Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых и агрегат для его осуществления

(51) 4 Е 21 С 45/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 1247541, кл. Е 21 С 45/00, 1985,Патент С 1 ЧА У 4348058, кл, Е 21 С 45/00, опублик, 1982.(54) СПОСОБ СКВАЖИННОИ ГИДРОДОБЫЧИПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И АГРЕГАТ ДЛЯЕГО ОСЛ 1 ЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и можетбыть использовано при разработкеосадочных месторождений тяжелых минералов способами скважинной гидродобычи. Цель - снижение затрат наизвлечение тяжелых минералов из плас"та рыхлых пород. Способ осуществляютследующим образом. До подошвы продуктивного пласта бурят скважину и мон1 тируют в ней гидродобычной агрегат ,и пульпоподъемное устройство (ППУ). Производят гидравлическое разрушение пород в границах выемочного участка. Его выполняют путем подрезки и обрушения пород пласта с последующим их размывом лучевыми эаходкамн с формированием диффузионного потока, осуществляют разделение порсд по удельному весу. Тяжелые минералы отделяют от общего потока гидросмеси и поднимают на поверхность. Гидросмесь пустой породы выводят из ППУ на уровне верхней границы выемочного участка. Высота сброса гидросмеси пустой породы из ППУ обеспечивает создание слоя пород над разрушающей насадкой, который превышает критическую вели 470960чину. Это обеспечивает создание диффузионного потока пород от насадки к всасу ППУ. Последнее выполнено из двух последовательно соединенных пульпоподъемников 5, 7 с пульпоподьемными трубами 6,8. В пульпоподъемной трубе 6 размещена винтовая направляющая 9, а в верхней ее части закреплен отсекатель 10 и выполнена приемная камера (К) 11 верхнего пульпоподъемника 7. Поток разделяется отсекателем 10 на концентрат тяжелых минералов и пустую породу. Концентрат попадает в приемную К 11 верхнего пульпоподъемника 7 и поднимается на поверхность. Пустая порода сбрасывается в верхнюю часть отрабатываемой К 2. 2 с.п.ф-лы, 2 ил .1Изобретение относится к горнодобывающей промьпппенности и может бытьг использовано при разработке осадочных месторождений тяжелых минералов способами скважинной гидродобычи. . 5Цель изобретения - снижение затрат на извлечение тяжелых минералов из пласта рыхлых пород.Способ осуществляют следующим образом.1 ОС поверхности полигона до подошвы продуктивного пласта бурят скважину, в которой монтируют гидродобычной агрегат. Вода под давлением по водоводу подается на разрушающую на 15 садку и разрывает породы в границах выемочного участка. Размытые породы в виде гидросмеси засасываются пульпоподъемником и направляются в обогатительную установку, находящуюся в20 пульпоподъемной трубе. Здесь происходит разделение пород в криволинейном потоке гидросмеси по удельному весу. Тяжелые минералы отделяют от общего потока гидросмеси и поднимают на поверхность, а гидросмесь пустых пород сбрасывают с верхней границы выемочного участка. Первоначально гидросмесь пустой породы движется вниз к всасу пульпоподъем" ника, размывая канал в эатрубном пространстве скважины, После обрушения пород пласта в результате его подрезки гидромониторной струей по подошве образуется камера у кровли пласта. При этом канал смыкается и пустые породы после обогащения поступают в камеру. Высота сброса гидросмеси пустой породы из пульпоподьемного устройства обеспечивает создание слоя пород над разрушающей насадкой, который превышает критическую величину. Это обеспечивает создание диффузионного потока пород от насадки к всасу пульпоподъемника. Поступающие в верхнюю часть камеры пустые породы постепенно опускаются на ее дно и замещают в диффузионном потоке породы, содержащие полезные ископаемые. После полного замещенияполезного ископаемого на пустую породу гидромониторную насадку поворачивают в горизонтальной плоскости, и процесс размыва повторяют до тех пор, пока не будет отработан весь выемочный участок в радиусе действия гидромониторной струи.На фиг,1 схематично изображен предлагаемый агрегат для скважинкой гидродобычи, вертикальный разрез;на Фиг.2 - разрез А-А на фиг,1.Агрегат размещен в скважине 1, в нижней части которой Формируют каме- ру 2. Он состоит из водовода 3 сгидромониторным устройством 4 нижне9 го пульпоподъемника 5 с пульпоподьемной трубой 6 и верхнего пульпоподъемника 7 с пульпоподъемной трубой 8, В пульпоподъемной трубе 6 размещена винтовая направляющая 9, а в верхней ее части закреплен отсека- тель 10 и выполнена приемная камера 11 верхнего пульпоподъемника 7. 1 ОАгрегат работает следующим образом.Высоконапорная вода по водоводу 3. поступает к гидромониторному устройству 4 и к пульпоподъемникам 5 и 7. 15 Струя воды из насадки устройства 4 разрушает породу с образованием в продуктивном пласте камеры 2. Образовавшаяся гидросмесь всасывается пульпоподъемником 5 в пульпоподъем ную трубу 6, где перемещается по винтовой направляющей 9, расположенной внутри трубы 6.Перемещение частицы к наружной или внутренней части винтовой направ ляющей определяется знаком силы,действующей на частицу в радиальном направлении;р - ( ПгПг) 30где р , р - плотность частицы и воды00 - скорость движения частицы и водыобъем твердой частицы;К - радиус винтовой направляющей.Если Р) О, то частица движется к наружной стенке под действием цент 40 робежной силы, а если Г (О, то к внутренней части,Подобрав радиус винтовой направляющей 9, ее крутизну и скорость потока, достигают условия, при котором 45 тяжелые частицы движутся у внутренней стенки пульпоподъемной трубы, а частицы с меньшим удельным весом перемещаются ближе к ее оси.50На последнем витке направляющей 9 поток разделяется отсекателем 10 на концентрат тяжелых минералов и пустую породу. Концентрат попадает в приемную камеру 11 верхнего пульпо подъемника 7 и поднимается ца поверхность, а пустая порода сбрасывается в верхнюю часть отрабатываемой камеры 2. Для создация диффузионного потока от насадки устройства 4 к всасунижнего пульпоподъемника 5 высотарыхлых пород над насадкоц устройства 4 должна превышать критическуювеличину, Эта критическая высота определяется по формулейкрсче й- критическая высота слояпороды над насадкой, см;О - диаметр насадки, см;ч - начальная скорость струи,см/с;Ь - гидравлическая крупностьорыхлой породы, см/с.Поэтому расстояние между местомвывода пустой породы и насадкойдолжно превышать критическую высотуслоя породы над насадкой,Формула из обретения1. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение скважины, размещение в ней гидромониторного и пульпоподъемного устройств, гидравлическое разрушение пород в границах выемочного участка, разделение пород и подъем гидросмеси на поверхность, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения затрат на извлечение тяжелых ьп- нералов из пласта рыхлых пород, гидравлическое разрушение выполняют путем подрезки и обрушения пород пласта с последующим их размывом лучевыми заходками с формированием диффузионного потока, разделение пород осуществляют по удельному весу в пульпоподъемном устройстве, производят гидроподъем тяжелых минералов на поверхность, а гидросмесь пустой породы выводят из пульпоподъемного устройства на уровне верхней границы выемочного участка.2. Агрегат для сква:юццой гидро- добычи полезных ископаемьг, включающий пульпоподъемцае устройство из двух последовательно соединенных пульпоподъемников с приемными камерами и пульпоподъемцню 1 трубами,гидромониторное устройство, водовод, сообщенный с указанными устройствами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нижняя пульпоподъсмцая труб снабжена расположеццьп вугри цое винтовой направляющей ц с,сц 1 отсекатеСоставитель Н, ЧертоваТехред А. Кравчук, Корректор С. Шекмар Редактор И. Горная Заказ 1569/39 Тираж 449 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, улГагарина,101 5 1470960 6лем, при этом труба выполнена с от- поверхности на уровне верхцего виткакрытым верхним торцом, а щелевой от- направляющей и соединен с приемнойсекатель закреплен на ее внутренней камерой верхнего пульпоподъемника.