроэлеваторов существенно снижается. Поэтому гидроэлеваторы при подаче перекачиваемой пульпы на высоту более 100 м практически не нашли применения. Наряду с этим, конструкция извест.ого устройства отличается значительной сложностью в изготовлении и эксплуатации.

Для устранения указанных недостатков предлагается конструкция устройства с использованием эрлифта. Конструкция предусматривает раздельную подачу сжатого воздуха и напорной воды по кольцевым каналам между центральной пульповыдачной (внутренней) и средней кслоннами труб и между средней и внешней колоннами. Канал для сжатого воздуха изолируется от канала напорной воды с помощью двух уплотнений (перегородок), работающих на принципе перепада давлений и установленных с направлением их действия в противоположные стороны. Перепад давления между уплотнениями создает отверстие с обратным клапаном в стенке пульповыдачной колонны, соединяя полость кольцевого канала между уплотнениями с полостью пульповыдачной колонны, в которой давление всегда ниже, чем в воздухе и водоподающих каналах. Такая конструкция обеспечивает при любых давлениях сжатого воздуха и воды изоляцию между кольцевыми каналами, причем преграду для сжатого воздуха создает верхняя перегородка (уплотнение), а для напорной воды - нижняя перегородка. 08s перегорбдки установлены неподвижно на внутренней колонне и подвижно относительно средней колонны.

Изоляцию кольцевого водяж го канала от полости скважины и отдобычноЛ , д.деры обеспечивает, перегородка (уплотнение), закрепленная неподвижно в ниж1 .и г и t внутренней поверхности внешней колп/tny и вспомогательная труба, выполненная подвижно ожосительно внешней колонны v жестко соединенной с центральной пульпа выданной колонной. Кроме того, раздели тельные перегородки выполнена Е металлических обоймах, обеспечивающих самоцентрирование пульповыдачной колонны, i

Из сказанного видно, что предлагаемая конструкция при ее простоте и наиболее полном использовании сечения скважины осуществляет подачу напорной воды на размыв полезного ископаемого и подачу сжатого воздуха в пульповыдачную колонну для работы эрлифта, что обеспечивает подъем пульпы из больших . Кроме того, благодаря сохранен то подт окности пульповыдачной колонны (вращение и перемещение вдоль оси) относительно средней и внешней колонн, а также входу пульпы в пульповод через незауженное нле з сочетании с размывающие ,а, , создаются УСЛОВИЯ J Gu- П.ЛЬНЬ1,

позволяющие пропускать кус. t материал максимальной крупности 1ч, из уело- вий пропускной способнее :,н ловыда--1- ной колонны, и сводящие ь.чмг.ума возможность образования oau-nsi .о1- - зхс- да.

Предлагаемое устройство - э, &оч- можность разработки более лубоко зел . ющих месторождений, упростит

КОНСТРУКЦИЮ (СНИЗИТЬ СТОИМОСТЬ 131 ОТОВ «

ния) и обеспечить условия работы пульповыдачной колонны.

На чертеже изображено устройп во, общий вид, разрез

УСТрОЙСТвОь л,3р4 Г TDM ГОиЛеНТрИЧНО

расположенные .солопяы фуб. внешняя 1, средняя 2 л цеитоопы-гч пульповыдачная (внутренняя) Г;. ;Сслин, 1 i 9 и 2 3 образуют кольцевые кькгль1 сос-д. - , ые г источниками нагорной веды ч ежь-эгг воздуха. В стенке колонн,- 3 «ь пол. р 1ифтные отверстия 4. Из нар/ж .o i п 1К-рхносги 3 ке- падглжно оакрепл°ны само, г ютняющиеся. перегородки5окон спг5рз,. -1М1 1 металлическими обоймами. г1ре,оо,1лаияю и«ми уп- лотнения от износа пр/т перемещениях и поддержизающйм л конце, гричнпе распо- ложеиие коло (и Иехцу г,рег0(-одка и в стенке колонны 3 выг.олне. с оггерспе с обратном клопзчс 6 К внутри.г-нй повер- х.юст колонны 1 закреплена самоупл чяюьцьяся 7, В хвоF

j 0

Ь 0

-

0

5 0 5

стовой части колонны 3 концентрично тко закреплена вспомогательная труба 8 с гидромонитором 9 и размывающими насад зми 10, которыми размывается полезное ы .njii «ем ге «з /юбнчной камере 11. Устрой- лъи , )я добычи по тезн х ископаемых по. . О В С ВЭЖИНу 12.

Устройство работает следующим обра-

Подаваемая в кольцевой канал колонны 2 ,опорная вода поступает под давлением

, а1 1ы1звой канал вспомогательная труба в ксяо чча З1 м дЈ.гее через гидромонитор

, 10 Б р .це струй размывает по- пс- ОР ис ппаемоэ создавая при этом из- оь , иное /каление в добычной камере 11, под деСи г че -- п/льпа, образованная при .i -u in цчимается по пульпс- выдач° ч чо ча некотору-о высоту, которая .юо1 . &I- , выше ОГЕГ,- сг1и4.

( гчос,ре.|.|с с, лм-1 подаемся в колч- цг-1 знал .чр г1 .. 2-J охатчй воздух, ко- юры1 BCipe. i4 Jct ути перегородку 5, .n эт иРречо1Беос1ие4 подуровень пулы ,- хОлонк - 3 и талее, двигаясь вверх, за гобоГ мулюру на поверхность, i е|,с «с-щьнпз iO зертикати колонны 3 от- r TC«,J ,.,- го .on 1 ц 2 и L ее ьслруг п-„ со ,ч 101Сй хорошие у:ловия для оаз.у а чс-. г аемогг и рпь поступления v пь в П ЛЪЧОГОА, так к; к з чпе/.ы-о -t HbiiSct нссть заи ламозки г ергт|п isoowt того, имеется воз-icx -iociь поцн чмс t, f скаажины ст1елЬ| С n j -JftOBb. ую колонну 3 со т ,гт-,отсчет , й грубс1 и гидромсн чтором

-1Я Si 14 л-3 -.aTf сЗГИВ&Я ПрИ ЭТОМ КОЛОНН

ц/b i 2 ;.оу I-HM Зетэксплуатационные

f ОДЬ|, . енение iif-м устройстьа ii-j-jRCT e- разраба(& вать лубооззлегаю- щпе месторож/ -ния полезных ископаемых при (v, KciiMSjiLHO v, использовании сечения CKj3 4M ib, r возможностью выдаем на по- ве| 5тС1Ло iciTepii лз крупностью, равной 0,3 - 0,7cj диз .етре пульповода, вести раз- ныв породи вращения и осевого пе- pv ещенчя пульповыдачной кслончы, СР о р м у ч з 1л з о 3 р е т з и и я 1 Устройогво .для добычи полезных ис- к-.паевых черэз скважины включающее nneuji- ою водоподающую колонну труб, центральную пульповыдачную колонну труб смо Т ровоНную подвижно относительно ьне.еней, вспомогательную трубу, хесг ко за репленную на хвостовой части пульпоподъепной колонны гидромонитор и разрыхляющее наседки, установленные на вспомогательной трубе, отличающееся тен, что, с ЦС ТЬЮ упрощения конструкции и

7 1700249;8

расширения зоны действия за счет увеличе-на между пульпоподъемной и еодоподаюния высоты подъема, оно снабжено обрат-щей. на внутренней поверхности которой у

ным клапаном, воздухоподающей трубой инижнего торца закреплена третья самоупсамоуплотняющими перегородками, две излотняющая перегородка,

которых жестко закреплены на наружной5

поверхности пульпоподъеиной колонны,2. Устройство поп. 1,отличающеепри этом пульпоподъемная колонна имеетс я тем, что, с целью самоцентрирования

отверстия над указанными перегородкамипульповыдачной колонны, самоуплотняюдля подачи в нее воздуха и между перего-щиеся перегородки снабжены металличеродками для установки обратного клапана,10 скими обоймами с двусторонними

а воздухоподающая колонна труб размеще-направляющими конусами. i

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при добыче слабосвязных полезных ископаемых через скважины. Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение зоны действия за счет увеличения высоты подъема. Для этого между внешней водоподающей колонной 1 труб w центральной пульповыдачной колонной 3 размещена воздухоподающая колонна 2. На хвостовой части колонны 3 закреплена вспомогательная труба 8, на которой установлены гидромонитор 9 и разрыхляющие насадки 10. На наружной поверхности колонны 3 размещены две са- ноуплотчяющие перегородки 5. При этом колонна 3 имеет отверстия 4 над указанными перегородками 5 для подачи в нее воздуха я между перегородками для установки обратного клапана б. При подаче воды в колонну 1 осуществляют размыв пород полезного ископаемого гидромонитором 9 и насадками 10, создавая избыточнее давление в формируемой полости. Под действием указанного давления пульпа поднимается по колонне 0, Нзгнетаемый в колонну 2 сжатый воздух, встретив на пути перегородку 5, устремляется через отверстие 4 в колонну 3 и, дзигаяеь вверх, урлекает за собой пульпу на поверхность, позволяя извлекать ее с большей глубины. 1 ,,п. ф-лы, 1 ил. s--JL tyva(oim) /-J - О