Устройство для скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых Советский патент 1980 года по МПК E21C45/00 E21B7/18 

Изобретение относится к устройст вам для разработки месторождений полезных ископаемых способами скважинной.гидродобычи. Наиболее целесообразная область его применения рассыпные месторождения тяжелых минералов с относительно устойчивыми вмещающими породами. Известно устройство для скважинной гидродобычи, состоящее из высоконапорного водоподводящего става, подвижно соединенного с гибким рабо чим органом с насадками, и дистанционной системы управления 1. Недостатком данного устройства является неустойчивая его работа в технологическом режиме ввиду того, что не обеспечена жесткость гидромониторного рабочего органа. Известно также другое устройство для скважинно.й гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающее высоконапорный водоподводящий став с гибким гидромониторным рабочим орг ном с насадком 12j. Недостатком этого устройства является отсутствие необходимой жестк ти в горизонтальной плоскости по от ношению к плоскости става, значительная удаленность гидромониторного рабочего органа от плоскости забоя. Цель изобретения - увеличение эффективности добычи полезных ископаемых путем приближения рабочего органа к поверхности забоя, обеспечение устойчивости и повышения надежности устройства. Это достигается тем, что высоконапорный став снабжен свободноразъемным гидрозатвором, посредством которого он соединен с гидромониторным рабочим органом, выполненным в виде соединенных между собой посредством элементов плавучести криволинейных отрезков труб с насадками. На фиг. 1 изображено устройство в приемной камере на промежуточной стадии сборки, вертикальный разрез; на фиг. 2 - устройство в приемной камере в собранном состоянии для производства добычных работ, вертикальный разрез; на фиг. 3 - рабочее положение устройства в забое при добыче полезного ископаемого, вертикальный разрез; на фиг. 4 - схема спуска устройства в приемную камеру, вертикальный разрез; на фиг. 5 - свободноразъемный затвор, разрез. Устройство включает следующие эле менты: трос 1 механизма управления свободнораэъемным затвором; криволинейный отрезок трубы 2 с насадком и элементом свободноразъемного затво ра; насадки 3 вертикального размыва; врубовые насадки 4 горизонтального размыва; соединяющие между собой отрезки труб элементы 5 плавучести; тросы 6 механизма дистанционного управления рабочим органом; гидромониторный рабочий орган 7; став 8; отрезок трубы става 9, соединенный со втулкой 10 свободноразъемного затвора; конический направляющий насадок И, соединенный с окончанием 12 криволинейного отрезка трубы в ;последнем звене;к6льцевое уплотненйе 13 соединительная планшайба 14; начало 15 первого криволинейного отрезка трубы с фланцем 1.6; проушина 17 для троса механизма управления затвором, жестко соединенная с коническим направляющим насадком 11, Устройство для скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых работает следующим образом. Перед началом ведения добычных работ подготавливают приемную камер величина которой зависит от диаметра рабочего органа, который в завис мости от горногеологических и техни ческих условий может изменяться за счет увеличения количествакриволинейных отрезков труб. Размыв приемной камеры может быт осуществлен при помощи данного устройства с отсоединенным гидромониторным рабочим органом от свободноразъемного затвора. Рабочий орган доставляется в камеру в нерабочем положении, когда криволинейные отрезки труб 2 распол жены, как это показано на фиг, 4, в скважине 18. Затем в приемной камере при помо щи троса 1 механизма управления сво бодноразъемным затвором устройство собирается в рабочее положение (см, фиг.2) и при помощи тросов 6 дистан ционного механизма управления выводится рабочий орган в горизонтально положение. , Врубовыми насадками 4 горизонтал ного размыва вымывают врубовую щель 19. Насадки 3 вертикального размыва и врубовые насадки 4 горизонтальног размыва могут работать в автоматическом режиме. Элементы,5 плавучести (понтонные соединительные втулки) удерживают рабочий орган в горизонтальном поло жении. Насадки 3 позволяют размыват забой с значительной поверхностью. Врубовая щель 19 может быть выполнена кольцевой. Перемещением рабочего органа снизу вверх, затем по кольцу достигается размыв всей камеры. Диаметр камеры может изменяться в зависимости от устойчивости вмещающих пород, так как радиус действия рабочего органа практически не ограничен. В случае обрушения горной массы на. рабочий орган насадки 3 работают в режиме саморазгружения. Если же обрушенная масса не позволяет освободить рабочий орган в собранном состоянии, то, освобождая трос 1 и продолжая нагнетать воду в камеру, конический направляю дий насадок 11 высвобождается из втулки 10 свободноразъемного затвора, и за счет размыва окружающей породы из насадков 3 и 11, а также за счет истечения напорной воды из раскрытого затвора извлечение рабочего органа из завала упрощается. Выполнение рабочего органа кольцевым позволяет исключить колебательные возбуждения от реактивного воздействия струи, приблизить его к поверхности забоя и обеспечивает более надежную его работу в условиях обрушения кровли; снижаются и энергетические затраты, так как разрушение пород осуществляется в осушенном забое г .что, как известно, улучшает работу струи. Формула изобретения Устройство для скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающее высоконапорный водоподводящий став с гибким гидромониторным рабочим органом с насадком, отличающееся тем, что, с целью увеличения эффективности добычи полезных ископаемых путем приближения рабочего органа к поверхности забоя, обеспечения устойчивости и повышения надежности устройства, высоконапорный став снабжен свободноразъемным гидрозатвором, посредством которого он соединен с гидромониторным рабочим органом, выполненным в виде соединенных между собой посредством элементов плавучести криволинейных отрезков труб с насадками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 387315., кл. 299-4, опублик. 1975. 2.- Авторское свидетельство СССР №488012, кл. Б 21 С 45/00, 1973 (прототип) .

,.,. . ...... - ;... ..;.,.

.....,.,-

.«-.,V .«.--0; -o.5

.„:. a.,-, . - «. 0 - .4

, .

0

.-,0 -;. -и.о.....° .0

. /

«iv.-i,

t J-.oc, :

...e; .0. .

V 0- .

.

.b-o 0-.

... 0

.- ..

- .,. 0 ..

...-e .....- о:.-

.-j 0 ;.. 0

.oi..-4-q {bo -/V-.

.з

r i-: ; -:vi-: : : -;r;

-°/o:- a..

fe

-Й/г.

: 1-.,-.-, ; V ., . ,,)

-ь;.-х; --°:-: -- --:

.v.o -о;«.-о.;

c -

v,;/- 5:;;H ; 6;r::

:-i«

Q.

19

Фиг.З

Фие.

i6

. IS

11

фиг. 5