способ комбинированной разработки глубокозалегающих месторождений, сложенных породами различной крепости

Формула изобретения

СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, СЛОЖЕННЫХ ПОРОДАМИ РАЗЛИЧНОЙ КРЕПОСТИ, включающий бурение скважин, гидравлический размыв пород части залежи, подъем их в виде пульпы на поверхность, отработку оставшейся части залежи и закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что определяют контуры рыхлых и монолитных частей залежи, бурят скважины в рыхлые части залежи, после подъема пульпы проводят вертикальный или наклонный ствол в боковых породах и по меньшей мере одну горизонтальную или наклонную вскрывающую выработку от ствола к монолитной части залежи, а закладку выработанного пространства осуществляют после отработки послойно сверху вниз монолитной части залежи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при комбинированной разработке глубокозалегающих месторождений, сложенных рудами и породами различной крепости.

Известен способ комбинированной разработки крутопадающих рудных тел, включающий проведение вертикального или наклонного ствола в боковых породах, по меньшей мере одной горизонтальной или наклонной вскрывающей выработки от ствола к рудному телу, формирование приемной камеры под обрабатываемым рудным телом, бурение скважин в рудном теле с поверхности до приемной камеры с установкой в их концах у приемной камеры герметизаторов, подачу по периметру рудного тела с поверхности рабочего агента, нагнетание воздуха в скважины через герметизаторы под давлением, превышающим давление столба жидкого рабочего агента, отвод по мере дезинтеграции горной массы всплывающей вместе с воздухом фракции горной массы из приповерхностного слоя жидкого рабочего агента и выпуск после дезинтеграции и скопления невсплывшей фракции над приемной камерой вместе с рабочим агентом [1].

Недостатком является низкая эффективность разработки из-за значительных первоначальных капитальных вложений, необходимых для строительства шахты и проходки скважин одновременно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ разработки глубокозалегающих месторождений, сложенных рудами и породами различной крепости, включающий бурение скважин до нижней границы рыхлых руд, обработку пласта слоями, гидроразмыва пород части залежи, подъем их в виде пульпы на поверхность, обработку оставшейся части залежи и закладку выработанного пространства [2].

Недостатком способа является низкая эффективность разработки из-за невозможности извлечения через скважины вмещающих плотных сортов.

Цель изобретения - повышение эффективности разработки за счет полноты выемки.

Это достигается тем, что в способе комбинированной разработки глубокозалегающих месторождений, сложенных рудами и породами различной крепости, включающем скважинную гидродобычу, состоящую из бурения скважин до нижней границы рыхлых рудных залежей, обработку пласта слоями, гидроразмыв пород слоя, подъем пульпы на поверхность, создание пространства зон разрыхления, перед скважинной гидродобычей производят определение контуров рыхлых рудных залежей и рудных залежей, сложенных крепкими рудами, бурение скважин осуществляют в рыхлые рудные залежи, а после скважинной гидродобычи проводят вертикальный или наклонный ствол в боковых породах по меньшей мере одной горизонтальной или наклонной вскрывающей выработки от ствола к рудному телу, производят выемку рудных залежей, сложенных крепкими монолитными рудами, послойно сверху вниз с закладкой выработанного пространства.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема разработки рудного тела; на фиг. 2 - продольный разрез выработки; на фиг. 3 - поперечный разрез выработки, вскрывающей рудное тело.

Способ комбинированной разработки глубокозалегающих месторождений, сложенных рудами и породами различной крепости, осуществляется следующим образом.

С поверхности в рудное тело бурят разведочные скважины и производят определение контуров рыхлых рудных залежей 1 с крепостью руд до 1-3 до шкале проф. М.И.Протодьяконова и рудных залежей, сложенных хрупкими рудами 2 с крепостью руд более 1-3 по шкале проф. М.И.Протодьяконова, после чего с поверхности 3 бурят скважины 4 до нижней границы контура рыхлых рудных залежей 1 и производят их разработку месторождения через скважины. Скважины бурят рядами по всему шахтному полю в зону рыхлых руд, расстояние между скважинами определяют в зависимости от физико-механических свойств, гранулометрического состава, формы и мощности оконтуренной зоны рыхлых рудных залежей. В покрывающей толще до границы с рыхлыми рудными залежами производят цементацию затрубного пространства для локализации зон размещения рыхлых рудных залежей и исключения перетока воды из различных горизонтов. Гидроразмыв массива рыхлых рудных залежей осуществляют послойно снизу вверх.

В первом слое, прилегающей к указанной границе, во все скважины помещают выдачные устройства с гидромонитором, производят предварительный размыв массива и подъем пульпы на поверхность через все скважины одновременно. Гидроразмыв массива ведут для получения пульпы заданной консистенции, обеспечивающей устойчивую работу выдачных устройств, и образования зон эллипсоида выпуска и зон разрыхления рудного массива. Затем гидроразмыв с одновременным подъемом пульпы ведут через скважины, расположенные в рядах через одну, а в скважины, чередующиеся со скважинами гидроразмыва, нагнетают воду. Чередование скважин в слоях позволяет полностью разрушить всю нижнюю часть рыхлого массива, привести его в подвижное состояние (образование пульпы).

При наклонении крупных фракций в первом слое переходят к работе в следующем слое, меняя назначение скважин. Гидроразмыв с одновременным подъемом пульпы на поверхность осуществляют через скважины, по которым при работе в предыдущем слое производили нагнетание воды в рудный массив. Нагнетание воды производят через скважины, через которые производился гидроразмыв с одновременным подъемом пульпы на поверхность. В дальнейшем операции повторяются, обработку пласта производят послойно снизу вверх до полной отработки зоны рыхлых рудных залежей. При переходе от одного слоя к последующему укорачивают обсадную колонну труб на длину добычного агрегата. Для достижения плавного соединения рудной и надрудной толщи, представленной пластом крепких руд и далее пустых пород, откачку пульпы ведут планомерно в равных объемах из всех скважин.

По окончании скважинной гидродобычи из зоны рыхлых рудных залежей проводят вертикальный ствол 5, от которого к рудным залежам, сложенных крепкими рудами 2, проводят горизонтальные 6 и вертикальные 7 выработки и производят осушение месторождения.

Затем после осушения месторождения на контакте рудной залежи с налегающими породами 8 проводят выработку 9 с бурением опережающих скважин 10 в рудную зону 11 (фиг. 2). В обрушенное пространство по скважинам нагнетают вяжущий раствор, снижающий сыпучие свойства пород, создавая искусственную потолочину 12 (фиг. 3).

В дальнейшем отработку месторождения ведут слоевой выемкой руды сверху вниз с закладкой выработанного пространства

Объем V_с.г. пространства зоны разрыхления определяют из формулы

V_с.г. = V_p(K_p -1) + eV_п(K_п -1), где V_p - геометрический объем рудного тела,

V_п - объем налегающих скальных пород над рудным телом;

K_p, K_п - коэффициенты разрыхления руды и налегающих скальных пород;

е - коэффициент, характеризующий разрушения скальных пород, е < 1.