способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие залежи рядами добычных скважин, монтаж в них эксплуатационных колонн и гидромониторных агрегатов, разработку залежи с выемкой полезного ископаемого камерами первой очереди и формированием между ними целиков шестигранной в плане формы, опускание на почву эксплуатационных колонн, их перфорацию и закладку выработанного пространства твердеющей смесью, разбуривание целиков добычными скважинами и выемку полезного ископаемого камерами второй очереди под защитой искуственных целиков, отличающийся тем, что разработку залежи ведут гексагональными ячейками, камеры первой очереди отрабатывают в виде встречнонаправленных по сторонам шестигранника щелей с параллельными или расходящимися стенками, при этом перфорацию эксплуатационных колонн осуществляют перед подачей закладки, а твердеющую смесь подают через перфорированную колонну, которую в дальнейшем используют в качестве армирующего элемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых геотехнологическими методами.

Известен способ скважинной гидродобычи, включающий вскрытие залежи добычными скважинами, установку в них добычного оборудования, проходку щелевых выработок между скважинами, выемку полезного ископаемого с формированием целиков а. с. СССР, 611001, кл. E 21 C 41/04, 1978 г./.

Недостатком данного способа являются большие потери полезного ископаемого в целиках.

Известен также способ извлечения материалов из подземных формаций, включающий вскрытие формации скважинами, оборудование их добычными агрегатами, с пульповыдачной колонной, цементацию затрубного пространства пульповыдачной колонны и выемку полезного ископаемого под защитой искусственного целика.

Недостатком данного способа является относительно небольшой объем камер, которые могут быть отработаны под защитой такого целика и кроме того возможны вывалы из стенок камеры при неустойчивом полезном ископаемом /а. с. СССР 1317129, кл. E 21 C 45/00, 1987 г./.

Известны и другие способы разработки месторождений полезных ископаемых скважинной гидродобычей, осуществляемой под предварительно укрепленной кровлей (а. с. 1328524, кл. E 21 C 45/00, 1987 г.).

Недостатком всех этих способов является то, что при разработке неустойчивых полезных ископаемых возможны вывалы из стенок камер.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из горизонтальных и пологопадающих залежей, включающий вскрытие залежи рядами добычных скважин, монтаж в них эксплуатационных колонн, и гидромониторных агрегатов, разработку залежи с выемкой полезного ископаемого камерами первой очереди и формированием между ними целиков шестигранной в плане формы, опускание на почву камер эксплуатационных колонн, их перфорацию и закладку выработанного пространства твердеющей смесью, разбуривание целиков добычными скважинами и выемку полезного ископаемого камерами второй очереди под защитой искусственных целиков (а. с. СССР 1317133 кл. E 21 C 45/00, 1987 г.).

Недостатком данного способа является то, что на стыках камер первой очереди, выполненных в плане треугольной формы, толщина закладочного массива минимальна и при неустойчивом полезном ископаемом также возможны вывалы из стенок камеры с обрушением закладки, что приведет к разубоживанию руды закладочным материалом.

Целью изобретения является повышение устойчивости отрабатываемых камер при сокращении расхода твердеющего материала.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых из горизонтальных и пологопадающих залежей, включающем вскрытие залежи рядами добычных скважин, монтаж в них эксплуатационных колонн и гидромониторных агрегатов, разработку залежи с выемкой полезного ископаемого камерами первой очереди и формированием между ними целиков шестигранной в плане формы, опускание на почву камер эксплуатационных колонн, их перфорацию и закладку выработанного пространства твердеющей смесью, разбуривание целиков добычными скважинами и выемку полезного ископаемого камерами второй очереди под щитой искусственных целиков, разработку залежи ведут гексагональными ячейками, камеры первой очереди отрабатывают в виде встречно-направленных по сторонам шестигранника щелей с параллельными или расходящимися стенками, при этом перфорацию эксплуатационных колонн осуществляют перед подачей закладки, а твердеющую смесь подают через перфорированную колонну, которую в дальнейшем используют в качестве армирующего элемента в закладочном массиве.

В совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения поставленной цели.

На фиг. 1 представлен фрагмент отрабатываемого участка залежи, вид в плане; на фиг. 2 разрез по А-А фиг.1.

Способ осуществляют следующим образом. Продуктивный горизонт, подлежащий отработке залежи 1, вскрывают параллельными рядами добычных скважин 2, разработку залежи 1 осуществляют гексагональными ячейками 3 с выемкой полезного ископаемого камерами первой 4 и второй 5 очередей.

Камеры первой очереди 4 отрабатывают в виде вертикальных щелей 6 с параллельными или расходящимися к периферии стенками встречно-направленных вдоль сторон шестигранника, оконтуривая целик 7 полезного ископаемого. Из каждой добычной скважины 2 отрабатывают три камеры, расположенные под углом 120^o. При этом длина каждой камеры половине длины стороны гексагональной ячейки 3, высота камеры не превышает мощность продуктивного горизонта залежи 1, а ширина определяется устойчивостью рудного массива.

После выемки полезного ископаемого из трех камер и демонтажа добычного оборудования из скважины 2 обсадную колонну труб перфорируют, например, нулевым перфоратором, опускают на почву камеры и в скважину 2 через перфорированную колонну подают твердеющую смесь. Перфорация может быть выполнена и после опускания колонны.

После заполнения выработанного пространства твердеющей смесью перфорированную колонну не извлекают и она выполняет роль арматуры в твердеющей закладке.

Когда выемка и закладка всех камер первой очереди закончена м твердеющая смесь набрала заданную прочность, приступают к выемке целика 7 камерой второй очереди 5. Для этого бурят скважину 8, устанавливают добычное оборудование и производят гидравлический размыв полезного ископаемого с выдачей образованной пульпы 9 на поверхность. В зависимости от условий выемка камер второй очереди может быть осуществлена как сверху вниз, так и снизу вверх, в осушенном или затопленном забое.

При большой мощности залежи или отработке крутопадающих залежей изометрической формы, например, кимберлитовых трубок, возможна этажная разработка.

Поскольку выемку камер второй очереди производят под защитой искусственного целика, созданного отработкой и закладкой камер первой очереди 4, объем камер второй очереди 5, может быть существенно увеличен за счет увеличения линейных размеров целика 7.

После выемки полезного ископаемого в камере второй очереди 5 производят ее закладку сыпучим материалом.