Способ добычи твердых полезных ископаемых

Способ добычи твердых полезных ископаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С.оюз, Советскик

Соцналнстичесиии

Респубпии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 872759 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.12. 79 (21) 2854890/22-03. с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15. 10. 81. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 1 7. 10 .81. (5I)M. Кл.

Е 21 С 41/04

Е 21 В 43/28

3Ъеудерстмииый квинтет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 234 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Потураев, Ф. А. Абрамов и В

СС P

Институт геотехнической механики (7I) Заявитель (54} СПОСОБ ДОБЫЧИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕИЪЕ

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к геотехнологическим способам добычи твердых полезных ископаемых, и может быть.использовано для бесшахтной добычи твердых полезных ископаемых, в частности угля, а также для добычи угля в шахтах из тонких пластов.

Известны способы бесшахтной добычи твердых полезных ископаемых с помощью метода скважинной гидродобычи, включающие бурение скважин, гидроразмыв полезного ископаемого, выдачу пульпы на поверхность эрлифтом и вьщеление из пульпы полезного ископаемо го 1 1.

Недостатками таких способов являI ются большая трудоемкость работ и большие потери полезного ископаемого в целиках.

Известен также способ добычи угля путем перевода его в пылевидное (порошкообразное) состояние под воздействием различных химических реагентов, подачу через пробуренную добычную скважину газов со скоростью, достаточной для образования суспензии, вьдачу этой суспензии пневмоспособом через добычную скважину и вьщеление из суспензии на поверхность угля Г23.

Недостатками данного способа являются низкая скорость темпов освоения и разработки месторождений из-за низкой скорости гетерогенных физикохимических реакций взаимодействия угля и диспергирующего химического реагента, большие потери полезного ископаемого вследствие малой скорости разработки месторождения и интенсивного сдвижения вмещающих пород.

Цель изобретения — ускорение темпов освоения и разработки месторождений, более полное извлечение твердого полезного ископаемо î и улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что бурят по меньшей мере одну дополнительную скважину до пересече872759

55 ния с массивом полезного ископаемого, в которой генерируют волны напряжений с амплитудой сжатия у поверх.ности забоя выработки добычной скважины, превышающей предел прочности твердого полезного ископаемого на разрыв,.при этом произведение длины волны сжатия на отношение амплитуды напряжений сжатия у забоя выработки добычной скважины к пределу прочности твердого полезного ископаемого на разрыв принимают в пределах 0,001"

1,0 см. Кроме того, с целью увеличения акустической жесткости массива, производят предварительную обработкЯ массива жидкостью через дополнительную скважину.

На фиг. 1 изображена схема предлагаеМого способа добычи твердых ископаемых скважинами с земной поверхности при пологом залегании пласта,. вертикальный разрез; на фиг. 2 — то же, при крутопадающем залегании пластов; на ,Фиг. 3 †. то же, аксонометрия; на

Фиг. 4 — схема расположения добычных 2 и дополнительных скважин.

Схемы состоят из добычной скважины 1 и дополнительных 2 и 3, пробуренных до пересечения с пластом 4 тверпого полезного ископаемого (уголь)

30 волны напряжений генерируют по меньшей.мере в одной - дополнительной сква- жине 2 или 3, например в точке 5, и отражаясь от поверхности забоя 6 выработки добычной скважины 1, измельчают твердое полезное ископаемое 4, которое выдается на поверхность через добычную скважину 1 пневмоспособом.

Способ добычи твердых полезных ископаемых заключается в следующем.Бурят добычные скважины 1 и допол40 нительные 2 и 3 до пересечения c !! пластом 4 твердого полезного ископаемого. Добычные скважины 1 оборудуют эрлифтным устройством для выдачи измельченного твердого полезного ископаемого на поверхность пневмоспособом.

Из дополнительнь«х скважин 2 H 3 точке 5, например электрогидроударом,, генерируют водну сжатия треугольной

Формы с максимальным напряжением „ь,;=

1000 кг/см и длиной = 100 см. и

Достигая поверхности забоя 6 выработки добычной скважины 1, волна отражается и-при прочности твердого по. лезиого ископаемого на разрыв bp и

I кг/см вызывает его послоиное разрушение (откол) íà6; <у, Йр

1000 слоев, размером частиц слоя

Jt 6p я- — 0,05 см, на глубину — — 50 см, Ъмю 2 со скоростями продвижения фронта откольного разрушения 1000-10000 м/с.

При этом для разрушения твердого полезного ископаемого до частиц размерами в 0,5-0 0005 см произведение длины волны сжатия на отношение амплитуды напряжений сжатия у забоя 6 выработки добычной скважины 1 к пределу прочности твеодого полезного ископаемого на разрыв находится в пределах 0,001-1,0 см. Серии из

1000 таких волн достаточно для разрушения пласта 4 твердого полезного ископаемого в радиусе 500 м от добычной скважины 1.

При кинетическом характере разрушения твердого полезного ископаемого глубина разрушенной эоны возрастает в десятки и сотни раз размер частиц уменьшается в несколько раз по сравнению с вышепривЕденными для тех же параметров волны напряжения. При применении предлагаемого способа для добычи угля его разрушение дополнительно будет значительно интенсифицировано из-за наличия в пласте газа.

Для сильно трещиноватого пласта 4 твердого полезного ископаемого предотвращения потери энергии волн напряжений на отражение от трещин в массиве достигают предварительной.обработкой пласта жидкостями. В том случае, когда трещины заполнены жидкостью, отражение волн напряжения на поверхности трещин практически не происходит и волна распространяется с малыьы потерями энергии до забоя 6 выработки добычной скважины 1, где оказывает свое разрушающее действие.

Снижения энергетических затрат и, интенсификации процесса разрушения пласта 4 твердых полезных ископаемых под действием волн напряжения. отраженных от поверхности забоя 6 выработки добычной скважины 1, достигают путем предварительной обработки массива жидкими и газообразными средами, уменьшающими прочность твердого полезного ископаемого на отрыв. а также путем предварительной обработки массива жидкими или газообразными средами, вызывающими набухание твердого полезного ископаемого и образо- вание в массиве стационаРных растя гивающих напряжений« облегчающих его разрушение.

5 8727

ЭФфективность разрушающего действия отраженных волн повышается при увеличении акустической жесткости массива твердого полезного ископае«мого. 5

Предлагаемый способ добычи твердых полезных ископаемых обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: чвеличение производительности разработки массива твердого по- 1о леэного ископаемого в 2-10 раз за счет значительного увеличения скорости продвигания забоя, значительное уменьшение материальных и трудовых затрат при разработке месторождений твердых полезных ископаемых, дости- гаемое за счет увеличения площади пласта, отрабатываемого одной добычиой скважиной (т.е..уменьшения чис ла скважин) и увеличения скорости продвигания забоя, улучшения условий труда.

59 6 ния темпов освоения и разработки мес- . торождений, более полного извлечения твердого полезного ископаемого и улучшения условий труда, бурят по.меньшей мере одну дополнительною скважинч.до пересечения с массивом полезного ископаемого, в которой генеоирчот волны напряжений с амплитудой сжатия у поверхности забоя выработки добычной скважины, превышающей предел прочности твердого полезного ископаемого на разрыв, при этом произведение длины волны сжатия на отношение амплитчды напряжений сжатия у забоя выработки добычной скважины к пределу прочности твераого полезного ископаемого на разрыв принимают в пределах 0,0011,0 см.

2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что, с целью увеличения акустической жесткости массива, производят его прелварительную обработку жидкостью через дополнительно скважин .

Формула изобретения

1. Способ добычи твердых полезных ископаемых, включающий бурение добычной скважины, измепьчение полезного ископаемого и выдачу его íà поверх-. ность пневмоспособом, о т л и ч а ющ и и с.я тем, что с целью ускоре25

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Алекс В.Ж. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. зо N., "He@pa", 1975, 2. Патент США У 3850477, кл. 299-5, опублик. 1973.

<опт

tt °

° t ° ° с

° а у б б

° ° f

Юб

У °

° ф

° ° °

° б

° ° ° °

° °

° Ъ

Ф б

° ° б

° °

° ° tS °

t °

° °

1 °

r 1бб

Ф

° ° °

° °

° ° б °

° ф

° б Ф б б ° °

1 е

Ф

t r ° б °

° t Ф е

Е ° б

Вб б ° б б б

° ° б б е е r б

° ° °

I ю

t ф а ° °

° б б е

° ° б

° ° °

° °

Ф б

t б

1 1б

° у

° Ф б t

Ъ б

° ° б ° б ° б 1 б ° б ° °

° °

° ° б ./ 1, б б Ф

° 5 б б

° 4 б

° °

- 5

° ° ° ° ° б ф Ф

Ф у

° ° б б

Ф б

Ф Ю

Ф ° Ф б

° ° °

° Ф б б

° ° б б б

Ю б б б б ° ю

4

Ф

4 ° °

Ф ° б с

° 4

° ° ° б ю ° б

°, ° ) t °

° I

° 1 ° ф

1 °

Ф

r °

° ° б б ° ° б б

° °

\ ° ° °

872759

° ° ° ° ° °

° ° ° °

° ° ° °

° ° ° ° ° ем лъл ъл ъ .ъ,лчъл

° Ь-Л Л Л ла Ъ«ЫЪ«ъЛа ъ ) ° ф Фир,g

ДрпОптмельна ю скбаж она

ВНИИПИ Заказ 8973/5)

Тираж 630 Подписное.

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4

Фъ4ъ ь и Ам л Р1 члл j °

fss

>ss

Jsp

s J °

As .

s э Л

5 °