Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из наклонных залежей Советский патент 1993 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к горной про- ышленности, в частности, к геотехнологиче- ким способам разработки месторождений вердых полезных ископаемых и может быть спользовано при добыче песчано-глини- тых руд, песков, нефте- и битуминозных ланцев, металлов из россыпей и др.

Известен способ скважинной гидродо- .1чи полезных ископаемых, в том числе, и з наклонных залежей, включающий вскры- AQ последних рядами вертикальных сква- ин, сбойку смежных скважин секторами азмыва сверху-вниз, выемку полезных ис- опаемых и подъем пульпы на поверхность кважинными гидродобычными снаряда- и(СГС)1}. .

Недостатком данного способа является звышенный объем буровых работ при осво- нии наклонных и крутопадающих залежей.

Наиболее близким по технической сущ- ости и достигаемому результату является

способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из наклонных аалежей, включа- ющий вскрытие последней рядами вертикальных скважин, сбойку смежных скважин секторами размыва, выемку полезного ископаемого по падению залежи и подъем пульпы на поверхность. По данному способу залежь разделяют на панели и столбы, и отрабатывают их ромбическими камерами с оставлением межкамерных целиков 2.

Недостатки данного способа заключается в следующем:

- увеличенный объем буровых работ ввиду необходимости проходки скважин по простиранию и падению залежи;

- повышенные потери полезных ископаемых в межкамерных целиках;

- низкая надежность способа по причине сложности манипулирования скважин- ными гидродобычными снарядами по падению и простиранию залежи.

-ч

Ч)

со

о ел о

Цель изобретения-повышение эффективности гидродобычи за счет сокращения объема буровых работ. : ;,: :; ;; v ;

Поставленная цель достигается тем, что в способе скважиннрй гидродобычи полезных искрп а ем ых из н а кл о н н ых зал еже и, включающем вскрытие последней рядами вертикальных скважин, сбойку смежных скважин сектор ами ра зМйха, выемку полёз- н огоис копаемого по паде ни-ю зал ежи и подъём пул ьпы на поверхность, ряды верти- кальных скважин располагают в плане залежи на расстоянии от ее границ равном максимальному радиусу размыва, из которых выемку полезных ископаемых производят вверх по падению размывом снизу-вверх и вниз по Иадейию размывом сверху-вниз, а по/достижении размыва; на максимальный радиус вверх по падению из нижних вертикальных скважинизi них в направлении залежи проходят горизонтальные скважины на глубине от поверхности, определяемой из выражения

F H-(0,5B-Rmax)slna,M, (1)

где Н - глубина нижних вертикальных скважин, м; ;: v ;: .-. -;-y yv -y :. - ; - - у

В - ширина залежи по падению, м; Rmax- максимальный радиус размыва, м; а- угол падения залежи, град.,: ; и на длину, определяемую из выражения;

I (0,5 В - Rmax) COS и, М

(2)

; и производят доработку средней частиз;але- жи из горизонтальных скважин; проходку горизонтальных скважин и выемку полезных ископаемых из средней части залежи производят скважинным гидродрбычным снарядом, смонтированном на гибком шланге; при соотношении максимального раДиуса размыва и ширины залежи по падению менее 0,25 из горизонтальных скважин проходят по залежи наклонные скважины вверх и вниз по падению залежи с одновре- менной выемкой полезных ископаемых.

Расположение рядов вертикальных скважин в плане залежи на расстоянии от ее : -границ, равном максимальному радиусу размыва позволит охватить размывом из этих скважин большую часть залежи и тем самым снизить затраты на бурение и потери полезных ископаемых, этому же способствует проходка горизонтальных скважин заданной длины. Соответственно, скважинный гйдродобычной снаряд (СГС) является здесь по сути только скважинным

гидромонитором, смонтированным на гибком шланге..

Выемка полезных ископаемых вверх по падению залежи размывом снизу-вверх

обеспечивает максимальную полноту отработки залежи при безаварийной (по причине возможных завалов скважин) работе СГС, а также обеспечивает требуемый уровень дезинтеграции рудной массы и управление горным давлением в пределах

сектор ов;;-;- :. ;:;

-: ПроходкаI наклонных скважин по залежи из горизонтальных скважин и из верхних вертикальных скважин при соотношении

максимального радиуса размыва и ширины залежи -по падению менее 0,25 позволяет полностью отработать залежь и свести к минимуму потери полезных ископаемых. Соотношение 1:4 обусловленр наличием двух

рядов вертикальных и одного ряда горизонтальных скважин с размывом полезных ископаемых в обе стороны (вниз и вверх) до

сбойки.- .; у .;,.7; : .-.-.

Следует отметить, что каждый отличительный признак в отдельности не может

способствовать достижению поставленной цели, а приведенные в совокупности отличительные признаки не обнаружены в известных технических решениях, что позволяет

считать данное техническое решение обла- дйющим существенными отличиями. : . На фиг. 1 представлена принципиальная схема реализации способа, вертикальный разрез; на фиг.2-разрез А-А на фиг. 1.

Залежь 1 вскрыта со стороны висячего

бока вертикальными скважинами 2,3 (фиг, 1,

2). Отработка залежи ведется скважинным

гидродобычным снарядом 4 с размывом секторов 5- вверх и вниз по падению залежи

(фиг.2). Из вертикальной скважины 3 пройдена горизонтальная скважина б (фиг, 1, 2). Последовательность технологических операций по данному способу следующая. Залежь 1 вскрывают с поверхности со стороны ее висячего бока рядами вертикальных скважин 2 и 3 (фиг.1,2). В плане залежи 1 эти ряды располагают на расстоянии от ее границ, равном максимальному радиусу размыва (фиг.2). Выемку полезных ископаемых

производят вверх по падению размывом снизу-вверх после спуска в скважины 2,3 СГС 4, и вниз по падению размывом сверху - вниз секторами 5 (фиг.1). По достижении из нижних по падению залежи 1 вертикальных скважин 3 максимального радиуса размыва вверх по падению из них проходят горизонтальные скважины б до достижения рудной залежи 1 и производят через них гидродобычу полезных ископаемых (фиг. 1,2). Устье горизонтальных скважин б располагают

на глубине вертикальных скважин 3, определяемой из выражения (1), и бурят на длину (глубину), рассчитанную по формуле (2). Целесообразнее всего для проходки скважин (J использовать СГС, смонтированный на гибком, армированном водопроводящем шланге с гидромониторной головкой на сво- А конце (на фиг. не показан). Диаметры важин 2,3 и 6 принимают в отношении 2:1, к как скважина 6 служит только для раз- зщения в ней скважинного гидромонитора з подъемно-выдачного устройства СГС.

Таким образом; по данному способу разработка залежи способом СГД производится- из 3-х рядов скважин. Однако, в случае ограниченных параметров струе- формирования в СГС по фактору давления, когда максимальный радиус размыва невелик, а протяженность - ширина залежи 1 по падению (фиг,1) значительна, предлагается из верхних скважин 2 и горизонтальных скважин б по верхней части залежи 1 проходит наклонные скважины, оборудовать их скважинными гидромониторами также на гибком шланге и размывать из них полезные ископаемые, направляя пульпу к сква- жинрм 6 и 3 (фиг.1,2).

р и м е р. Залежь песчано-глинистых руд (мощностью 5 м, шириной по падению около 100 м и длиной по простиранию 400 м, падает под углом 30° с северо-востока на . Мощность покрывающих пород от 40 м в верхней точке до 1,90 м в нижней точке Радиус размыва данных руд составляет при давлении воды 7-8 МПа20м. Ряды скважин бурят на расстоянии 20-25 м от границ залежи в верхней точке на глубину 48 м с обсадкой до 40 мм, а нижней - на 198 м t обсадкой до 190 м. Расстояние между скважинами в ряду по простиранию - 40-45 м. Монтируют и опускают в скважины СГС

диаметром 219 мм (скважины обсажены до кровли залежи трубами 373 мм).

Гидроразмыв из скважины ведут в обе стороны - по падению низ и,вверх при 5 давлении воды 7-8 МПа и производительно- . сти по твердому 20 т/час.

По достижении из нижних скважин глубиной 198 м радиуса размыва в 20 м вверх по падению (на поверхности по плотности 0 пульпы регистрируется) из этих же скважин на отметке по их глубине 172 м скважинным гидромонитором, опускаемым в скважину на гибком резиновом армированном шланге диаметром 32 мм, с прямой насадкой 15 5 мм и тремя обратными насадками по 5 мм, проходят горизонтальную скважину глубиной (длиной) не менее 28 м и диаметром 150 мм. Далее этим гидромонитором произво- . дят размыв средней части залежи в обе сто- 0 роны на расстояние не менее 10 м.

Обьем извлекаемой при этом руды достигает 170 тыс.т против 140 тыс .т соответствующих базовому объекту (прототипу).

Применение предложенного способа 5 скважинной гидродобычи позволит получить положительный эффект, выражающийся в следующем:

. -снижаются затраты на добычу по причине снижения затрат на бурение скважин; 0; - сокращаются потери полезных ископаемых за счет более полной проработки рудоносных залежей;

- улучшаются условия работы- скважинных гидродобычных снарядов в скважинах

5 за счет сокращения числа их манипуляций;

- повышается в целом эффективность СГД за счет вовлечения в эксплуатацию наклонных и крутопадающих залежей.

Ожидаемый экономический эффект от 0 применения предложенного способа для описанной выше залежи и идентичных с ней составляет свыше 200 тыс.руб.

Формула изобретения 1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из наклонных залежей, включающий вскрытие последней рядами вертикальных скважин в висячем боку залежи, сбойку смежных скважин секторами размыва, выемку полезного ископаемого по ладен ига залежи и подъем пульпы на повер- хность, с т л ича ющийся тем, что, с целью повышения эффективности скважинной гидродопычи за счет сокращения объема буровых работ, ряды вертикальных скважин

располагают в плане залежи на расстоянии от ее границ, равном максимальному радиусу размыва, из которых выемку полезных ископаемых производят вверх по падению размывом снизу-вверх и вниз по падению размывом сверху-вниз, а по достижении размыва на максимальный радиус вверх по падению из нижних вертикальных скважин из них в направлении залежи проходят горизонтальные скважины на глубине от поверхности, определяемой из выражения h.- Н - (05 В - Рмакс) sin a, м;

Н г глубина нижних вертикальных сква.жин,:мг .. . . . В-ширина залежи по падению, м; RM&KC- максимальный радиус размыва, м: а -угол падения залежи, град.,

и на длину, определяемую из выражения I (0,5 В - Рмакс) cos «,м,

и проводят доработку средней части залежи

из горизонтальных скважин.

тем, что проходку горизонтальных скважин

и выемку полезных ископаемых из средней

7///ч

части залежи производят скважинным гид- родобычным снарядом, смонтированным на гибком шланге.

скважины вверх и вниз по падению залежи с одновременной выемкой полезных ископаемых.

4-А