Способ скважинного извлечения материалов из мощных подземных формаций

(57) Иэобре и м.б, испол добыче пол вечной мер шение эфф материалов упрощения 6 нологии ажин ной ых в услоние эффек атериалов прощения ивых слоев н ения. аполнения м; на фиг.2 м обОСУДАРСТВЕННЪИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Дальневосточный политехнический институт им.В,В.Куйбышева(56) Авторское свидетельство СССР ч. 1346798, кл, Е 21 С 45/00, 1986,Авторское свидетельство СССР М 1384756, кл, Е 21 С 45/00 1986.(54) СПОСОБ СКВАЖИННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ИЗ МОЩНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ тение относится к геотехнологии ьзовано при скважинной гидроезных ископаемых в условиях лоты. Цель изобретения - повыктивности работ по извлечению из подземных формаций за счет процесса формирования податИзобретение относится к геот и может быть использовано при с гидродобыче полезных ископаем виях вечной мерзлоты. Цель изобретения - повыше тивности работ по извлечению м из подземных формаций за счет у процесса формирования податл и расширение условий его приме На фиг,1 показана схема з интервалов водой и заполнителе- схема размыва пород целика. Способ осуществляется след разом,.ливых слоев и расширения условий его применения, Для этого формацию вскрывают скважиной и осуществляют поинтервальный размыв пород с оставлением целиков, Заполняют весь объем выработанного пространства водой. В четные интервалы с отсчетом от кровли формации подают куски готовой пластмассы с закрытой пористостью в объеме, достаточном для формирования податливого слоя. Подачу пластмассы в выработанное пространство ведут через став гидромониторного агрегата, начиная с верхнего, причем после формирования податливых слоев став гидромонитора охлаждают до т-ры, меньшей т-ры замерзания воды, Скважину консервируют до замерзания воды, после чего восстанавливают, размывают породы целиков и поднимают горную массу на поверхность. Мощность размываемых интервалов определяют экспериментально исходя из необходимости размыва неразупрочненных пород минимальной высоты. 2 ил.в Первично формацию до нижней грани цы извлечения вскрывают скважиной 1, в 0 которой размещают скважинный гидромо- С) ниторный агрегат 2. С помощью этого агре- (ь) гата производят круговой поинтервальный по высоте формации размыв пород с оставлением целиков 3 между интервалами. Нечетные интервалы 4 (с отсчетом от кровли формации) проводят с радиусом, превышающим радиус с выемочной камеры, а четные интервалы 5 размывают с радиусом камеры,Предпочтительно размывать интервалы от верхней границы извлечения к нижней, Мощность указанных интервалов 4 и 5 суще 1694903ственно меньше мощности оставляемых целиков 3 между интервалами.После размыва всех интервалов в пределах границ извлечения в скважину 1 подают воду, заполняя ею все выработанноепространство,В скважине 1 оставляют став гидромонитора 2, через который производят заполнение выработанного пространстваинтервалов 5 легкодеформируемым материалом с.закрытой пористостью (например,пластмассой, поры которой изолированыдруг от друга. При этом для заполненияиспользуют готовую пластмассу, которуюобразуют заранее, в количестве достаточном для заполнения выработанного пространства соответствующих интервалов(при наличии больших запасов легких шлаков - отходов сжигания углей, в качествезаполнителя интервалов можно использовать эти материалы).Подготовка заполнителя сводится кразделению материала на куски, размерыкоторых исключают воэможность их застревания в ставе гидромониторе (т,е. наибольший размер куска должен быть не больше1/3 внутреннего диаметра става),До начала работ по формированию податливых слоев став гидромонитора 2 снабжают манжетами из эластичного материала,которые закрепляют по длине става, исключают возможность выхода заполнителя(всплытия) через зазор между ставом гидромонитора 2 и стенками скважины 1 (привеличине указанного зазора, меньшей размеров куска - заполнителя. манжеты не будут нужны).Заполнение выработанного пространства интервалов 5 ведут сверху вниз, приэтом став гидромонитора 2 опускают в скважину 1 до тех пор, пока самая нижняя манжета става не перекроет участок скважины1, расположенный выше интервала 5, подлежащего заполнению, после чего ведутподачу заполнителя до заполнения выработанного пространства интервала 5и участков скважины 1, непосредственноприлегающих к этому интервалу,После этого в таком же порядке заполняют следующий нижележащий интервал 5и, т.д., до заполнения всех интервалов 5,подлежащих заполнению.В процессе заполнения интервалов 5объем воды, содержащийся в этих интервалах, будет уменьшен до минимума за счетвытеснения воды заполнителем (пластмассой 1.После этого осуществляют консервацию зоны ведения работ до полного замерзания воды в нечетных интервалах 4, при1015202530 35 породы которых необходимо размывать в неразупроченном состоянии гидромониторной струей агрегата 2,Объем заполнителя в интервале 5 принимают больше объема, потребного для 40 срабатывания льда (образующегося в интервале 4), на величину, обеспечивающую 45 5055 компенсацию уменьшения объема заполнителя из-за льдообразования в объеме воды, оставшемся в интервале 5 после его заполнения кусками пластмассы.Вслед за раэупрочнением целиков восстанавливают скважину оттайкой става гидромонитора 2 и производят размыв разупрочненных целиков 3 и деформированных податливых слоев 6 между ледяных перемычек 7, образовавшихся в нечетных интервалах.Благодаря тому, что ледяные перемычки выходят за контуры выемочной камеры. они служат в качестве поддерживающих целиков, сохраняющих в устойчивом состоянии стенки камеры при ее большой высоте, Кроэтом одновременно осуществляют охлаждение става гидромонитора 2, например. подачей в него холодного теплоносителя илиохлаждением выступающего из скважины участка става гидромонитора 2. 8 первуюочередь замерзает вода на участках скважины, пересекающих целики, поскольку интенсивность охлаждения (отвода тепла) впределах этих объемов воды максимальная, так как отношение площади охлаждающейповерхности к величине объема воды на этих участках скважин больше, чем на участках, пересекающих выработанное пространство интервалов.Таким образом, до застывания воды в интервалах 4 формируется ледяная пробка, изолирующая интервалы 5 от интервалов 4, исключающая в дальнейшем связь этих интервалов в процессе замерзания воды,О замерзании воды можно судить наосновании предварительных экспериментовВ силу увеличения объема заполнителя(льда) нечетных интервалов 4 и благодаряналичию значительного количества пор, заполненных газом, в объеме заполнителя (пластмассы), которым заполнено выработанное пространство четных интервалов 5,при замерзании воды происходит резкое перераспределение нагрузки на целики 3 и разупрочнение их пород, В каждом конкретном случае на основании экспериментов определяют мощность нечетных и четных интервалов, а также целиков для обеспечения наиболее равномерного разупрочнения пород целиков 3, при этом исходят из минимально возможной высоты интервалов 4 и 5ме того, указанные ледяные перемычки 7 предохраняют очистное пространство, в котором работает гидромонитор, от возможных внезапных вывалов сверху, Для уменьшения влияния растепления на моно литность перемычек 7 отработку пород и деформированного податливого слоя между смежными перемычками производят в последовательности сверху вниз, Это позволяет сохранить нижележащую перемычку, 10 под которой будут производить дальнейшую отработку в монолитном состоянии. Формул а изобретенияСпособ скважинного извлечения мате риалов из мощных подземных формаций, включающий вскрытие формации скважиной, поинтервальный по высоте формации размыв пород с оставлением целиков между интервалами, заполнение выработанного 20 пространства части интервалов водой с формированием в выработанном пространстве остальных интервалов податливых слоев из легкодеформируемого материала с закрытой пористьстью, консервацию скважины до замерзания воды, последующее восстановление скважины, размыв пород целиков и подъем горной массы на поверхность, отличающийся тем,что,сцелью повышения эффективности работ по извлечению материалов за счет упрощения процесса формирования податливых слоев и расширения условий его применения, заполняют водой весь объем выработанного пространства формации, после чего в выработанное пространство интервалов, предназначенных для формирования податливого слоя, подают куски готовой пластмассы с закрытой пористостью в объеме, достаточном для формирования податливого слоя, при этом подачу пластмассы в выработанное пространство соответствующих интервалов ведут через став гидромониторного агрегата последовательно, начиная с верхнего, причем после формирования податливых слоев став гидромонитора охлаждают до температуры, меньшей температуры замерзания воды.1694903ФагСоставитель Н: Чертова едактор М. Бандура Техред М.Моргентал Корректо аэ 4143 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета. по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарин