установка земснаряда для скважинной гидродобычи полезных ископаемых из продуктивных пластов с неустойчивой кровлей

Формула изобретения

Установка земснаряда для скважинной гидродобычи полезных ископаемых из продуктивных пластов с неустойчивой кровлей, включающая скважинный земснаряд, соединенный с наземным оборудованием и закрепленный на монтажной площадке, установленной на лаги, отличающаяся тем, что монтажная площадка выполнена из швеллеров, стянутых силовыми болтами, лаги выполнены из труб расчетного сечения и снабжены жестко соединенными, расположенными попарно и симметрично по обе стороны труб через равные расстояния, втулками, в которые устанавливают перила-ограждения, а также перемычки и вкладыши, фиксирующие трубы в продольной и поперечной плоскостях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к оборудованию для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, перекрытых неустойчивыми породами.

При скважинной гидродобыче полезных ископаемых (ПИ), перекрытых неустойчивыми породами, применяется система разработки с обрушением кровли. В связи с этим встает задача обеспечения безопасного обслуживания земснаряда и его коммуникаций, а также безопасного монтажа и демонтажа скважинного оборудования.

Известен способ и устройство для скважинной гидродобычи (СГД) полезных ископаемых из продуктивных пластов с неустойчивой кровлей, включающий деление месторождения на панели, создание двухколейных транспортных коммуникаций, размещение на них фермы, имеющей торцовые опоры, выполненные в виде самоходных установок, ферма выполнена телескопической с возможностью изменения расстояния между опорами, установленную на ферме монтажную площадку с закрепленным на ней снарядом, соединенным с наземным оборудованием, монтажная площадка установлена с возможностью продольного перемещения вдоль фермы [1].

Недостатком известного технического решения является необходимость возведения транспортных коммуникаций, например рельсового пути. В процессе гидродобычи даже незначительная сдвижка хотя бы одной рельсовой поверхности приведет к перекосу рельсовых путей, наклону монтажной площадки с установленным скважинным оборудованием, защемлению скважинного земснаряда или его поломке. В худшем случае возможен срыв скважинного оборудования с монтажной площадки в провал поверхности между рельсами.

Кроме того, самоходные установки опор фермы требуют наличия источников энергии, вплоть до подводки ЛЭП, что экономически нецелесообразно при отработке локальных, достаточно удаленных от линии электропередач месторождений, отработку которых можно произвести от насосных станций с дизельным приводом.

Наиболее близким к предлагаемому является установочное оборудование для гидравлической разработки продуктивных пластов полезных ископаемых с неустойчивой кровлей с использованием бетонных опор для оборудования, расположенных за зоной возможного обрушения породы, на которых закрепляют лаги-рельсы и на них размещают добывающую установку. Затем производят разработку пласта с образованием полости под этим пунктом, на которую не воздействует масса добывающей установки [2].

Недостатками известного установочного оборудования является то, что необходимо установить бетонные опоры, которые требуют определенных затрат и времени, опоры должны быть снивелированы одна по отношению к другой с большой точностью для точного крепления с помощью кронштейнов рельс, на которых размещают добычную установку. Большая точность нивелировки необходима для предотвращения деформации и перекосов рельс-лагов, в противном случае может возникнуть перераспределение нагрузок, что приведет к поломке болтов и кронштейнов крепления.

Целью изобретения является повышение безопасности ведения работ по гидродобыче полезных ископаемых из продуктивных пластов с неустойчивой кровлей при одновременном сокращении объемов подготовительных работ.

Поставленная цель достигается тем, что на установке земснаряда для СГД полезных ископаемых из продуктивных пластов с неустойчивой кровлей, включающей скважинный снаряд, соединенный с наземным оборудованием и закрепленный на монтажной площадке, установленной на лаги, монтажная площадка выполнена из швеллеров, стянутых силовыми болтами, лаги выполнены из труб расчетного сечения и снабжены жестко соединенными, расположенными попарно и симметрично по обе стороны труб через равные расстояния втулками, в которые установлены перила-ограждения, а также перемычки и вкладыши, фиксирующие трубы в продольной и поперечной плоскостях.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что монтажная площадка, на которой крепится скважинный земснаряд, представляет собой хомут-опору из швеллеров, стянутых силовыми болтами, лаги выполнены из труб расчетного сечения, а не рельс, как по прототипу, с быстросъемными узлами фиксации между собой в продольной и поперечной плоскостях с помощью перемычек, снабженных перилами ограждения и деревянным настилом. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом техническом решении, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Заявляемое изобретение соответствует требованию "промышленная применимость", так как соблюдается вся совокупность условий, необходимых для оценки этого критерия, а именно:

1. заявляемое устройство предназначено для использования в промышленности с целью гидродобычи полезных ископаемых;

2. для заявляемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте, принятой к рассмотрению формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке конструкции установки и способа ее эксплуатации;

3. заявляемая установка обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно: повышение безопасности ведения работ по скважинной гидродобыче из продуктивных пластов с неустойчивой кровлей при одновременном сокращении объемов подготовительных работ.

На чертеже показаны детали и узлы установки скважинного земснаряда, общий вид.

Установка скважинного земснаряда 1 содержит хомут-опору из швеллеров 2, стянутых силовыми болтами 3. Хомут укладывается на лаги 4, представляющие собой трубы расчетного сечения с приваренными втулками 7. С помощью перемычек 5, выполненных из уголков с приваренными штырями 6, лаги 4 фиксируются между собой в поперечной плоскости, а перемычек 9 и вкладышей 8 - в продольной плоскости. На горизонтальные полки перемычек 5 и 9 укладывается деревянный настил 10. Во втулки 7, расположенные на внешней стороне лаг 4, устанавливаются перила-ограждения 11. Длина лаг 4 определяется возможным максимальным радиусом размыва породы в продуктивном пласте (L>P_{размыва}).

Таким образом, земснаряд 1, установленный в добычную скважину, находится в подвешенном состоянии и провалы кровли существенно не влияют на его работу.

Установка скважинного земснаряда работает следующим образом.

Выбирается оптимальная технологическая схема разбивки поверхности месторождения на зоны выработки. Определяется очередность выработки зон. Каждая зона имеет площадь больше площади полости максимально возможной выработки продуктивного пласта (L>P_{размыва}). Внутри по меньшей мере одной из зон разработки помещают добычную установку в пункте, центрированном по вертикали относительно полости, которая будет образована в пласте.

Массу скважинного земснаряда 1 с помощью опорного хомута 2 и болтов 3 передают на лаги 4, параллельно размещенные на поверхности. С помощью перемычек 5 с приваренными штырями 6 лаги 4 фиксируют между собой в поперечной плоскости, а перемычек 9 и вкладышей 8 - в продольной плоскости. На горизонтальные полки перемычек 5 и 9 укладывается деревянный настил 10. Во втулки 7, расположенные на внешней стороне лаг 4, устанавливаются перила-ограждения 11.

Длина лаг 4 определяется возможным максимальным радиусом размыва породы в продуктивном пласте (L>P_{размыва}).

Таким образом, земснаряд 1, установленный в добычную скважину, находится в подвешенном состоянии и провалы кровли существенно не влияют на его работу.

Подключают земснаряд к напорной магистрали и пульповоду и осуществляют добычу полезного ископаемого. Добычу ведут до полного извлечения, о чем свидетельствует появление в пульпе материала кровли. По завершении отработки скважины снаряд извлекают и аналогичным образом устанавливают в другую скважину согласно принятой схеме очередности отработки месторождения.

Предлагаемая установка скважинного земснаряда обеспечивает:

1. Сокращение времени и объемов подготовительных работ и простоя оборудования.

2. Безопасный подход к скважинному земснаряду и скважинному оборудованию в процессе добычи, даже в случае обвалившейся кровли.

3. Безопасный монтаж, демонтаж и техническое обслуживание скважинного оборудования.

4. Мобильность перестановки оборудования с одного места на другое.

5. Простоту изготовления деталей и узлов, монтажа, демонтажа.

6. В целом все это обеспечивает повышение эффективности скважинной гидродобычи.