устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых

Формула изобретения

1. Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых, содержащее внутреннюю подвижную напорную колонну с гидромониторной насадкой на конце, внешнюю пульповыдачную трубу с телескопической нижней частью с приемным отверстием, соединенной с напорной колонной, отличающееся тем, что телескопическая нижняя часть пульповыдачной трубы соединена с напорной колонной подвижно, с возможностью осевого перемещения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижная телескопическая нижняя часть пульповыдачной трубы выполнена со средней плотностью, обеспечивающей ей плавучесть в пульпе.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью изменения средней плотности подвижной телескопической нижней части пульповыдачной трубы.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что напорная колонна и подвижная телескопическая нижняя часть пульповыдачной трубы выполнены с ограничителями хода взаимного перемещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и предназначено для разработки методом скважинной гидродобычи мощных глубокозалегающих месторождений рыхлых самообрушающихся или предварительно обрушенных полезных ископаемых.

Известно устройство для скважинной гидродобычи (СГД) полезных ископаемых, содержащее внутреннюю подвижную напорную колонну с гидромониторной насадкой, внешнюю пульповыдачную трубу с телескопической нижней частью с заборным отверстием, соединенной с напорной колонной, причем гидромониторная насадка выполнена боковой с осью, перпендикулярной оси напорной колонны (см. патент РФ № 2181434, кл. Е21С 45/00, публ. 27.12.2000).

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность при разработке рыхлых самообрушающихся полезных ископаемых с тяжелыми минералами вследствие плохой измельчаемости горной массы боковой насадкой и забиваемости кусковым материалом ниже расположенного заборного отверстия.

Известно устройство для СГД, включающее внутреннюю подвижную напорную колонну с гидромониторной насадкой на конце, внешнюю пульповыдачную трубу с телескопической нижней частью с приемным отверстием, соединенной с напорной колонной, причем телескопическая нижняя часть пульповыдачной трубы жестко соединена с напорной колонной, а приемное отверстие установлено от гидромониторной насадки на расстоянии не менее определенной величины (см. патент РФ № 2278975, кл. Е21С 45/00, публ. 2006 г.).

Недостатком устройства, принятого за прототип, является низкая эффективность приема пульпы. В процессе работы плотность пульпы возле приемного отверстия меняется, что приводит к колебаниям производительности устройства.

Задача изобретения - создание надежного и производительного устройства для скважинной гидродобычи рыхлых самообрушающихся или предварительно обрушенных полезных ископаемых с тяжелыми минералами из мощных глубокозалегающих месторождений, за счет стабильного положения приемного отверстия пульповыдачной трубы в зоне оптимальной плотности пульпы.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем внутреннюю подвижную напорную колонну с гидромониторной насадкой на конце, внешнюю пульповыдачную трубу с телескопической нижней частью, с приемным отверстием, соединенной с напорной колонной, телескопическая нижняя часть пульповыдачной трубы соединена с напорной колонной подвижно, с возможностью осевого перемещения.

Другим отличием является то, что подвижная телескопическая нижняя часть пульповыдачной трубы выполнена со средней плотностью, обеспечивающей ей плавучесть в пульпе.

Отличием является также то, что устройство выполнено с возможностью изменения средней плотности подвижной телескопической нижней части пульповыдачной трубы.

Еще одним отличием является то, что напорная колонна и подвижная телескопическая нижняя часть пульповыдачной трубы выполнены с ограничителями хода взаимного перемещения.

На чертеже показано устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых в рабочем положении.

Устройство содержит внутреннюю подвижную напорную колонну 1 с гидромониторной насадкой 2 на конце, внешнюю пульповыдачную трубу 3 с телескопической нижней частью 4 с приемным отверстием 5. Телескопическая нижняя часть 4 пульповыдачной трубы 3 соединена с напорной колонной 1 подвижно с возможностью осевого перемещения. Напорная колонна 1 может быть выполнена с телескопической нижней частью 6 с ограничительно-направляющими кольцами 7 и 8. Колонна 1 и телескопическая часть 4 для ограничения хода могут быть снабжены упором 9, закрепленным на колонне 1 и упорами 10, 11 на части 4. Телескопическая часть 4 может иметь плотность, равную или незначительно превышающую плотность пульпы за счет материала для изготовления или закрытых пустот в конструкции (не показаны). Это обеспечивает ей плавучесть в пульпе. Устройство может быть выполнено с возможностью изменения средней плотности телескопической нижней части 4 пульповыдачной трубы. Это может обеспечиваться, например, заполнением пустот в конструкции жидкостью и ее сбросом.

Устройство работает следующим образом.

Глубокозалегающее мощное обводненное месторождение 12, представленное рыхлым самообрушающимся полезным ископаемым с тяжелыми минералами, вскрывается скважиной, в которую опускается устройство. Телескопическая нижняя часть 6 напорной колонны 1 под напором рабочего агента, которым может быть вода или газожидкостная смесь, выдвигается, насадка 2 приближается к забою и производит размыв горной породы. Следуя постоянно за забоем с поддержанием оптимального расстояния, насадка 2 производит эффективное пульпоприготовление и разрушение крупного материала. Перемещением напорной колонны 1 выдвигают нижнюю телескопическую часть 4 пульповыдачной трубы, и располагают приемное отверстие 5 в рабочей зоне. Выполнение части 4 подвижной относительно напорной колонны 1 позволяет перемещать приемное отверстие 5 независимо от напорной колонны в нужную по плотности зону пульпы. Подъем и спуск подвижной части 4 пульповыдачной трубы может выполняться перемещением напорной колонны 1 с контактом упоров 9, 10, 11. Плавучесть части 4 относительно пульпы обеспечивает автоматическое нахождение приемного отверстия 5 в оптимальной зоне пульпы. Возможность изменения средней плотности части 4 позволяет использовать устройство для разных по плотности пульп. Подъем пульпы может осуществляться эрлифтом с подачей в пульповыдачную трубу сжатого воздуха.

Устройство обеспечивает эффективное разрушение крупного материала, пульпоприготовление, перемешивание твердого и жидкого, выдачу оптимальной по плотности пульпы, что дает высокую производительность по твердому.

Простое и надежное устройство обеспечивает эффективную, производительную разработку мощных, глубокозалегающих месторождений рыхлых самообрушающихся или предварительно обрушенных полезных ископаемых.