способ разработки месторождений полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами в ее вершинах, размещение в центральной скважине пульпоподъемной колонны, сбойку центральной скважины с периферийными вертикальными щелевидными выработками, размыв продуктивного пласта скважинными гидромониторами через периферийные скважины с формированием выемочных камер и перепуском пульпы через щелевидные выработки к пульпоподъемной колонне, уборку негабаритных фракций из зоны всасывания подъемного оборудования и выдачу пульпы на поверхность, отличающийся тем, что перед отработкой ячейки в центральную скважину опускают обсадную колонну, имеющую шесть вертикальных прорезей длиной, равной мощности продуктивного пласта, и шириной, равной размеру кондиционного куска, вертикальные щелевые выработки образуют через прорези в обсадной колонне на всю мощность продуктивного пласта, обработку ведут гексагональными ячейками, причем выемочные камеры формируют диаметром, равным длине стороны гексагональной ячейки поочередно в противоположных ее вершинах с размывом сектора целика центральной скважины, негабаритные фракции убирают посредством их транспортирования в выработанное пространство смежной камеры, а формирование последней камеры в ячейке ведут в вершине, совпадающей с направлением подвигания фронта разработки месторождения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче твердых полезных ископаемых, например золотоносных россыпей, преимущественно в сложных горнотехнических условиях.

Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из талых песчано-глинистых россыпей, в котором продуктивный пласт вскрывают центральной и периферийными скважинами, массив полезного ископаемого разделяют на блоки, разрушение полезного ископаемого ведут через скважины и выдают на поверхность подъемным оборудованием [1]

Недостатком данного способа являются значительные энергетические затраты на замораживание и разрыхление массива полезного ископаемого.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами в ее вершинах, размещение в центральной скважине пульпоподъемной колонны, сбойку центральной скважины с периферийными вертикальными щелевидными выработками, размыв продуктивного пласта скважинными гидромониторами через периферийные скважины с формированием выемочных камер и перепуском пульпы через щелевидные выработки к пульпоподъемной колонне, уборку негабаритных фракций из зоны всасывания пульпоподъемного оборудования и выдачу пульпы на поверхность [2]

В данном способе поддержание выработанного пространства камер осуществляется формируемым в процессе выемки вокруг центральной скважины целиком полезного ископаемого, который в дальнейшем не извлекается и уходит в потери. Кроме того, за счет одновременной выемки всех камер в ячейке негабаритная фракция, скапливаясь у всаса пульпоподъемной колонны, препятствует нормальной его работе и может быть удалена только посредством разрушения негабаритов, поскольку нет свободного технологического пространства, в котором они могли бы быть размещены.

Изобретение решает задачу повышения количественных и качественных показателей выемки и сокращения затрат на разработку месторождения. Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является снижение потерь полезного ископаемого в целиках и уменьшение энергоемкости уборки негабаритных фракций.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе разработки месторождений полезных ископаемых, включающем вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами в ее вершинах, размещение в центральной скважине пульпоподъемной колонны, сбойку центральной скважины с периферийными вертикальными щелевидными выработками, размыв продуктивного пласта скважинными гидромониторами через периферийные скважины с формированием выемочных камер и перепуском пульпы через щелевидные выработки к пульпоподъемной колонне, уборку негабаритных фракций из зоны всасывания подъемного оборудования и выдачу пульпы на поверхность, перед отработкой ячейки в центральную скважину опускают обсадную колонну, имеющую шесть вертикальных прорезей длиной, равной мощности продуктивного пласта, и шириной, равной размеру кондиционного куска, вертикальные щелевые выработки образуют через прорези в обсадной колонне на всю мощность продуктивного пласта, отработку ведут гексагональными ячейками, причем выемочные камеры формируют диаметром, равным длине стороны гексагональной ячейки поочередно в противоположных ее вершинах с размывом сектора целика центральной скважины, негабаритные фракции убирают посредством их транспортирования в выработанное пространство смежной камеры, а формирование последней камеры в ячейке ведут в вершине, совпадающей с направлением подвигания фронта разработки месторождения. В приведенную выше совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата.

На фиг. 1 изображена схема расположения скважин в отрабатываемой гексагональной ячейке, вид в плане; на фиг. 2 разрез А-А фиг 1.

Способ осуществляется следующим образом. Продуктивный пласт 1, имеющий горизонтальное или пологое залегание, в каждой отрабатываемой гексагональной ячейке 2 вскрывают центральной пульповыдачной скважиной 3 и шестью периферийными скважинами 4, пробуриваемыми в вершинах ячейки 2. Центральную скважину 3 на всю глубину обсаживают обсадной колонной 5, имеющей шесть вертикальных прорезей 6, высотой, равной мощности продуктивного пласта 1, и шириной, равной размеру кондиционного куска.

В обсаженную центральную скважину 3 опускают скважинный гидромонитор и через вертикальные прорези 6 в обсадной колонне 5 производят размыв продуктивного пласта 1 с образованием вертикальных щелевидных выработок 7, которыми сбивают центральную скважину 3 с каждой из периферийных скважин 4. Вертикальные щелевидные выработки 7 могут быть образованы и встречнонаправленным размывом продуктивного пласта из центральной и соответствующей периферийной скважины 4. Вертикальные щелевидные выработки 7 образуют на всю мощность продуктивного пласта 1, шириной, достаточной для перепуска размываемого полезного ископаемого из зоны размыва к подъемному оборудованию, устанавливаемому в центральной скважине 3 после образования щелевых выработок 7 в гексагональной ячейке 2. Почву щелевидных выработок 7 выполняют с наклоном к центральной скважине 3 под углом, достаточным для самотечного транспорта пульпы.

После установки в одной из периферийных скважин 4 добычного скважинного гидромотора начинают выемку полезного ископаемого с формированием выемочной камеры 8, диаметр которой равен длине стороны гексагональной ячейки 2. При этом производят также размыв сектора 9 целика 10 центральной скважины 3. Образовавшуюся пульпу по почве щелевидной выработки 7 транспортируют к всасу пульпоподъемного оборудования и выдают на поверхность.

После выемки полезного ископаемого в камере 8 гидромонитор демонтируют, переносят на периферийную скважину 4, расположенную в противоположной вершине гексагональной ячейки 2, и ведут выемку полезного ископаемого с формированием аналогичной выемочной камеры. Негабаритные фракции, представленные валунистыми включениями, скапливающиеся у всаса пульпоподъемного оборудования, струей гидромонитора транспортируют в выработанное пространство смежной камеры, где они накапливаются и используются в качестве закладочного материала.

Формированием выемочных камер 8 поочередно в противоположных вершинах гексагональной ячейки 2 с последовательным размывом секторов 9 целика 10 центральной скважины 3 производят выемку полезного ископаемого гексагональной ячейки 2. При этом последнюю выемочную камеру 11 формируют в вершине ячейки, совпадающей с направлением подвигания фронта разработки месторождения.

После выемки полезного ископаемого выработанное пространство камеры может быть заполнено твердеющим закладочным материалом или оставаться открытым. В последнем случае непременно должно выполняться условие, при котором суммарная площадь обнажения пяти выемочных камер не должна превышать предельно допустимую по условию устойчивости.

В этом случае для отработки последней выемочной камеры добычное оборудование устанавливают на консольный предохранительный полок. Устойчивость центральной скважины поддерживают обсадной колонной. После отработки ячейки пульповыдачное оборудование из центральной скважины извлекают с консольного предохранительного полка и переносят на следующую гексагональную ячейку. При использовании твердеющей закладки извлечение добычного оборудования производят обычными методами.

Смежные гексагональные ячейки могут быть отработаны как с формированием целика между ними, так и вприсечку. Последнее предпочтительно при использовании твердеющей закладки выработанного пространства.