Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых Советский патент 1981 года по МПК E21C45/00 E21C41/04 E21B43/28 E21D20/02 

(54) СПОСОБ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ

I

. Изобретение относится к горному делу и может быть исГюльзовано при разработке пластов полезных ископаемых с неустойчивой кровлей.

По основному авт. св. № 630421 известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий разделение месторождения полезных ископаемых на панели, бурение добычных скважин, отбойку полезных ископаемых в ромбических камерах струями высокого давления, при этом ромбические камеры большими осями располагают вдоль границ панелей отработку камер осуществляют в пределах панели последовательными рядами, начиная от границы панели, а размыв - в пределах одной камеры от рудного массива в направлении целиков до момента их обрушения (1.

Недостатком известного способа является низкая эффективность при отработке камер с неустойчивой кровлей вследствие обрушения неустойчивых пород кровли в выработанное пространство камер в процессе гидравлического размыва полезного ископаемого.

Цель, изобретения - повышение эффективности добычи и расширение области применения за счет вовлечения в разработку камер с неустойчивой кровлей путем предотвращения обрушений неустойчивых пород кровли в выработанное пространство камер в процессе гидравлического размыва полезного ископаемого, а также увели чение размеров камер.

Поставленная цель достигается тем, что до начала гидравлического размыва в геометрические центры камер до кровли продуктивного пласта -бурят дополнительные

,j скважины, в которых монт ируют Штанговую крепь.

При этом в дополнительных скважинах выполняют по меньшей мере два расширения, одно из которых располагают на уровне контакта пород кровли с продуктивным

(5 пластом, а второе - за контуром свода естествениого равновесия, а в полости сква Жни между расширениями размещают железную арматуру и заполняют эту полость бетонным раствором.

На фиг. I показан процесс гидравлическс

2 го размыва камер, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - конструкция железобетонной штанги, вертикальный разрез. Способ осуществляется следующим образом. Продуктивный пласт I полезных ископаемых разделяют на панели, бурят добычные скважины 2 по сетке, определяющей границы ромбических камер 3, при этом ромбические камеры больщими осями располагают вдоль границы панелей, отработку камер осуществляют в пределах панели последовательными рядами, начиная от границы панели, -а размыв в пределах одной камеры - от рудного массива в направлении целиков до момента, их обрушения. Перед началом гидравлического размыва в геометрические центры камер 3 бурят дополнительные скважины 4 до кровли 5 продуктивного пласта I. . В дополнительных скважинах 4 выполняют по меньщей мере два расширения 6 и.7, одно из которых располагают на уровне контактапород кровли с продуктивным пластом, а второе - за контуром свода естественного равновесия. В полости дополнительной скважины между расширениями 6 и 7 размещают железную арматуру 8 и заполняют полость бетонным раствором 9 до верхней части железной арматуры, т. е. монтируют штанговую крепь. В качестве бетонного раствора применяют, например, смесь Hia основе портландцемента марки 500 с заполнителем из крупнозернистого песка в отношении 1:2 и водоцементным отношениеп. Q5. Для улучшения подвижности бетонной смесн добавляют сульфитно-спиртовую барду. Параллельно с монтажом штанговой крепи в добычных скважинах 2 монтируют гидродобычное оборудование 10. После затвердевания бетонного раствора 9 начинают процесс отбойки полезного ископаемого в ромбических камерах 3 струями высокого давления с оставлением ленточных целиков П. По мере образования камеры 3 в кровле 5 между ленточными целиками 11 образуется свод 12 естественного равновесия, при этом штанговая крепь скрепляет породы кровли 5 благодаря хорошему сцеплению со стенками скважины 4. Указанное сцепление препятствует взаимному проскальзыванию слоев, так как штанга и находящиеся вокруг нее породы образуют в кровле ядра повышенной жесткости. Это предотвращает по мере развития площади обнажения кровли 5. обрушение неустойчивх пород, заключенных в своде 12 естественного равновесия, в выработанное пространство камер 3. Для исключения проскальзывания и увеличения площади поддержания пород, прилегающих к штанговой крепи, выполняют расширение 6, а расширение 7 - выше свода 12 естественного равновесия для усиления закрепления штанговой -крепи в покрывающем массиве. Скреп/1енные породы кровли обладают большей жесткостью, чем одиночные слои, поэтому применение штанговой крепи позволяет увеличивать площадь обнажения кровли камеры 3. Длину штанговой крепи определяют из оотношения h+ 1з, где П1 - длина штанговой крепи, м; Ь - высота свода естественного равновесия, м; t - длина штанговой крепи, закрепляемая выше свода естественного равновесия (1з-2-3 м). Высота свода естественного равновесия h в геометрическом центре камеры опредеяется по формуле U h-- fd - где Ь -- высота свода естественного равновесия, м; бт - прочность на сжатие пород кровли, кг/см ; d, ,dj -размеры естественных блоков пород кровли в горизонтальном и вертикальном направлениях, м; У - средний объемный вес пород кровли, - глубина зал1егания продуктив-, ного горизонта, м; По мере гидравлического размыва продуктивного горизонта I получаемук) пульпу выдают на поверхность на обогащение. Увеличение затрат на бурение дополнительных скважин и монтаж штанговой крепи компенсируют снижением технологичес| их затрат на размыв, подъем, транспорт и обогащение пустых пород, а также сокращение объема бурения добычных скважин. Использование предлагаемого изобретения позволят расширить область применения способа за счет вовлечения в отработку камер с неустойчивой кровлей, увеличить их размеры и снизить объем бурения добычных скважин. Формула изобретения . Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых по авт. св. № 630421, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности добычи и расширения области применения за счет вовлечения в разработку камер с неустойчивой кровлей путем предотвращения обрушения неустойчивых пород кровли Б выработанное пространство камер в процессе гидравлнческого размыва полезного ископаемого, а также увеличения размеров камер, до начала гидравлического размыва в геометрические центры камер, до кровли продуктивного пласта бурят дополнительные скважнны, в которых монтируют штанговую крепь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 630421, кл. Е 21 С 45/00, 1977 (прототип).

(Риг.2