Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых Советский патент 1982 года по МПК E21C41/04 E21C45/00 

(54) СПОСОБ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНБ1Х ИСКОПАЕМЫХ Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче ископаемых в неустойчивых вмещающих породах. Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытые залежи скважинами, размыв полезного ископаемого струями воды и выдачу его в виде пульпы на поверхность 1. Недостатками этого способа при использовании его в неустойчивых вмещающих породах являются большое разубоживание и потери руды вследствие обрушения пород кровли во время размыва полезного ископаемого, так как в этом случае происходит размыв обрушенной части покрывающего массива. Известен также способ скважинной гидравлической добычи, включающий вскрытие продуктивного горизонта технологическими скважинами, размыв полезного ископаемого в пределах ромбовидных камер и выдачу полезного ископаемого в виде пульпы на обогащение 2. Основным недостатком этого способа в условиях неустойчивых пород кровли является низкая эффективность размыва, так как обрушающиеся породы кровли по мере образования камеры обрушаются в выработанное пространство, гасят энергию струи и препятствуют разрушению забоя. Наиболее близок к изобретению способ, включающий бурение вспомогательных скважин и формирование в них поддерживающего штангового крепления, вскрытие продуктивного горизонта эксплуатационными скважинами, размыв полезного ископаемого и выдачу его в виде пульпы на поверхность. Данный способ является высокоэффективным в условиях слоистых пород кровли, когда штанги скрепляют отдельные слои в единую систему и тем самым увеличивают несущую способность кровли 3. Однако если кровля представлена трещиноватыми или несвязанными породами, например песком, то эффективность применения способа становится низкой. Цель изобретения - повышение эффективности добычи и расширение области применения способа путем снижения потерь и разубоживания предотвращением обрушения неустойчивого покрывающего массива в выработанное пространство камер в процесС:- полез-г;;; ; Konap:v;cro. а также ь;;:- е ;- л рг.,:01 в условиях не, - .;к;;( V IMS; i -Ю Ч : ПОРОЛ : . :/.:.: .. .. .;.; :;:;:лЛ;л ТОМ, ЧТО :i:j-;0 ;ч; рЫГ;- Я Г,К1,; ,-Г; МТГд.ГТ: ГОрИЗОНТЗ ИЗ ЛчС.;:; :i)i:: ::,-.:i;: производят гидpab.iH iocKi;; разрыь к кровле иродуктивноIo : ().;;fra. а формчр( поддерживаюuiii ; иг;р,;:г С суи;естгзл,тот, нагнетая твердеющие e-viycii зо вспомога С. скважины од {озроменно сверху и снизу, причем снизу ,:. -. ведут через luejii., образован к; гиАрора:фЬ:йОл. Пч)1-чазана схема оасгюложения .i i -ib;:; камер и зс-(1о югатглы1Ь1Х и экс/л/атационных скважин; на . 2 - разре-. на фиг. i. ;ре;,лагаемый спех .б осуществляют слеjyra:i, облазо ;. С иОйерхности месторождения бурят вспо могате.пьные скважииь; 1 до кровли продуктивного горизонта 2. Скважины бурят над центрамь будущих камер 3, которь е могут быть, ;агфимер, рогдбовидными. Затем в скважины i он;;ч-ла1от железную арматуру 4. Одновременно е бурением скважин 1 продукт1в; :- ;й горизонт 2 вскрывают эксплуатаi:,ioeii;:--i:.H скважиыами 5, расположенными по сс-тке, определяющей границы будущих 3. После образования вспомо1ательных скважин 1 и эксплуатационных скважин 5 в кровле иродуктивного горизонта 2 образую; |-ориз;г11тальч о щель 6 посредством гидроразрыва из акс,;;|уатационной скважины 5. Величина радиуса горизонтальной щели должна быть больше, чем минимальное расстояние между эксплуатационными скважинами 5 и вспомогательными скважинами 1 для обеспечения возможности нагнетания твердеющей смеси в скважину 1 из скважины 5. После образования щели 6 через эксплуатационные скважины 5 нагнетают твердеющую смесь, например цементный или бетонный раствор. Распространяясь по щели 6, твердеющая смесь заполняет весь объем щели и достигает скважины 1. Одновременно с подачей твердеющей смеси в скважины 5 производят заполнение этой же смесью скважины с поверхности. Эту операцию выполняют до тех пор, пока ypoBeiib твердеющей смеси в скважине 1 не достигнет верхнего конца арматуры 4. После отвердения смеси и образования искусственной кровли 7 в скважине 5 разбуривают пробку 8 из твер.а,еющей смеси и 6vp-iT сккажиму 5 ниже почвы продуктивноГО горизонта 2. Затем в скважины 5 помещают гидродобычное оборудование и начинают размыв продуктивного горизонта 2 в границах камеры 3, оставляя ленточные целики 9. Отбитую рудную массу в виде пульпы выдают на поверхность. В процессе размыва камеры 3 искусственная кровля 7 поддерживает неустойчивые породы вышележащего массива 10 и предотвращает их обрушение в выработанное пространство камеры 3. В свою очередь поддерживакощие штанги 1 1 удерживают искусственную кровлю 7, связывая ее с массивом 10. Кроме этого, поддерживающие штанги 11 скрепляют отдельные слои массива 10 и повьццают его несущую способность. Применение изобретения позволяет повысить эффективность способа скважинной гидродобычи в условиях неустойчивого массива. Формула изобретения Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых в неустойчивых вмещающих породах, включающий бурение эксплуатационных и вспомогательных скважин, размещение во вспомогательных скважинах металлической арматуры и нагнетание в них твердеющих смесей, гидравлический размыв полезного ископаемого и подъем пульпы на поверхность через эксплуатационные скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения продуктивности скважин за счет увеличения устойчивости кровли пласта, из эксплуатационных скважин производят гидроразрыв в кровле пласта и нагнетают твердеющие смеси одновременно через эксплуатационные и вспомогательные скважины до заполнения щели, образованной гидроразрывом, и нижней части вспомогательных скважин с размещенной в них металлической арматурой, после чего разбуривают пробки в эксплуатационных скважинах, образованные твердеющими смесями, и осуществляют добычу полезного ископаемого. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Арене В. X. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. М., «Недра, 1975, с. 241-243. 2.Авторское свидетельство СССР № 628311, кл. Е 21 С 41/04, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2880440, кл. Е 21 С 45/00, 1980 (прототип) .

б 7

f-Jai iiZE