Патент на изобретение №2307251

(54) СПОСОБ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

(57) Реферат:

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к геотехнологическим способом разработки месторождений твердых полезных ископаемых. Способ включает вскрытие рудного тела центральной и периферийными скважинами, извлечение материала в две стадии. Центральную и периферийные скважины закладывают вкрест простирания рудного тела и проводят с боковыми каналами, расходящимися от скважин на разных уровнях по ширине и простиранию рудного тела, расположенными с чередованием в шахматном порядке между уровнями и между скважинами во встречном направлении. Первую стадию извлечения материала совмещают с проводкой скважин и боковых каналов с возбуждением забойной вибрации. Вторую стадию осуществляют откачкой в виде пульпы через скважины, поочередно меняя их назначение, центральная – добычная, периферийные – нагнетательные, и наоборот. Обеспечивает повышение эффективности извлечения полезных ископаемых из рудного тела, сложенных монолитными, плотными горными породами, увеличение проницаемости рудного тела за счет объемного проникновения в него скважинами и создание межскважинной сети гидравлически сообщающихся каналов и трещин. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к геотехнологическим способам разработки месторождений твердых полезных ископаемых.

Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из залежей, включающий вскрытие последней рядами вертикальных скважин и проведенными из них горизонтальными скважинами (SU 1793056, кл. Е21С 45/00, 1993).

Однако данный способ предназначен для добычи слабосвязанных песчано-глинистых руд, песков, сланцев, в силу чего неприменим при разработке месторождений полезных ископаемых, сложенных монолитными, плотными горными породами.

Прототипом предлагаемого изобретения является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие рудного тела центральной и периферийными скважинами, извлечение материалов в две стадии (RU 2033523, кл. Е21С 45/00, 1995).

Недостатком этого способа является сложность схемы добычи полезных ископаемых, низкая гидравлическая проницаемость целиков рудного тела, что в совокупности снижает эффективность извлечения полезных ископаемых.

Задача изобретения – повышение эффективности извлечения полезных ископаемых из рудного тела, сложенных монолитными, плотными горными породами.

Технический результат – увеличение проницаемости рудного тела за счет объемного проникновения в него скважинами и создание межскважинной сети гидравлически сообщающихся каналов и трещин, а также упрощенная схема извлечения материала в виде полезных ископаемых в две стадии.

Это достигается тем, что в известном способе гидродобычи полезных ископаемых, включающем вскрытие рудного тела центральной и периферийными скважинами, извлечение материала в две стадии, согласно изобретению, центральную и периферийные скважины закладывают вкрест простирания рудного тела и проводят с боковыми каналами, расходящимися от скважин на разных уровнях по ширине и простиранию рудного тела, расположенными с чередованием в шахматном порядке между уровнями и между скважинами во встречном направлении, при этом первую стадию извлечения материала совмещают с проводкой скважин и боковых каналов с возбуждением забойной вибрации, а вторую стадию осуществляет откачкой в виде пульпы через скважины, причем поочередно меняют их назначение, центральная – добычная, периферийные – нагнетательные, и наоборот.

Заложением центральной и периферийных скважин вкрест простирания рудного тела обеспечивается сохранность заданной трассы скважин и повышение качества извлекаемого материала, появляется возможность создания упрощенной схемы отработки рудного тела, проводкой скважин с боковыми каналами с возбуждением забойной вибрации достигается объемное проникновение в рудное тело, образованием межскважинной, межуровневой разветвленной сети гидравлически сообщающихся трещин, каналов, создается гидродинамическая система проникновения и разрушения горных пород, тем самым увеличивается проницаемость рудного тела и повышается эффективность извлечения материала в виде полезных ископаемых.

Извлечением материала в две стадии, на первой совмещением с проходкой скважин и боковых каналов, а на второй стадии откачкой в виде пульпы через скважины, увеличивается объем извлекаемого материала, предусматривается сравнение содержания извлекаемого материала между стадиями, что позволяет оценить эффективность способа скважинной гидродобычи.

Поочередным изменением назначения скважин, центральная – добычная, периферийные – нагнетательные, и наоборот, осуществляется знакопеременность характера воздействия рабочего агента в рудное тело, от распирания-сжатия до растяжения-всасывания, и наоборот, чем также повышается проницаемость рудного тела и улучшается отделение материала от массива горных пород.

Вышеприведенные признаки изобретения имеют причинно-следственную связь, совокупно обеспечивают решение задачи и явным образом не вытекают из существующего уровня технологии гидродобычи полезных ископаемых.

На фиг.1 приведена схема реализации способа, вертикальный разрез; на фиг.2 – схема расположения по вертикали в объемном изображении.

Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых осуществляют следующим образом.

С поверхности земли вкрест простирания рудного тела 1 закладывают и проводят центральную скважину 2 и периферийные скважины 3 и 4 до кровли рудного тела 1. Пройденный интервал скважины закрепляют трубами. Затем определяют место заложения первого уровня 5, от которого с возбуждением забойной вибрации бурят боковые каналы 6, расходящиеся по ширине и простиранию рудного тела 1, извлекают материал в виде керна и шлама. Далее скважину с извлечением материала углубляют до уровня 7, бурят боковые каналы 8, расположенные с чередованием в шахматном порядке по отношению к боковым каналам уровня 5. В дальнейшем операции по углублению скважин и бурения боковых каналов повторяются и заканчиваются выходом скважины из рудного тела 1.

Процесс проводки скважин 2 и 4 с боковыми каналами на разных уровнях извлечения материала аналогичен скважине 3, при этом боковые каналы 9 и 10, к примеру, соответственно скважин 2 и 4 проводятся в шахматном порядке во встречном направлении между скважинами.

После завершения процесса проводки скважин 2, 3 и 4, с боковыми каналами 6, 8 и 9, 10, и далее в скважины закачивают рабочий реагент и оставляют под давлением на расчетное время растворения, по истечении которого периферийные скважины 3 и 4 подключают к нагнетательной линии (не показано), а центральную 2 к всасывающей линии (не показано), извлекая материал в виде пульпы. Затем меняют назначение скважин, центральную скважину 2 подключают к нагнетательной линии, периферийные 3 и 4 – к всасывающей линии, откачивая пульпу через них.

При этом сравнивают содержание полезного ископаемого в извлекаемом материале первой стадии в виде керна, шлама и второй стадии в виде пульпы, делают выводы относительно эффективности способа гидродобычи, определяют время завершения второй стадии.

После отработки рудного тела 1, через скважины 2, 3 и 4 осуществляют гидрозакладку.

Применение предложенного способа обеспечивает повышение эффективности извлечения полезного ископаемого за счет увеличения проницаемости рудного тела и упрощенной схемы его отработки.

Формула изобретения

Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие рудного тела центральной и периферийными скважинами, извлечение материала в две стадии, отличающийся тем, что центральную и периферийные скважины закладывают вкрест простирания рудного тела и проводят с боковыми каналами, расходящимися от скважин на разных уровнях по ширине и простиранию рудного тела, расположенными с чередованием в шахматном порядке между уровнями и между скважинами во встречном направлении, при этом первую стадию извлечения материала совмещают с проводкой скважин и боковых каналов с возбуждением забойной вибрации, а вторую стадию осуществляют откачкой в виде пульпы через скважины, причем поочередно меняют их назначение, центральная – добычная, периферийные – нагнетательные, и наоборот.

РИСУНКИ