способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающий разделение залежи полезного ископаемого на выемочные панели, бурение и сбойку между собой пульповыдачных и гидромониторных скважин, отработку выемочных панелей камерами с размывом полезного ископаемого в камере через гидромониторную скважину и подъемом пульпы на поверхность через пульповыдачную скважину смежной камеры, отличающийся тем, что выемочную панель разделяют на блоки, каждый из которых отрабатывают центральной и несколькими смежными с ней периферийными камерами, пульповыдачные скважины бурят в центральных камерах, а сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторными скважинами в каждом блоке осуществляют через дополнительную гидромониторную скважину, пробуренную в непосредственной близости с пульповыдачной скважиной и сбитую с последней, при этом сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторной скважиной каждой следующей периферийной камеры в блоке производят после отработки предыдущей периферийной камеры, отработку следующей периферийной камеры в блоке осуществляют после обрушения налегающих пород в выработанное пространство предыдущей периферийной камеры, а после отработки всех периферийных камер и заполнения выработанного пространства последней из них отрабатывают центральную камеру с формированием целика, смежного с периферийными камерами следующего блока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, продуктивные залежи которых представлены формациями, поддающимися гидромониторному размыву, возможно и с твердыми неразмываемыми включениями, например месторождений фосфоритов с включениями в виде фосфоритовых конкреций.

Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение пульповыдачных и гидромониторных скважин, их сбойку по подстилающим породам продуктивного горизонта, гидроразмыв пород продуктивного горизонта и подъем пульпы на поверхность по пульповыдачной скважине. Способ предназначен для разработки месторождений янтаря (авт. св. СССР 1002587, кл. Е 21 С 45/00, опубликовано 07.03.83, БИ 9).

Недостатком данного способа является необходимость бурения и оборудования пульповыдачной скважины в каждой добычной камере.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, который включает разделение залежи полезного ископаемого на выемочные панели, бурение и сбойку между собой пульповыдачных и гидромониторных скважин, отработку выемочных панелей камерами с размывом полезного ископаемого в камере через гидромониторную скважину и подъемом пульпы на поверхность через пульповыдачную скважину смежной камеры (патент RU 2123112, кл. 6 Е 21 С 45/00, опубл. 10.12.98, БИ 31).

Недостатком данного способа является сложность оформления днища добычных камер для обеспечения подъема пульпы по одной пульповыдачной скважине из нескольких смежных камер.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, - повышение эффективности разработки месторождений полезных ископаемых.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в упрощении конструктивного оформления днища добычных камер при обеспечении полноты выемки полезного ископаемого.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающем разделение залежи полезного ископаемого на выемочные панели, бурение и сбойку между собой пульповыдачных и гидромониторных скважин, отработку выемочных панелей камерами с размывом полезного ископаемого в камере через гидромониторную скважину и подъемом пульпы на поверхность через пульповыдачную скважину смежной камеры, выемочную панель разделяют на блоки, каждый из которых отрабатывают центральной и несколькими смежными с ней периферийными камерами, пульповыдачные скважины бурят в центральных камерах, а сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторными скважинами в каждом блоке осуществляют через дополнительную гидромониторную скважину, пробуренную в непосредственной близости с пульповыдачной скважиной и сбитую с последней, при этом сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторной скважиной каждой следующей периферийной камеры в блоке производят после отработки предыдущей периферийной камеры, отработку следующей периферийной камеры в блоке осуществляют после обрушения налегающих пород в выработанное пространство предыдущей периферийной камеры, а после отработки всех периферийных камер и заполнения выработанного пространства последней из них отрабатывают центральную камеру с формированием целика, смежного с периферийными камерами следующего блока.

В данную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Способ поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен план участка панели с двумя блоками, каждый из которых отрабатывают центральной и четырьмя периферийными камерами (римскими цифрами указана последовательность отработки камер), на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых осуществляется следующим образом.

Залежь полезного ископаемого, например фосфоритов с включениями в виде фосфоритовых конкреций, разделяют на выемочные панели. Панель в свою очередь разделяют на блоки, каждый из которых отрабатывают одной центральной 1 и несколькими периферийными 2 камерами, отрабатываемыми вокруг центральной камеры 1, в пределах части площади, охватывающей центральную камеру 1.

Количество периферийных камер 2, отрабатываемых в пределах указанной части площади, охватывающей центральную камеру 1, определяют, исходя из допустимого пролета обнажения кровли камер на период выемки в них полезного ископаемого и демонтажа оборудования. Допустимый пролет может быть установлен в процессе опытной отработки.

Отработку каждого блока начинают с бурения пульповыдачной скважины 3 в центральной камере 1, ее обсадки и монтажа пульпоподъемного оборудования, например гидроэлеватора. Для условий разработки фосфоритовых месторождений с включениями в виде фосфоритовых конкреций проходное сечение пульпоподъемного оборудования и его рабочие характеристики должны обеспечивать подъем кондиционного куска до 100 мм.

В непосредственной близости с пульповыдачной скважиной 3 бурят дополнительную гидромониторную скважину 4, размещают в ней гидромониторное оборудование и производят сбойку с пульповыдачной скважиной 3 для доставки размытого полезного ископаемого к пульпоподъемному оборудованию. После бурения и оборудования гидромониторной скважины 5 в первой из отрабатываемых периферийных камер 2 производят ее сбойку с дополнительной гидромониторной скважиной 4. Все сбойки осуществляются путем размыва полезного ископаемого по почве залежи. Параметры сбойки, в т.ч. ее уклон, определяют исходя из условия доставки размытого полезного ископаемого к пульпоподъемному оборудованию без потерь.

Добычу полезного ископаемого производят путем его размыва в камере высоконапорной струей гидромонитора, доставки по сбойке к пульпоподъемному оборудованию и подъема на поверхность. Крупногабаритные включения с размером куска больше 100 мм с содержанием в них полезного компонента ниже бортового магазинируются на днище камеры и на поверхность не выдаются.

Если содержание полезного компонента в крупногабаритном включении находится в пределах установленных кондиций, такие включения доставляются до пульповыдачного оборудования, где производят их дробление любым известным способом, например с помощью мелких зарядов ВВ, электрогидравлическим ударом или посредством бурового долота. Все необходимое для дробления оборудование спускается через оголовок пульпоподъемной колонны пульповыдачной скважины 3.

После выемки полезного ископаемого в первой периферийной камере 2 переносят гидромониторное оборудование в гидромониторную скважину 5, пробуренную в следующей периферийной камере отрабатываемого блока, и производят ее сбойку с гидромониторной скважиной 4. Поскольку параметры камер определены так, что устойчивость кровли обеспечивается только на период отработки, включая демонтаж оборудования, в первой периферийной камере 2 происходит обрушение налегающих пород и заполнение ими выработанного пространства камеры. Таким образом ее выработанное пространство не влияет на процесс выемки полезного ископаемого в следующей периферийной камере.

Выемка полезного ископаемого во второй и последующих периферийных камерах 2 отрабатываемого блока аналогична выемке в первой периферийной камере 2. Последовательность отработки камер в блоке может быть любая, например, от середины к флангам блока или от одного фланга к другому.

После выемки полезного ископаемого во всех периферийных камерах 2 в блоке приступают к выемке полезного ископаемого в его центральной камере 1. При этом со стороны следующего блока формируют целик 6, смежный с его несколькими периферийными камерами, обеспечивающий безопасность работ по добыче полезного ископаемого и демонтажу оборудования.

Размыв осуществляют через дополнительную гидромониторную скважину 4, а подъем пульпы - через пульповыдачную скважину 3.

Процесс отработки следующего блока аналогичен вышеописанному. Отработка блоков в выемочной панели может быть осуществлена в различной последовательности, например, от одного фланга панели к другому или от центра панели к периферии. Возможна также и отработка выемочной панели блоками нескольких очередей.