способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие залежи в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами, их обсадку, установку в них добычного оборудования, образование подсечного пространства гидроразмывом в осушенном забое и выдачей образованной пульпы на поверхность, выемку полезного ископаемого камерами с гидроразмывом обрушивающегося в подсечное пространство полезного ископаемого в затопленном забое и выдачу его на поверхность, отличающийся тем, что осушение забоя подсечного пространства производят подачей в него с поверхности сжатого воздуха, обрушающееся в подсечное пространство полезное ископаемое перед размывом частично маганизируют и производят его дезинтеграцию, при этом отработку ведут гексагональными ячейками с первоначальной выемкой периферийных камер через одну и закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, а после твердения закладки в последней периферийной камере производят выемку полезного ископаемого и закладку центральной камеры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с неустойчивыми рудами, например алмазоносных кимберлитов.

Известен способ разработки месторождений полезных ископаемых, в котором для сокращения затрат при разработке мощных залежей за счет использования сил горного давления залежь вскрывают по меньшей мере двумя скважинами, пробуриваемыми за зоной сдвижения. Затем производят подсечку залежи путем образования камеры у ее почвы с площадью обнажения кровли, достаточной для развития процесса самообрушения.

По мере размыва и удаления из камеры руды происходит ее дальнейшее самообрушение. Образующуюся в подсечную камеру руду скважинными гидромониторами размывают и выдают на поверхность пульпоподъемным оборудованием /1/.

Недостатком данного способа является большой объем бурения за счет использования наклонных скважин.

Известен также способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий выемку продуктивного пласта гаксагональными ячейками с образованием ромбических камер и формирования звездообразных междукамерных целиков. Для предотвращения вывалов вмешивающих пород из кровли продуктивного пласта в выемочную камеру в данном способе используют устройство, обеспечивающее поддержание кровли /2/.

Недостатками данного способа являются значительные потери полезного ископаемого в целиках и большие затраты на размыв полезного ископаемого в камерах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие залежи в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами их обсадку, установку в них добычного оборудования, образование подсечного пространства гидроразмывом в осушенном забое и выдачей образованной пульпы на поверхность, гидроразмыв обрушающегося в подсечное пространства полезного ископаемого в затопленном забое и выдачу его на поверхность /3/.

Недостатком данного способа являются потери полезного ископаемого, имеющего удельный вес, больший удельного веса пульпы.

Данное изобретение направлено на решение задачи обеспечения добычи алмазов из кимберлитовых трубок, сложенных неустойчивыми породами, склонными к самообрушению. Достигаемый при этом технический результат состоит в сокращении потерь алмазов в выработанном пространстве.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем вскрытие залежи в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами, их обсадку, установку в них добычного оборудования, образование подсечного пространства гидроразмывом в осушенном забое и выдачей образованной пульпы на поверхность, гидроразмыв обрушающегося в подсечное пространства полезного ископаемого в затопленном забое и выдачу его на поверхность, осушение забоя подсечного пространства производят подачей в него с поверхности сжатого воздуха, обрушающееся в подсечное пространство полезное ископаемое перед размывом частично магазинируют и производят его дезинтеграцию, при этом отработку ведут гексагональными ячейками с первоначальной выемкой периферийных камер через одну и закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, а после твердения закладки в последней периферийной камере производят выемку полезного ископаемого и закладку центральной камеры.

Каждый из признаков данной совокупности необходим, а все вместе они достаточны для достижения заданного технического результата.

На фиг.1 представлен продольный разрез отрабатываемой гексагональной ячейки; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1

Способ осуществляется следующим образом. Залежь 1 полезного ископаемого, например кимберлитовую трубку, в каждой отрабатываемой гексагональной ячейке 2 вскрывают на максимальную глубину разработки центральной 3 и шестью периферийными 4 скважинами, пробуриваемыми в вершинах ячейки 2. Скважины 3 и 4 обсаживают в пределах мощности налегающих пород 5, а при невозможности сохранить скважины 3 и 4 в неустойчивом полезном ископаемом обсадку производят на всю глубину выше подсечки.

Отработку залежи 1 начинают с установки в одной из периферийных скважин добычного оборудования и образования подсечного пространств у почвы 6 выемочной камеры 7. Подсечное пространство образуют размывом полезного ископаемого в осушенном забое, для чего в забой с поверхности подают сжатый воздух, который отжимает пульпу к всасу подъемного оборудования. При этом эффективная дальность струи гидромонитора позволяет образовать подсечное пространство, площадь которого достаточна для развития процесса самообрушения на заданную высоту. Площадь подсечки определяют исходя из требуемой высоты выемочной камеры 7, используя расчетные или экспериментально установленные зависимости.

После образования подсечного пространства заданной площади начинается самообрушение полезного ископаемого кусками различной крупности. Для получения кондиционного куска самообрушение осуществляют в затопленном забое и обрушившееся полезное ископаемое частично магазинируют на почве 6 выемочной камеры 7. За период его магазинирования происходит частичная дезинтеграция кусков за счет их размокания. Интенсификация процесса дезинтеграции может быть осуществлена подачей в выемочную камеру 7 различных веществ дезинтеграторов, например, поверхностно-активных веществ.

Затем включают в работу скважинный гидромонитор 8 и производят размыв замагазинированного полезного ископаемого 9, его подачу к всасу подъемного оборудования и подъем пульпы на поверхность. Обрушающееся в этот период полезное ископаемое с кондиционным размером куска и некондиционные куски, попавшие в зону эффективного действия струи гидромонитора и дезинтегрированные ею до кондиционного размера, выдаются на поверхность с потоком пульпы.

Обрушившиеся некондиционные куски, недезинтегрированные струей гидромониторов, магазинируются на почве камеры и вовлекаются в подъем в следующем цикле после дезинтеграции. После выемки полезного ископаемого на полную высоту выемочной камеры 7 в нее подают твердеющую закладку 10. При этом выработанное пространство не осушают, оставшаяся в нем вода используется для поддержания стенок на период закладки и удаляется из выработанного пространства самоизливом по мере подачи закладочного материала.

Выемочные камеры 7 в каждой гексагональной ячейке 2 отрабатывают через одну, вначале по периферии ячейки, что позволяет вести отработку, не дожидаясь полного твердения закладки в смежной камере. В последнюю очередь отрабатывают камеру в центре ячейки 2 после твердения закладки в последней отработанной периферийной камере.

При этом выработанное пространство центральной камеры закладывают сыпучей закладкой, или оставляют незаложенным, в зависимости от требований к сохранению земной поверхности.