388422

388422 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ЛАТ ИНТУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимый от патента Ме аявлено 21 Л,1970 ( 1406102/22-3) 1 риоритет 21.1.1969, )че Р 1902742.0, ФР Опубликовано 22.Ч 1,1973, Бюллетень 1 че Дата опубликования описания 4.Х.1973 21 с 41/О Комитет по деламобретений и открытийри Совете МинистровСССР 363,1 (088.8) У Авторыизобретен ц Иностранцы Эрнст Мессер и Арно(Федеративная Республик Иностранная фи Винтерсхаль АЗингевальда Германии) явител Г а Германи 1 Х КС 1 ИЛИ ЯаС СПОСОБ ДОБЫЧИ СОЛЕЙ ИЗ ПРИРО МЕСТОРОЖДЕНИщего Из тра Изобретение относится к способу добычи солей из природных КС 1 или 1 чаС 1-содержащих пластов, или как из бедных, так и из богатых каменной солью карналлитов, или из твердых каменных солей.Существующими способами добычи солей могут быть разработаны только выдержанные по мощности, простиранию и падению месторождения солей. Процесс выщелачивания затопляемых выр аботок, пройденных в этих месторождениях, продолжается длительное время, а растворы при этом получаются низкой концеп рации 40 - 85 г/л.Кроме того, указанные процессы растворения трудно контролировать, а для того, чтобы получить с их помощью концентрированные растворы, необходимо погд землей использовать пе воду, а пар; процесс же растворения при этом остается неполным.В предложенном способе, по мнению заявителя, устранены присущие вышеуказанным способам недостатки, благодаря чему могут отрабатываться невыдерканцые по мощности месторождения солей, а срок получения насыщенного раствора уменьшается до 6 - 8 час, причем концентрация КС 1 и МаС 1 достигает соответственно 125 и 255 г/л при добыче солей из калийных пластов с содержанием КзО 15%Предложенный способ отличается от известных тем, что в междуштрековых целпках 5 соли выполнены наклонные щелевые отверстия, соединяющие между . собой рабочие штреки, причем расстояние между этими отверстиями должно быть выбрано от 0,5 до 5 м, а их число на каждый, погоццый метр 0 у маломощных пластов составляет 2 н у мощньтх пластов от 3 до 5 отверстий, в которые перетекает растворитель с одного горизонта на другой.Чертеж поясняет предложенный способ, ко торый осуществляется следующим образом.Из ствола 1 шахты, заложенной от поверхности, ведется направляющий штрек 2 выше границы разработки. По достижении соляного пласта в нем бурится скважина 3, которая С расширяется до образования промывной шахты способом промывки до сечения 4 - 10 м и вынимается для доставки обслуживаю персонала и транспортировки материала.этой промывной шахты производится вь 5 ботка в пласте горизонтальных рабочих штреков 4, имеющих сечение 3 - 4 мз. Расстояние между штреками устанавливается в завнсн 388422мости от средней толщины подлежащего вскрытию слоя, например в случае трехметровой толщины пласта оно составляет около 10 м. Промывные штреки соединяются с промывной шахтой через промывные гезенки б - небольшие промывные шахты с максимальной длиной 5 м. Это делает возможной нарезку образующегося пласта на выемочные участки или камеры б с 1 - 4 выемочными слоями 7, Между промывной шахтой и про. мывными гезенками оставляют вертикальный столб 8 шириной около 10 м.Отдельные выемочные камеры б разграничиваются по горизонтали столбом 9, расположенным двусторонне по отношению к выемочным участкам штреков 10, Толщина столбов, лежащих выше указанных штреков, составляет 5 - 10 л, а толщина столба, находящегося ниже штреков, составляет 3 - 5 м.Горизонтальные столбы при добыче солей мокрым способом незначительно разрушаются находящимся под ними раствором, так как, во-первых, во время поглощения растворимых солей, нерастворимые части соляного пласта, например, глина и ангидрид оседают, и быстро образуется препятствующий растворению почвенный слой, и во-вторых, соляной раствор дифференцируется по удельному весу непосредственно после подачи, благодаря чему в самом низу выработанного пространства быстро образуется насыщенный раствор и, таким образом, уже к началу извлечения солей перед образованием почвенного слоя образование выработанного пространства на почве штреков продолжается лишь в незначительной степени,Подача свежей воды для продвижения штреков осуществляется через напорный трубопровод 11, который ведется с поверхности вглубь пласта. В этом трубопроводе для регулирования давления промывки на различных глубинных слоях находится промежуточный сборник 12. Проходка штреков осуществляется специальными промывными устройствами И.Посредством выработки груди забоя при продвижении промывных штреков вода растворяет соль, например, 30 - 40 г/л КС 1 и 80 - 90 г/л КаС,в случае добычи соли из несущего 15% К О сильвинитового пласта. Ненасыщенный раствор 14 течет через почву штрека к щелевым отверстиям 15, расположенным между отдельными промывными штреками, и через эти отверстия поступает к соляной взвеси 1 б.Наклонные щелевые отверстия 15 могут быть выполнены как с использованием буровых машин или буровых тележек, так и посредством удлиняемых трубопроводов для подачи промывочной жидкости. Они служат (также как и промывные штреки) для вскры. тия пласта в,процессе добычи соли и позволяют использовать в качестве исходных выработанные пространства для мокрой добычи солей сочлененных соляных источников. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 Расстояние между щелевыми отверстиямиустанавливается в зависимости от толщиныпласта и внутри одного выемочного слоя выбирается примерно одинаковой величины. Эторасстояние в общем случае составляет около0,5 - 5 я.Полученный в результате проведения горной выработки раствор насыщается далее солью при прохождении через щелевые отверстия.Например, при прохождении через шелевыеотверстия длиной 8 - 10 м и первоначальнымдиаметром 30 - 40 лсл концентрация растворапри разработке несущего 15 КО пластаповышается на 10 - 15 г/л КС 1 и 20 - 30 г/лХаС 1. За счет происходящего при этом расширения щелевых отверстий одновременнопроисходит увеличение поверхности внутривзвесей для более позднего процесса мокройдобычи солей. Соляная взвесь 1 б разрабатывается как с использованием ненасыщенногораствора, поступающего из щелевых отверстий, так и с использованием свежей воды,подачу которой осуществляют через трубопроводы 11, устанавливаемые для проведениягорной выработки.Процесс может целенаправленно регулироваться по месту с помощью вентиля 17, благодаря чему достигается дополнительное локальное воздействие на процесс добычи солей. ь 1 тобы поддерживать верхние вентиляционные штреки выше промывочной взвесиво время процесса добычи проходимыми, уровень рассола 18 в перфорированной солянойвзвеси поддерживается в пределах около 1 ии ниже почвы штрека.По насыщении раствор (срок службы еговплоть до насыщения составляет, например,для пласта с 15%-ным содержанием КО 6 -8 час) через регулируемые с помощью вентиля обсадные трубы 19, зацементированные внаходящемся ниже выемочного поля горизонтальном столбе, и через трубопровод 20 выемочного поля подается в сборный бассейн21, установленный в районе промывочнойшахты, и качается оттуда с дневной поверхности в нагнетательный трубопровод 22.Заполнение соответствующей соляной взвеси непасыщепным раствором и свежей водойповторяется так часто, пока продолжаетсяпроцесс добычи соли из имеющетося соляногопласта,В случае добычи солей из природных КС 1и ХаС 1 или КаС 1-содержащих пластов дляпрохождения промывочных штреков используется циркуляция воды, образовавшейся приразделении или упаривании раствора КС 1(КаС 1), Предпочтительно одновременноиметь по крайней мере три выемолных поляили камеры, которые могут быть расположены как горизонтально одна за другой, так ивертикально одна пад другой, Это обеспечивает непрерывную подачу насыщенного раствора для переработки в течение всего времени добычи.5Закладка обессоленных камер 23 может осуществляться обычной в горном деле гидравлической закладкой, Для производства в частности 50000 в год КО при производительности перерабатывающего предприятия 90% и 250-ти рабочих днях необходима сред. иесуточиая производительность 222 т К,О, что соответствует количеству КС 1 350 т. В содержащем 15% КО калийном пласте при использовании предложенного способа количество КС 1 и КаС 1, переходящее в течение 6 - 8-ми час в раствор, составляет соответственно 125 и 255 г/л при температуре процесса 22 С для 500-метровой глубины слоя, Для этого требуется около 2800 м рассола ежедневно.При непрерывцом производстве количество рассола следует поддерживать на уровне около 120 м час. При расстоянии между выемочными слоями 10 м для средней толщины пласта 3 м образуется 63 т сырой соли или около 8,2 т К,О на каждый погонный метр длины пласта при сечении штрека 3 лР.,Сообразно с этим ежедневно следует продвигать промывочный штрек на 36 м. Для такого продвижения в случае приемной способности около 35 г/л КС 1 и 85 г/л ИаС необходимая потребность в рассоле составляет по крайней мере 1500 м, что в целом при однократной разработке промывочного штрека вызывает поглощение 52,3 т КС или 33,2 т КО. Эти 1500 м КС 1- и ХаС 1-ненасыщенного раствора из проведенной горной выработки (работа производится в двух промывочных штреках-забоях одновременно в три смены с выработкой 35 - 40 м/час) поглощают при прохождении щелевых отверстий еще около 15 г/л КС и 30 г/л МаС 1, т. е. дополнительно 22,5 т КС или 14,2 т КО. Ненасыщенный раствор совместно с еще оставшимися 900 м свежей воды подается в соляную взвесь (причем свежая вода через снабженные вентилями трубопроводы подается к вентиляционному верхнему штреку соляной взвеси), так что в течение еще 6 - 8-ми часового срока службы раствора конечное содержание в нем КС и КаС составляет соответственно, 125 и 255 гл, Количество воды, вводимое на дневной поверхности в цикл, включая переработку, составляет около 2400 м, поскольку при содержании соли 125 г/л КС и 225 г/л ИаС доля воды в рассоле составляет 855 г/л.В случае добычи солей из карналлитов, в частности бедных каменной солью карналли. тов состава: 93,8% карналлита и 6,2% каменной соли, получается раствор с практической степенью насыщения около 95% в расчете на хлористый магний, Этот раствор имеет следующий состав, г/л: хлористото магния 320, хлористого калия 45, хлористого натрия 23 ,при рабочей температуре около 30 С и глубине добычи около 500 - 600 м, Выпавшие при добыче соли осадки, которые транспортируются путем промывания из выщелаченных выработанных пространств с использованием 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 СО б 5 практически насыщенного раствора, содержат около 70% КС 1 (44% КО), 29% МаС и око ло 1% нерастворимых в воде веществ, например Са 04 и глину.В случае добычи соли из богатых каменной солью кизеритных карналлитовых пластов, например, при использовании сырой соли, со. держащей, %: карналлита 62,3, каменной соли 29,5, сильвина 0,6, Мф 04 0,5, Са 04 4,2, нерастворимых веществ 2,9, - получают практически насыщенный раствор со степенью насыщения около 94% в расчете на хлорис. тый магний. Раствор имеет следующий состав, г/л: хлористый магний 316, хлористый калий 45, хлористый натрий 34 при рабочих температурах 29,5 С ц глубине добычи около 50 м. Выпавшие при добыче соли осадки, которые транспортируются путем промывки из вышелаченных выработанных пространств с использованием практически насыщенного раствора, содержат, %: КС 1 около 27,6, КаС 57,0, СаЯО 8,5, Мд 804 0,9, нерастворимые в воде вещества 6,0,Для получения 200 т МдС 1 ежедневно в виде практически насыщенного раствора МдС 1 с содержанием МдСг 320 г/л, соответственно 0,32 т/м 3, требуется около 625 яР в день рассола, содержащего 540 мэ воды, причем необходимо, еще 360 м свежей Воды в день. Кроме того, образуется около 164 т КС 1 и 70 т ХаС ежедневно в качестве осадка.Содержание кизерита в кизеритпом карналлите составляет около 5%, предпочтительно около 1 - 2%,При добыче соли из твердых каменных солей, в частности состава, %: КС 1 34,1, КаС 36,0, МЬО, 23,4, МоС 1, 0,2, Са 504 0,04, - получают раствор, содержащий, г/л: КС 1 128, МаС 1 17 - 220, МЫС 2 11 - 42, МАМБО., бб - 98 при рабочей температуре 30 С и глубине добычи 500 - 600 м. Выпавшие при дооыче соли осадки, которые транспортируются путем промывания из выщелачениых выработанных пространств с использованием практически насыщенного раствора, содержат главным образом ИаС 1, КС 1, МАМБО и в незначительных количествах К 504, МдС 1 ь Са 50,. С таким же успехом данный способ добычи солей из твердой каменной соли может быть распространен и на добычу одиночных и двойных солей, например, сильвина, шенита, леонита и глазерита,Преимуществом предложенного способа является, в противоположность Шпакелеру, короткий срок службы раствора вплоть до насыщения - всего лишь 6 - 8 час, а также возможность достижения концентрации КС 1 и ХаС соответственно 125 и 255 г/л при добыче солей из калийных пластов с содержанием К 20 15%. Это возможно благодаря тому, что для управления процессом добычи солей вскрывается пласт для добычи с использованием щелевых отверстий (15), наклонно расположенных в висячих пластах.388422 Предмет изобретения ставпгелв 1 О. Царенков Текред Т, Курилкоаказ 2710/19 Иод,с"о ЦНИИПИ Комитета по делам НЗ Москва, )(7), и одновременно увеличивается свободная поверхность соляной взвеси для непосредственного процесса добычи соли. Кроме того, за счет бурения скважин в пласте соотношение поверхность растворения: объемное количество раствора йоддерживается оптимальным. К тому же образующийся в промывочных штреках раствор подается к более глубокой соляной взвеси и поэтому его концентрация,возрастает,Способ позволяет за счет протекающих регулируемых по месту количеств воды регулировать образование соляных камер и тем самым процесс добычи соли в месторожде. ниях с неправильной толщиной,Способ добычи солей из природных КС или МаС месторождений выщелачпванием с подачей растворителя и удалением, скопившегося в никней части разрабатываемого месторождения раствора на дневную поверхность, где сго перерабатывают известным способом, а образующуюся при выпаривании воду используют в качестве растворителя, подаваемого в разрабатываемое месторождение, вскрытое шахтным стволом и подготовленное горизонтальной горной выработкой, пройденной по простиранию месторождения каменной соли, и системой выработок, пройденных как по падению, так и по простиранию пласта и разделенных между собой целиками, причем выработки, пройденные по падению пласта, соединяют с параллельны ми между собою штреками, пройденными попростиранию пласта до границы шахтного поля, где установлены сборные бассейны, принимаюсцие раствор от вышележащего участка месторождения, разделенного на несколь ко этажей параллельными рабочими штреками, мегкду которыми оставлены целики соли, отлссчсооссссссся тем, что, в указанных междуштрековых целиках соли проходят наклонные щслевые отверстия, соединяющие между со бой рабочие штреки, причем расстояние между этими отверстиями должно быть выбрано от 0,5 до 5 м, а их число на каждый погонный метр у маломощных пластов составляет 2 и у мощных от 3 до 5 отверстий, в которые 25 перетекает растворитель с одного горизонтана другой. 02 Тп раск 576 Подписноеетепп 11 и открытий при Совете 51 иппстров СССР 5 Рауспскаи паб, д, 4(5