RU2425222C2 - Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds - Google Patents
Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425222C2 RU2425222C2 RU2009118242/03A RU2009118242A RU2425222C2 RU 2425222 C2 RU2425222 C2 RU 2425222C2 RU 2009118242/03 A RU2009118242/03 A RU 2009118242/03A RU 2009118242 A RU2009118242 A RU 2009118242A RU 2425222 C2 RU2425222 C2 RU 2425222C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wells
- mining
- hydraulic
- auxiliary
- beds
- Prior art date
Links
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 43
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- 201000007694 Athabaskan brainstem dysgenesis syndrome Diseases 0.000 description 1
- 241000243251 Hydra Species 0.000 description 1
- VYAXJSIVAVEVHF-RYIFMDQWSA-N [(8r,9s,13s,14s,17s)-17-(cyclohexen-1-yloxy)-13-methyl-6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-decahydrocyclopenta[a]phenanthren-3-yl] propanoate Chemical compound O([C@@H]1[C@@]2(C)CC[C@@H]3C4=CC=C(C=C4CC[C@H]3[C@@H]2CC1)OC(=O)CC)C1=CCCCC1 VYAXJSIVAVEVHF-RYIFMDQWSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003001 depressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 208000020006 human HOXA1 syndromes Diseases 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N isoniazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=NC=C1 QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи рыхлых, сыпучих (или дезинтегрированных различными способами) полезных ископаемых через добычные скважины.The invention relates to mining and can be used for the extraction of loose, loose (or disintegrated in various ways) minerals through production wells.
Запасы богатых железных руд на Курской магнитной аномалии оцениваются более 60 млрд. тонн. Основная масса залегает на глубинах 450-800 м, покрытая песчано-глинистыми и мергельно-меловыми обводненными отложениями.The reserves of rich iron ore at the Kursk magnetic anomaly are estimated at more than 60 billion tons. The bulk lies at depths of 450-800 m, covered with sandy-clay and marl-Cretaceous flooded sediments.
Железные руды представляют собой переслаивание крепких и рыхлых руд мощностью до 150-250 м, залегающих под углами от 30 до 80°. Рыхлые руды прочностью от 0 до 3 МПа, составляющие от 15 до 35% от общих запасов руды и пригодные для скважинной гидродобычи (СГД).Iron ores are interbedded of strong and loose ores with a thickness of up to 150-250 m, occurring at angles from 30 to 80 °. Loose ores with a strength of 0 to 3 MPa, constituting from 15 to 35% of the total ore reserves and suitable for downhole hydraulic mining (SRS).
Известен «Способ скважинной гидродобычи пластовых наклонных месторождений полезных ископаемых» [изобретение №1180508 от 23.09.85 г.]. Сущность его заключается во вскрытии добычного блока скважинами, пробуренными с поверхности до подстилающих продуктивный пласт пород, выполнении приемной камеры в зоне действия выдачной скважины, размыве полезного ископаемого гидромониторами из скважины, гидротранспорте полученной пульпы к выдачной скважине с последующей откачкой на поверхность, затем бурят скважины по оси добычного блока, совпадающей с углом падения пласта, осуществляют сбойку осевых скважин с приемной камерой, бурят периферийные скважины по линиям, исходящим из осевых скважин под углом к оси блока. Подмыв блока осуществляют, начиная с последней, расположенной по оси скважины, с развитием фронта работ первоначально к периферии блока и далее в направлении падения пласта и к периферии блока.The well-known "Method of downhole hydraulic production of reservoir inclined mineral deposits" [invention No. 1180508 from 09/23/85]. The essence of it is to open the production block with wells drilled from the surface to the bedrock of the formation, make a receiving chamber in the zone of the production well, wash mineral deposits with hydraulic monitors from the well, hydrotransport the resulting pulp to the production well, followed by pumping to the surface, then drill the wells through the axis of the production unit, which coincides with the angle of incidence of the formation, carry out the failure of the axial wells with the receiving chamber, drill peripheral wells along the lines emanating from the field wells at an angle to the axis of the block. Block washing is carried out, starting with the last one located along the axis of the well, with the development of the front of work initially to the periphery of the block and then in the direction of the formation fall and to the periphery of the block.
Все скважины, расположенные по оси добычного блока, гидромониторным размывом соединяются последовательно от выданной к последующей по подошве пласта и образуют транспортную выработку, по которой транспортируют по падению пласта полезное ископаемое из всех скважин блока.All wells located along the axis of the production block are washed sequentially from the issued to the next one at the bottom of the formation and form a transport mine through which minerals from all the wells of the block are transported along the dip of the formation.
Недостатком этого способа отработки наклонного пласта полезного ископаемого с помощью вспомогательных скважин применительно к условиям залегания наклонных пластов железных руд на КМА, представленных неустойчивыми рыхлыми, сыпучими, обваливающимися рудами, является то, что в этом способе предусматривают создание транспортных выработок от верхней границы блока к выдачной скважине по подошве продуктивного пласта, а также по ответвлениям от центральной транспортной выработки до крайних вспомогательных скважин блока путем размыва гидромониторной струей от скважины к скважине с последующим размывом полезного ископаемого и подачу потоком от удаленных скважин ответвлений к центральной транспортной выработке и к выдачной скважине.The disadvantage of this method of mining an inclined stratum of minerals with the help of auxiliary wells in relation to the conditions of occurrence of inclined strata of iron ore on the KMA, represented by unstable loose, loose, collapsing ores, is that this method involves the creation of transport workings from the upper boundary of the block to the production well along the bottom of the reservoir, as well as along the branches from the central transport excavation to the extreme auxiliary wells of the block by erosion of hydra with a monitor stream from well to well followed by erosion of the mineral and flow from branches of remote wells to the central transport mine and to the dispensing well.
Создание таких транспортных выработок в рыхлых осыпающихся железных рудах невозможно ввиду оплывания, обваливания их и перекрытия при углах наклона пластов преимущественно более 45°.The creation of such transport workings in loose, crumbling iron ores is impossible due to sanding, collapsing and overlapping at inclination angles of the formations predominantly more than 45 °.
Наиболее близким к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является известный способ скважинной гидродобычи железных руд, примененный на КМА [В.Ж.Аренс, А.В.Панков, А.Г.Балашов и др. «Опыт скважинной гидродобычи руд на Шемраевском участке КМА». Горный журнал №1, 1995 г, с.23-26]. Этот способ характеризуется сооружением гидродобычных и вспомогательных скважин. Так, на участке в период 1988-1993 г.г. проведены опытно-методические работы по скважинной гидродобыче железных руд.Closest to the claimed method and selected as a prototype is the well-known method of borehole hydraulic mining of iron ores, applied at KMA [V.Zh.Arens, A.V. Pankov, A.G. Balashov and others. "Experience in borehole hydraulic mining of ore at the Shemraevsky site KMA. " Mining Journal No. 1, 1995, pp. 23-26]. This method is characterized by the construction of hydraulic and auxiliary wells. So, on the site in the period 1988-1993 experimental and methodological work was carried out on borehole hydraulic mining of iron ores.
Было пробурено четыре гидродобычные вертикальные скважины с конечным диаметром 300 мм и 15 скважин контрольных, вспомогательных, гидрогеологических диаметром 90-150 мм. Геологический разрез (Большетроицкое железорудное месторождение) типичный для месторождений КМА. Общая мощность осадочных пород надрудной толщи 430-460 м. Рудная толща мощностью до 420 м. Мощность пластов рыхлых (σсж - 0÷3 МПа) богатых руд от 45 до 80 м, с углом наклона к горизонтали более 45°.Four vertical vertical wells with a final diameter of 300 mm and 15 control, auxiliary, and hydrogeological wells with a diameter of 90-150 mm were drilled. The geological section (Bolshetroitsk iron ore deposit) is typical for KMA deposits. The total thickness of the sedimentary rocks of the above-ore stratum is 430-460 m. The ore stratum is up to 420 m thick. The thickness of the loose (σ cr - 0 ÷ 3 MPa) layers of rich ores is from 45 to 80 m, with an inclination angle to the horizontal of more than 45 °.
Всеми гидродобычными скважинами были вскрыты все пласты рыхлых руд. Размыв пластов производился гидромониторными струями, подъем пульпы эрлифтом различных гидродобычных снарядов. Выдача рудной массы составляла от 2 до 22 т/ч, затухая во времени.All hydraulic mining wells uncovered all layers of loose ore. The erosion of the layers was carried out by jet jets, the pulp was lifted by airlift of various hydro-mining shells. The output of ore mass ranged from 2 to 22 t / h, damping in time.
Для интенсификации дезинтеграции рудных пластов использовали пневмогидроимпульсное, гидроударное воздействие, депрессионный метод в гидродобычных скважинах путем снижения уровня в скважинах закачкой в них воздуха под давлением до 3-4 МПа, а также закачкой воздуха во вспомогательные скважины.To intensify the disintegration of ore formations, pneumohydroimpulse, hydropercussion, the depressive method in hydraulic production wells were used by reducing the level in the wells by pumping air under pressure to 3-4 MPa, as well as pumping air into auxiliary wells.
В отдельные интервалы времени подача рудной массы доходила до 60 т/ч. Средняя производительность составляла ≈10 т/ч.At individual time intervals, the feed of ore mass reached 60 t / h. The average productivity was ≈10 t / h.
Вследствие не регулируемого отбора рудной массы по глубине и поступления ее к всасу эрлифта в гидродобычных скважинах образовались крупные камеры с последующими обвалами, сдвижением глыб крепких пород и руд, что приводило к изгибу и разрыву в резьбовых соединениях пульпоподъемных колонн гидродобычных снарядов.Due to the uncontrolled selection of ore mass in depth and its entry to the airlift inlet in hydraulic production wells, large chambers formed with subsequent collapses, shifting blocks of strong rocks and ores, which led to bending and rupture in threaded joints of pulp-lifting columns of hydraulic mining shells.
В период опытно-методических работ было добыто до 90 тыс. тонн железной руды из четырех скважин. Теоретическими расчетами было определено, что из каждой скважины может быть добыто 100-150 тыс. тонн руды.During the experimental and methodical work, up to 90 thousand tons of iron ore were extracted from four wells. Theoretical calculations determined that 100-150 thousand tons of ore can be extracted from each well.
Недостатком описанного способа является цикличность работы одиночных добычных скважин, связанная с необходимостью предварительной дезинтеграции пластовых руд через гидродобычные скважины с применением малоэффективных методов дезинтеграции рудной массы и накопления ее в гидродобычной скважине.The disadvantage of the described method is the cyclical operation of single production wells, associated with the need for preliminary disintegration of formation ores through hydraulic wells using ineffective methods of disintegration of ore mass and its accumulation in a hydraulic well.
Как показывают теоретические исследования и опытные работы в скважинах по разрушению пород гидромониторной струей, действие ее на преграду в затопленном пространстве с глубиной снижается и при глубинах свыше 500 м доходит до нуля на расстоянии 50-70 см от сопла при скорости истечения струи до 100-150 м/с.As theoretical research and experimental work in wells on rock destruction by a jet stream shows, its effect on a barrier in a flooded space decreases with depth and at depths of more than 500 m it reaches zero at a distance of 50-70 cm from the nozzle at a jet outflow speed of 100-150 m / s
В гидродобычных скважинах происходит самообрушение рыхлых железных руд вследствие разности горного давления в стенках скважины и гидростатического противодавления в скважине, но объем рудной массы зависит от обнаженной поверхности стенок скважины (уширения), прочности рыхлых руд на одноосное сжатие и недостаточной в единицу времени по сравнению с расчетной производительностью гидродобычных скважин.In hydraulic production wells, loose iron ores self-collapse due to the difference in rock pressure in the borehole walls and hydrostatic backpressure in the borehole, but the volume of ore mass depends on the exposed surface of the borehole walls (broadening), the strength of loose ores under uniaxial compression and insufficient per unit time compared to the calculated productivity of hydraulic wells.
Другие примененные методы дезинтеграции - пневмоимпульсный, гидроударный - также малоэффективные. Наиболее эффективный депрессионный по сравнению с другими, но на отжатие уровня жидкости в скважине требуются большие энергозатраты на работу компрессоров, а непродолжительное время подъема уровня снижает общий эффект.Other applied methods of disintegration - pneumopulse, hydropercussion - are also ineffective. The most effective depression compared to others, but squeezing the liquid level in the well requires large energy costs for the operation of the compressors, and a short time to raise the level reduces the overall effect.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа скважинной гидродобычи полезных ископаемых при наклонном залегании пластов для условий КМА и их подобным, способов регулируемой доставки к гидродобычным скважинам массы измельченных рыхлых руд из наклонно залегающих пластов, пересекаемых гидродобычными и вспомогательными скважинами, в количестве, обеспечивающем охрану недр и безаварийный расчетный объем добычи известными средствами через гидродобычные скважины.The objective of the invention is the development of a method for downhole hydraulic mining of minerals with inclined bedding for KMA conditions and the like, methods for the controlled delivery to the hydraulic production wells of crushed loose ores from oblique bedding intersected by hydraulic and auxiliary wells in an amount that ensures the protection of subsoil and trouble-free Estimated production volume by known means through hydraulic wells.
Техническими результатами, которые могут быть получены при использовании заявляемого изобретения, являются:Technical results that can be obtained using the claimed invention are:
- увеличение объема добычи полезного ископаемого из одной гидродобычной скважины и объема добычи в единицу времени по сравнению с ныне достигнутыми опробованными в настоящее время на объектах КМА при скважинной гидродобыче;- an increase in the volume of extraction of minerals from one hydro-production well and the volume of production per unit of time compared with the currently achieved by those tested at present at the KMA facilities during downhole hydraulic production;
- регулирование объема добычи рудной массы по глубине гидродобычной скважины, предотвращающее обвалы и осложнения в скважине;- regulation of the volume of ore mass production along the depth of the hydraulic well, preventing collapses and complications in the well;
- уменьшение объема работ по сооружению гидродобычных скважин и эксплуатационного оборудования на добычу единицы рудной массы;- reduction in the volume of work on the construction of hydraulic wells and production equipment for the extraction of a unit of ore mass;
- уменьшение удельных капитальных затрат на добычу руды.- reduction of specific capital costs for ore mining.
Решение вышеуказанных задач и достижение перечисленных технических результатов стало возможным благодаря тому, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых при наклонном залегании пластов, включающем сооружение гидродобычных и вспомогательных скважин, гидродобычные и вспомогательные скважины располагают линиями по простиранию наклонных пластов и пересекают их, причем забои вертикальных гидродобычных скважин разбуривают ниже по падению пластов, а вспомогательных скважин, имеющих вертикальные и наклонные части скважины, вертикальную бурят до одноименных наклонных пластов и наклонной частью входят водноименные продуктивные пласты, как из верхних пластов, так и в пределах продуктивных пластов, и направляют в сторону гидродобычных скважин, расстояние между линиями расположения гидродобычных и вспомогательных скважин определяют устойчивостью межпластовых пластов - мостов выработанного пространства пластов рыхлых руд, а расстояние между гидродобычными и между вспомогательными скважинами определяют технической возможностью бурения наклонных ответвлений в сторону гидродобычных, определяющих дезинтеграцию рыхлых руд между линиями расположения гидродобычных и вспомогательных скважин всех одноименных пластов, подлежащих отработке и пересеченных гидродобычными и вспомогательными скважинами.The solution of the above problems and the achievement of the technical results listed above became possible due to the fact that in the known method of borehole hydraulic mining of minerals with inclined bedding, including the construction of hydraulic and auxiliary wells, hydraulic and auxiliary wells have lines along the strike of the inclined formations and intersect them, with vertical faces hydraulic wells are drilled lower in the dip of the formation, and auxiliary wells with vertical and inclined hours These wells are drilled vertically to the same inclined formations and the inclined part includes water-bearing productive formations, both from the upper formations and within the productive formations, and is directed towards the hydro-production wells, the distance between the location lines of the hydro-production and auxiliary wells is determined by the stability of the inter-reservoir layers - bridges the developed space of loose ore formations, and the distance between hydraulic and between auxiliary wells determines the technical possibility of drilling a slope s branches towards gidrodobychnyh determining the disintegration of friable ores gidrodobychnyh location between the lines and all of similar wells auxiliary reservoir to be working out and crossed gidrodobychnymi and auxiliary wells.
Изобретение иллюстрируют следующие чертежи.The invention is illustrated by the following drawings.
Фиг.1. Сечение блока гидродобычных и вспомогательных скважин по наклонному продуктивному пласту (вид сверху).Figure 1. A section of a block of hydraulic production and auxiliary wells along an inclined reservoir (top view).
Фиг.2. Вертикальное сечение гидродобычной и вспомогательной скважин по их осям, расположенным вкрест простирания рудной толщи.Figure 2. The vertical section of the production and auxiliary wells along their axes located across the strike of the ore bed.
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых при наклонном залегании пластов осуществляют следующим образом.The method of downhole hydraulic mining with inclined bedding is as follows.
По расчетной схеме добычного блока фиг.1, ограниченного точками АБСД, бурят ряд гидродобычных скважин по простиранию рудной толщи, пересекающих нижний продуктивный пласт 3 (фиг.2) вертикально до некоторой глубины в подстилающий пласт крепких руд 4 и кварцитов 5. На расстоянии L1 в сторону подъема продуктивных пластов руд бурят вспомогательные скважины 2, не менее чем по одной в плоскостях, проходящих вкрест простирания пластов через скважины 1 и не менее чем по одной вспомогательной скважине 2 для каждой гидродобычной скважины между ними, а также по одной крайней вспомогательной скважине в точках А и Б на равных расстояниях, которые используют как для скважин 1 данного добычного блока, так и для аналогичных левого и правого добычных блоков при их сооружении.According to the design scheme of the production block of Fig. 1, limited by the ABSD points, a number of hydraulic wells are drilled along the strike of the ore bed, intersecting the lower producing formation 3 (Fig. 2) vertically to a certain depth in the underlying formation of
В порядке очередности отрабатывают продуктивные пласты руд 3 (их могут отрабатывать «снизу-вверх», «сверху-вниз» или в порядке возрастания прочностных свойств рыхлых руд на одноосное сжатие), в гидродобычных скважинах производят уширение 6 в стволе скважины в зоне отрабатываемого пласта гидромониторным или другим способами.In order of priority, productive strata of
Из вспомогательных скважин 2 производят бурение ответвлений типа 7 в сторону уширения к ближайшим гидродобычным скважинам 1, расположенным в плоскостях, проходящих вкрест простирания рудной толщи через оси гидродобычной и вспомогательной скважин.
Ответвление 7 может быть пробурено в слое пласта, близкого к кровле его 71, в средней части пласта 72 или подошве 73 в зависимости от мощности продуктивного пласта и прочности рыхлых руд на одноосное сжатие.Branch 7 can be drilled in the layer of the formation close to its roof 7 1 , in the middle part of the formation 7 2 or the sole 7 3 depending on the thickness of the productive formation and the strength of loose ores for uniaxial compression.
После сбойки вспомогательных скважин ответвлениями 7 с гидродобычными производят расширение приемного уширения 6 гидродобычной скважины буровым инструментом, как правило, гидродвигателем с кривым переводником.After the auxiliary wells are broken by branches 7 with hydro-production, the receiving broadening 6 of the hydro-production well is expanded with a drilling tool, usually a hydraulic motor with a curved sub.
Расширение производят путем бурения с расхаживанием бурового става на длину рабочей трубы буровой установки с поворотом на допустимый угол. Такое расширение может быть выполнено при необходимости ступенями до 3/4 длины ответвления 7.Expansion is carried out by drilling with pacing the drill stand on the length of the working pipe of the drilling rig with rotation at an acceptable angle. Such expansion can be performed, if necessary, in steps up to 3/4 of the length of the branch 7.
Одновременно с расширением наклонного ответвления 7 возможно применение волнового воздействия в сочетании с гидроразмывом струей волновым генератором по патенту №2310078 от 10.08.2006 г. для усиления дезинтеграции рудного массива отрабатываемого пласта.Simultaneously with the expansion of the inclined branch 7, it is possible to use a wave action in combination with a jet wash by a wave generator according to the patent No. 2310078 of 08/10/2006 to enhance the disintegration of the ore mass of the worked out formation.
При расширении наклонных ответвлений 7 из гидродобычных скважин 1 производят откачку пульпы для определения производительности скважины и очистки уширения 6. Затем проходят ответвления 81 и 82, 91 и 92 и т.д. слева и справа от центральных сбоечных из каждой вспомогательной скважины, наращивая производительность гидродобычных скважин до расчетных величин, увеличивая количество ответвлений до 6-7 из каждой вспомогательной, покрывая равномерно площадь блока по продуктивному пласту.When expanding the inclined branches 7 from the
Во вспомогательные скважины производят подачу воды не только через рабочие инструменты, но и через устья в объеме не менее откачиваемой эрлифтной системой из каждой гидродобычной скважины.Water is supplied to auxiliary wells not only through working tools, but also through mouths in the volume of a no less pumped airlift system from each hydro-producing well.
Контроль выработанного пространства пласта производят через гидродобычные скважины и специальные, предназначенные для контроля рудного массива. Кроме того, контролируют учетом объема добычи рудной массы.The control of the developed space of the formation is carried out through hydraulic wells and special ones designed to control the ore mass. In addition, control is taken into account the volume of extraction of ore mass.
По окончании извлечения из отработанного пласта расчетного объема полезного ископаемого при необходимости производят тампонаж твердеющей смесью необходимой прочности околоствольных пространств скважин и после твердения восстанавливают вертиклаьные стволы гидродобычных и вспомогательных скважин и переходят к аналогичным работам по отработке очередного пласта полезного ископаемого. При отработке пластов по схеме «снизу-вверх» тампонажные работы выработанных околоствольных камер и вертикальных стволов скважин могут не производиться.At the end of the extraction of the estimated volume of mineral from the spent formation, if necessary, grout with a hardening mixture of the required strength of the borehole spaces and, after hardening, restore vertical shafts of the hydraulic and auxiliary wells and proceed to similar work on the development of the next mineral layer. When working out formations according to the “bottom-up” scheme, grouting of worked-out near-barrel chambers and vertical wellbores may not be performed.
Практическую применимость и эффективность заявляемого способа скважинной гидродобычи полезных ископаемых при наклонном залегании пластов показывают примеры конкретного применения.The practical applicability and effectiveness of the proposed method for borehole hydraulic mining with inclined bedding of reservoirs show examples of specific applications.
Пример 1. В геологических условиях Большетроицкого месторождения железных руд (как это описано в прототипе) богатые руды общей мощностью до 422 и по кровле, в том числе рыхлых и полурыхлых (σсж - 0÷3 МПа), подлежащих скважиной гидродобыче со средней суммарной мощностью пластов 70 м, вскрывают четырьмя одиночными гидродобычными скважинами все пласты одновременно. Бурят контрольные, вспомогательные, гидрогеологические, всего 15 штук (методических скважин).Example 1. Under the geological conditions of the Bolshetroitsk iron ore deposit (as described in the prototype), rich ores with a total capacity of up to 422 and over the roof, including loose and semi-loose (σ cr - 0 ÷ 3 MPa), are subject to a hydraulic production well with an average total capacity strata of 70 m, open all four strata simultaneously with four single hydraulic production wells. Drilling control, auxiliary, hydrogeological, a total of 15 pieces (methodical wells).
Производят добычу руды из одиночных скважин независимо во времени, используя для наблюдений за массивом и воздействия на них методические. Размыв (дезинтеграцию) рудного массива производили гидромониторными струями. Подъем пульпы производили эрлифтом различными гидродобычными снарядами. За период проведения опытно-методических работ было добыто 80-90 тыс. тонн руды из четырех скважин. По расчетам гидродобычная скважина обеспечивала добычу 100-150 тыс. тонн руды, что составляет в среднем на одну скважину 125 тыс. тонн.Ore is extracted from single wells independently in time, using methodological observations for the array and the impact on them. The erosion (disintegration) of the ore mass was carried out by jet jets. The pulp was raised by airlift by various hydro-mining shells. During the period of experimental and methodological work, 80-90 thousand tons of ore were extracted from four wells. According to calculations, a water production well provided 100-150 thousand tons of ore, which is an average of 125 thousand tons per well.
Пример 2. В тех же геологических условиях по заявляемому способу скважинной гидродобычи полезных ископаемых при наклонном залегании пластов добычу производят блоком скважин из 3-х гидродобычных и семи вспомогательных. Кроме того, имеется ряд скважин, как и в прототипе, методических для контроля за массивом и добычным блоком.Example 2. In the same geological conditions according to the claimed method of borehole hydraulic mining of minerals with inclined bedding, production is made by a block of wells of 3 hydraulic mining and seven auxiliary. In addition, there are a number of wells, as in the prototype, methodological for monitoring the array and production block.
Гидродобычные скважины служат для подъема рудной массы гидродобычными снарядами с эрлифтной системой. Вспомогательные скважины служат для подачи рыхлых руд продуктивных пластов в гидродобычные скважины.Hydro production wells are used to lift ore mass by hydraulic production shells with airlift system. Auxiliary wells are used to feed loose ores of productive formations into hydraulic production wells.
Добычной блок представляет в плане полосу шириной 35 м и длиной 150 м по простиранию пластов рудного массива.The mining block represents in plan a strip with a width of 35 m and a length of 150 m along the strike of the layers of the ore mass.
Для упрощения расчета эффективности гидродобычи железных руд заявляемым способом примем, что эксплуатационные расходы в прототипе и заявленном способе одинаковые. Основные затраты составляют капитальные - сооружение скважин.To simplify the calculation of the efficiency of hydraulic mining of iron ores by the claimed method, we assume that the operating costs in the prototype and the claimed method are the same. The main costs are capital - well construction.
В заявляемом способе сравнивается блок скважин. Так как соотношение стоимости скважин равно соотношению их диаметров во второй степени, то стоимость семи вспомогательных равна одной гидродобычной
Так как вспомогательные крайние скважины блока могут быть использованы для левого и правого блоков, то можно принять кратность 7 единиц.Since the auxiliary extreme wells of the block can be used for the left and right blocks, a multiplicity of 7 units can be adopted.
Объем рыхлых руд добычного блока определим исходя из размеров блока и общей мощности рыхлых руд 70 м:The volume of loose ores of the mining block is determined based on the size of the block and the total capacity of loose ores 70 m:
- длина блока по простиранию при расстоянии между гидродобычными скважинами 50 м составляет 150 м, считая левое и правое крыло по 25 м.- the length of the block along the strike at a distance between hydraulic wells of 50 m is 150 m, counting the left and right wings of 25 m.
- длина блока по 7-ми вспомогательным скважинам составляет 150 м при расстоянии между ними по 25 м;- the length of the block along 7 auxiliary wells is 150 m with a distance of 25 m between them;
- длина продуктивных пластов между гидродобычными скважинами и вспомогательными 60 м при падении рудных пластов под углом 55°.- the length of the productive formations between hydro production wells and auxiliary 60 m when the ore formations fall at an angle of 55 °.
Объем рыхлых руд составитThe volume of loose ores will be
60×150×70=630 тыс.м3.60 × 150 × 70 = 630 thousand m 3 .
Средняя плотность рыхлых руд ≥3,5 т/м3.The average density of loose ores ≥3.5 t / m 3 .
Масса рыхлых руд блока составит 2205 тыс. тонн.The mass of loose ores of the block will be 2205 thousand tons.
Примем коэффициент извлечения руды из недр 50%. Приравнивая стоимость семи вспомогательных скважин к стоимости одной гидродобычной, можем сравнивать расчетные добычи на одну скважину прототипа и заявляемого способа.We take the coefficient of extraction of ore from the bowels of 50%. Equating the cost of seven auxiliary wells to the cost of one hydro production, we can compare the estimated production per well of the prototype and the proposed method.
Добыча руды на одну скважину заявляемого способа составляет
Соотношение массы руды, добытой заявляемым способом и прототипом, составляет:
Кроме того, в заявляемом способе подача рудной массы регулируется вспомогательными скважинами, что позволяет отбирать из каждого пласта расчетную массу руды, определяемую мощностью пластов крепких руд и их прочностью, что исключает осложнения в гидродобычных скважинах, происходивших при работах по добыче руды по прототипу, что повышает стоимость 1 т руды. Из изложенного следует, что заявляемый способ добычи полезных ископаемых при наклонном залегании пластов благодаря совокупности существенных признаков при применении его на Большетроицком месторождении КМА и аналогичных других на КМА более чем в 2 раза снижает стоимость капитальных затрат по сравнению с реализованным способом по примеру 1.In addition, in the inventive method, the supply of ore mass is regulated by auxiliary wells, which allows you to select the estimated ore mass from each layer, determined by the strength of the strong ore layers and their strength, which eliminates the complications in hydro-mining wells that occurred during prototype ore mining, which increases the cost of 1 ton of ore. It follows from the foregoing that the inventive method of mining with inclined bedding due to a combination of essential features when applied to the KMA and similar KMA fields more than halves the cost of capital costs compared with the implemented method according to example 1.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118242/03A RU2425222C2 (en) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118242/03A RU2425222C2 (en) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009118242A RU2009118242A (en) | 2010-11-20 |
| RU2425222C2 true RU2425222C2 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=44058168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009118242/03A RU2425222C2 (en) | 2009-05-13 | 2009-05-13 | Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425222C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2662483C1 (en) * | 2017-06-29 | 2018-07-26 | ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" | Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025103066A1 (en) * | 2023-11-17 | 2025-05-22 | 蓝土地科技有限公司 | Morphologically controllable liquid-filled shaft and chamber expanded mining system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4536035A (en) * | 1984-06-15 | 1985-08-20 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Hydraulic mining method |
| SU1444525A1 (en) * | 1987-02-26 | 1988-12-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of extracting minerals from producing beds |
| RU2235882C1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-09-10 | Томский политехнический университет | Method for well hydraulic extraction of hard mineral resource from slanted bed (variants) |
-
2009
- 2009-05-13 RU RU2009118242/03A patent/RU2425222C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4536035A (en) * | 1984-06-15 | 1985-08-20 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Hydraulic mining method |
| SU1444525A1 (en) * | 1987-02-26 | 1988-12-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of extracting minerals from producing beds |
| RU2235882C1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-09-10 | Томский политехнический университет | Method for well hydraulic extraction of hard mineral resource from slanted bed (variants) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АРЕНС В.Ж. и др. Опыт скважинной гидродобычи руд на Шемраевском участке КМА. Горный журнал, №1, 1995, с.23-26. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2662483C1 (en) * | 2017-06-29 | 2018-07-26 | ФГУП "ЦНИИгеолнеруд" | Device for opening holes of production string and method of borehole production of loose and watered mineral resources using horizontal chambers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009118242A (en) | 2010-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104863629B (en) | A kind of method taking out absciss layer gas and draining slip casting under overlying strata using combined drilling and counterboring | |
| CN109281707B (en) | Advanced prevention and control method for water damage of working face roof separation layer | |
| US20230160305A1 (en) | Coal bump control method for sectional hydraulic fracturing regions of near vertical ultra thick coal seam | |
| CN112576305B (en) | Method for preventing and controlling water damage of working surface separation layer | |
| RU2612061C1 (en) | Recovery method of shale carbonate oil field | |
| CN101749045A (en) | High-efficiency tunneling gas control method for high outburst mine coal roadway | |
| RU2065973C1 (en) | Method for degassing accompanying seams | |
| CN105971662A (en) | Method for gas extraction by coal seam roof weakening through L-shaped drilling staged fracturing | |
| CN106869966A (en) | A kind of method for blocking of absciss layer water supply source | |
| CN113605874B (en) | Method for extracting coal bed gas of broken soft coal bed top and bottom double-layer horizontal well | |
| CN107975373A (en) | A kind of lower continuous digging hard-rock mine method of mechanization of liquid-gas phase transition induction | |
| CN115614013A (en) | A high-efficiency gas drainage method for continuous fixed-point fracturing of directional long drilling holes in coal mines | |
| CN111005721A (en) | Mining method of steeply inclined medium-thickness ore body | |
| CN103233739A (en) | Mining method for thick and large ore pillar under filling body package | |
| RU2425222C2 (en) | Method of hydraulic borehole mining of mineral resources at inclined position of beds | |
| JPH0213696A (en) | Under-pit hydraulic mining method of mineral resource | |
| CN118548059B (en) | Mining method for protecting surrounding rock of steep-dip thick ore body | |
| Blöcher et al. | D3. 2 Report on radial jet-drilling (RJD) stimulation technology | |
| CN103032059A (en) | Directional hydraulic fracturing connected mining method | |
| RU2664281C1 (en) | Method for developing kimberlite deposits | |
| CN106285777B (en) | The method that flood mine mineral building discharges water in advance | |
| RU2097563C1 (en) | Method of hydraulic borehole mining of coal formation | |
| RU2778118C1 (en) | Method for underground hydraulic mining of minerals and a device for its implementation | |
| RU2097560C1 (en) | Process of well hydraulic mining | |
| RU2361083C2 (en) | Procedure of borehole hydraulic extraction of minerals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140811 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170412 |