Способ добычи полезных ископаемых Советский патент 1980 года по МПК E21B43/28 E21C41/14 

(54) СПОСОБ ДОББ1ЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

I

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, например серы, вязкой нефти, битума, озокерита, ртути и т.п. через скважины методом подземной выплавки.

Известен способ разработки глубинных серных залежей через скважины, предусматривающий использование в качестве теплоносителя при выплавке серы воду, подаваемую в залежь и подогреваемую электронагревателем, находящимся в скважине 1.

Недостатком известного способа является ограниченная облэсть его применения, так как он применим лишь для отработки проницаемых и обводненных серных залежей и непригоден для непроницаемых и сухих.

Известен способ добычи полезных ископаемых, например серы, включанэщий вскрытие залежи полезного ископаемого скважинами, перевод полезного ископаемого в подвижное состояние путем ввода в залежь элестрической энергии и его выдачу через скважины на поверхность 2.

Недостатком известного способа является высокий расход электроэнергии.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что мощность электрической энергии изменяют в процессе добычи от величины, достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состояние в прискважинной зоне залежи, до величины, достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состояние на границе отрабатываемого участка залежи.

При этом текущее значение величины мощности, вводимой в залежь электрической энергии принимают исходя из зависимости

. -&,S9-E

W W,

тлх

где W

- текущее значение величины мощности вводимой в залежь электрической энергии, квт;

W

т,-„ - значение величины мощности, достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состояние на границе отрабатываемого участка залежи;

т - текущее время отработки участка залежи. На чертеже изображен вертикальный раз рез разрабатываемой залежи и масштабно совмещенный с ним график зависимости текущего значения величины мощности электрической энергии (W) от времени отработки залежи ( т). Способ осуществляется следующим обраЗалежь 1 полезного ископаемого вскрывает добычными скважинами 2, размещают в них электроды 3 и вводят в залежь 1 электрическую энергию от источника 4 постоянного или переменного тока (50 Гц, ВЧ или СВЧ). Вследствие выделения мощности в залежи происходит ее разогрев. При достижении температуры фазового перехода (перехода в подвижное состояние) образуется зона 5 фазового перехода, которая перемещается по залежи вслед за движением изотермы 6, соответствующей температуре фазового перехода. При этом каждому моменту времени т будет соответствовать определенное положение зоны фазового перехода. Критерием, определяющим величину мощности, вводимой в залежь, является плотность энергии на границе 7 зоны фазового перехода, достаточная для разогрева залежи до температуры фазового перехода, комненсации теплоты фазового перехода и тепловых потерь за счет теплопроводности залежи и конвективного переноса тепла пластовой водой. Оптимальным при вынлаке полезного ископаемого является режим, при котором обеспечивается равенство количества полезного ископаемого, перемещающегося из зоны фазового перехода к зоне разгрузки, к количеству, выделенному из вновь разогретого объема. Такой режим обеспечивается при равенстве скорости перемещения полезного ископаемого в подвижной фазе из зоны фазового перехода в сторону зоны отбора полезного ископаемого из залежи (V) и скорости движения зоны фазового перехода (Vt). Указанного режима достигают путем изменения текущего значения мощности электроэнергии (Wi, Wг, W3...) во времени (т,, t2 3..-) от величины, достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состояние в прискважинной зоне залежи, до величины,достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состояние на границе отрабатываемого участка залежи. Текущее значение величины мощности вводимой а залежь электрической энергии определяют исходя из зависимости ,-5 9-e-« W W При этом значение величины мощности, достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состояние на границе залежи опредеотраоатываемого участка ляют из зависимости WP,,, + к+ (l-ij), где WQ - мощность, рассчитанная по результатам рещения термодинамической задачи и определенная на конец процесса разогрева; к - коэффициент потерь .мощности в кровлю и почву залежи; IT, - КПД системы- источник тока-линия-залежь. Выплавленное указанным способом полезное ископаемое через скважины откачивают на поверхность любым из известных способов. Применение способа позволит до минимума сократить нерациональные потери электрической энергии, что повысит эффективность процесса разработки месторождений полезных ископаемых методом подземной выплавки через скважины. Формула изобретения 1.Способ добычи полезных ископаемых, например серы, включающий вскрытие залежи полезного ископаемого скважинами, перевод полезного ископаемого в подвижное состояние путем ввода в залежь электрической энергии и его выдачу на поверхность, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода электрической энергии, мощность последней изменяют в процессе добычи от величины, достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состоние в прискважинной зоне залежи, до величины, достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состояние на границе отрабатываемого участка. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что текущее значение величины мощности вводимой в залежь электрической энергии принимают, исходя из зависимости W W где W - текущее значение величины мощности вводимой в залежь электрической энергии, квт; Wmym - значение величины мощности, достаточной для перевода полезного ископаемого в подвижное состояние на границе отрабатываемого участка залежи; т - текущее время отработки участка залежи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ПНР № 39806, кл. 5в 42/10, 1955. 2.Авторское свидетельство СССР № 250833, кл. Е 21 В 43/28, 1967 (прототип).