Способ добычи твердых полезных ископаемых

Союз, Советск ниСоцнапнстичесиииРеспубпии ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 872759ио аелзи изобретений и открытий(72) Авторы изобретения тураев, Ф, А В. Н мов и В ССР " 1 7) Заявитель технической механи тит 54) СПОСОБ ДОБЫЧИ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ2 ится к горномуо к геотехнолобычи твердых поможет быть.исыч остью досуспензии, моспособом хтнои добычитв мых, в частносдобычи угля встов,бесшахтной дочерез добыч из суспензи кважину и выделение поверхность угля Г 23 ти угл шахтах анного способа яврость темпов оевоетка едо яются низкая месторождений из-з ния и ра от бычи твердых полезных ископаемыхпомощью метода скважинной гидрочи, включающие бурение скважин,размыв полезного ископаемого, впульпы на поверхность эрлифтомление из пульпы полезного ископго 1 1.Недостатками таких споются большая трудоемкостьбольшие потери полезногов целиках.Известен также способ добычипутем перевода его в пылевидноерошкообразное) состояние подствием различных химических р ы 1 о гидро дачу вьдеем собов работ ископаля мог угля (по- дейво еа е Изобретение отно елу, преимуществен ическим способам д езных ископаемых,ользовано для бесш ых полезных ископа я, а также дл из тонких пл Известны способыв, подачу через пробур ную скважину газов состаточной для образова вьдачу этои суспензии п низкои скорости гетерогенных физико- химических 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 твердо го полезного ископаемо.о и улучшение условий труда,Поставленная цель достигается тем, что бурят по меньшей мере одну дополнительную скважину до пересече872759 Снижения энергетических затрат и,интенсификации процесса разрушенияпласта 4 твердых полезных ископаемыхпод действием волн напряжения. отраженных от поверхности забоя 6 выработки добычной скважины 1, достигаютпутем предварительной обработки массива жидкими и газообразными средами,уменьшающими прочность твердого полезного ископаемого на отрыв. а также путем предварительной обработкимассива жидкими или газообразнымисредами, вызывающими набухание твердогополезного ископаемого и образо-вание в массиве стационарных растягивающих напРяжений, облегчающих его разрушение. 45 50 55 ния с массивом полезного ископаемого, в которой генерируют волны напряжений с амплитудой сжатия у поверх.ности забоя выработки добычной скважины, превьппающей 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 прочнос ти твердого полезного ископаемого на разрыв принимают в пределах 0,001" 1,0 см, Кроме того, с целью увеличения акустической жесткости массива, производят предварительную обработкМ 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 в . то же, аксонометрия; на Фиг. 4 - схема расолоения добычных 25 и дополнительных скважин.Схемы состоят из добычной скважины 1 и дополнительных 2 и 3, пробуренных до пересечения с пластом 4 твердого полезного ископаемого (уголь)й 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 следующемБурят добычные скважины 1 и допол 40 нительные 2 и 3 до пересечения спластом 4 твердого полезного ископаемого, Добычные скважины 1 оборудуют эрлифтным устройством для выдачи измельченного твердого полезного ископаемого на поверхность пневмоспособом, Из дополнительных скважин 2 и 3 точке 5, например электрогидроударом, генерируют водну сжатия треугольной Формы с максимальным напряжениемоъ,о;=1000 кг/см и длиной= 100 см,йДостигая поверхности забоя 6 выработки добычной скважины 1, волна отражается и при прочности твердого по лезиого ископаемого на разрыв Ьр0.1 кг/см вызывает его послоиное разрушение (откол) наб Йр1000 слоев, размером частиц слоя Хбд Х- 0,05 см, на глубину -- 50 см,Ъмюсо 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 отношениеамплитуды напряжений сжатия у забоя 6 выработки добычной скважины 1к пределу прочности твеодого полезного ископаемого на разрыв находится в пределах 0,001-1,0 см. Серии из1000 таких волн достаточно для разрушения пласта 4 твердого полезногоископаемого в радиусе 500 м от добычной скважины 1,При кинетическом характере разрушения твердого полезного ископаемогоглубина разрушенной эоны возрастаетв десятки и сотни раз размер частицуменьшается в несколько раз по срав"нению с вышепривЕденными для тех жепараметров 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 4твердого 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 смалыьы потерями энергии до забоя 6выработки добычной скважины 1, гдеоказывает свое разрушающее действие.25 Формула изобретения 5 8727Эффективность разрушающего действия отраженных волн повышается при увеличении акустической жесткости массива твердого полезного ископае- . мого. 5Предлагаемый способ добычи твердых полезных ископаемых обеспечивает по сравнению с известными следующие преимуществаф чвеличение производительности разработки массива твердого по о 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.еуменьшения числа скважин) и увеличения скорости продвигания забоя, улучшения условий труда. 59 6ния 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 твердого полезного ископаемого на разрыв принимают в пределах 0,001- 1,0 см.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения акустической жесткости массива, производят его предварительную обработку жидкостью через дополнительно скважину.1Способ добычи твеодых полезных ископаемых, включающий бурение добычной скважины, измепьчение полезного ископаемого и выдачу его на поверх-. ность пневмоспособом, о т л и ч а ющ и й с,я тем, что с целью ускореИсточники информации, .принятые во внимание при экспертизе1. Алекс В.Ж. Геотехнологическиеметоды добычи полезных ископаемых.зо И., "Недра", 1975,2. Патент США 9 3850477,кл. 299-5, опублик. 1973.4Ф фефФеф еф ффф фВ872759алее фь фс чъ л чъ л л ГЯЯФ5т,З Ддпюнцюеяна В сс 8 алгифа з 8973/5 НИИПИ Тираж П Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная,4