Способ извлечения компонентов из подземной рудной залежи

СОЮЗ ЕТСНИХсанмли) 09 ОИ РЕ ЛИК я 1 Е 21 06 ТЕНИ ПИС ИЕ ИЗОБ К ПАТЕН ительно проки, полностьюлей выше и нии соединенждого штрека и" ядов к ровне почвной етствыше ного е прои омпен ечени потвол вод УДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Оксидентал Петролеум Корпорейшн(54) (57) 1, СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ПОДЗЕМНОЙ РУДНОЙ ЗАЛЕЖИ,включающий образование в залежи добычного горизонта из множества сиежных камер, расположенных в виде сетииз рядов и колонн, причем каждая изкамер заполнена проницаемой массойизмельченной породы и отделена отсоседних камер целиками из неиэмельченной породы, проведение выше иниже добычного горизонта сети штреков, отделенных от камер целикаиииз неизмельченной породы и соединенных каналами соответственно с верхними и нижними частями камер, подачув верхние части камер технологичес"их флюидов и удаление из нижнихчастей камер продуктивных флюидовчерез соответствующие каналы и сетиштреков, о т л и ч а ю щ и й с ятем что, с целью повышения эффек-тивности процесса извлеченияполезных компонентов и безопасностиподземных работ путем обеспечениявыборочной подачи технологическихфлюидов к любой камере, при проведении сети. штреков допол водят периферийные штр охватывающие сети туни же добычного горизонта ные с обоими концами к в сети. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и й с я тем, что каждый из штреков сети выше добычного горизонта располагают непосредственно над соответствующим рядом камер.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что штреки сети ниже добычного горизонта располагают между рядами камер.4. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что верхнюю часть каждой камеры соединяют с соответствующим штреком сети выше добычного горизонта множеством каналов. 15. Способ по п.4, о т л и ч а ю-щ и й с я теи, что каналы проводят наклонно. 6. Способ по пп. 1-5, о т лч а ю щ и й с я тем, что при разованиикаждых двух смежных р мер проходят основной атрек на у расположенном между кровлей и вой камер, причем каждый осно штрек располагают между соотв вующими штрекаии сети штреков добычного горизонта, из основ штрека проходят вспомогательнь боковые штреки, через которые водят выемку горизонтальньх к сационных полостей, имеющих с равное сечению камер, из этих лостей проходят вертикальные с до кровли и почвы камер, произ1090266 взрывное иэмельчение породы в границах камер путем послойной отбойки Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при извлечении полезных компонентов залежи из дробленой и замагазинированной породы, в частности при подземной перегонке и газификации горючих сланцев.Известен способ извлечения жидких и газообразных продуктов из горючих сланцев, включающий образование 1 О на месте залегания камеры (реторт) с замагаэинированной в ней проницаемой массой частиц, содержащих горючийсланец, проведение к верхней и нижней частям камеры каналов, 15 розжиг замагазинированного сланца в верхней части камеры, подачу окислителя по верхним каналам и отвод продуктов газификации из нижней части камеры по нижним каналам 1. 2 ОНедостатком известного способа является необходимость выемки значительной части сланца для обеспечения дальнейшего измельчения остальной его части с образованием 25 высокопроницаемой массы частиц. Кроме того, известный способ не предусматривает подготовки и отработки множества подобных реторт, что необходимо для обеспечения максимальной полноты извлечения полезных компонентов из залежи и уменьшения времени отработки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ подземного выщелачивания металлов из руд, включающий образование в залежи добычного горизонта иэ множества смежных камер, расположенных в виде 40 сети из рядов и колонн, причем каждая из камер содержит проницаемую массу измельченной породы и отделена от соседних камер меликами из неиэмельченной породы, проведение выше и ниже добычного горизонта сети. штре-, ков, отделенных от камер целиками из неизмельченной породы и соединенных породы на компенсационные полости ивертикальные стволы,каналами соответственно с верхними и нижними частями камер, подачу в верхние части камер технологических флюидов и удаление из нижней части камер продуктивных флюидов через соответствующие каналы и сети штреков 121.Однако способ не обеспечивает выборочной разработки одних камер при одновременной подготовке других и не отвечает требованиям безопасности подземных работ.Цель изобретения - повышение эффективности процесса извлечения полезных компонентов и безопасности подземных работ путем обеспечения выборочной подачи технологических флюидов к любой камере.Поставленная цель достиг .ется согласно способу, включающему образование в залежи добычного горизонта из множества смежных камер, расположенных в виде сети иэ рядов и колонн, причем каждая из камер заполнена проницаемой массой измельченной породы и отделена от соседних камер целиками из иеизмельченной породы, проведение выше и ниже добычного горизонта сети штреков, отделенных от,камер целиками из неиэмельченной породы и соединенных каналами соответственно с верхними и нижними частями камер, подачу в верхние части камер технологических флюидов и удаление из нижних частей камер продуктивных флюидов через соответствующие каналы и сети штреков, в котором при проведении сети штреков дополнительно проводят периферийные штреки, полностью охватывающие сети туннелей выше и ниже добычного горизонта и соединенные с обоими концами каждого штрека в сети. При этом каждый из штреков сети выше добычного горизонта располагают непосредственно над соответствующим рядом камер.0266 1 О 15 20 25 30 35 40 50 55 з 109Штреки сети ниже добычного горизонта располагают между рядами камерКроме того, верхнюю часть каждой камеры соединяют с соответствующими штреками сети выше добычного горизонта множеством каналов.При этом каналы проводят наклонноПри образовании каждых двух смежных рядов камер проходят основной штрек на уровне, расположенном между кровлей и почвой камер, причем каждый основной штрек располагают между соответствующими штреками сети штреков выше добычного горизонта, из основного штрека через вспомогатель. - ные боковые штреки производят выемку горизонтальных компенсационных полостей, имеющих сечение, равное се" чению камер, из этих полостей проходят вертикальные стволы до кровли и почвы камер, производят взрывное измельчение породы в границах камер путем послойной отбойки породы на компенсационные полости и вертикальные стволы.На фиг.1 изображена залежь по простиранию с двумя смежными камерами, вертикальный разрез, на фиг. 2 а и б - вертикальные разрезы вкрест простирания, обращенные в противоположные стороны; на фиг.3 - залежь с двумя смежнымч камерами, горизонтальное сечение; на фиг. 4 и 6 участок залежи, оконтуренный периферийным штреком, горизонтальные сечения, на фиг. 4 - горизонтальное сечение на уровне верхней сети штреков; на фиг.5 - сечение на уровне добычного горизонта с множеством смежных камер; на фиг.6 - сечение ,на уровне нижней сети штреков. Залежь 1 вскрывают шахтным стволом, из которого на различных горизонтах проходят параллельные штреки 2 и 3 выше добычного горизонта, основные штреки 4 на добычном горизонте и параллельные штреки 5 ниже добычного горизонта, расположенные параллельно штрекам 2 и 3 и посередине между ними. Одновременно проходят периферийные штреки 6-8, полностью охватывающие и соединенные с обоими концами каждого штрека в сети. Из основного штрека 4 проходят вспомогательные штреки 9 и 10 под углом 45 к оси штрека 4. Промежуточные штреки 11 и 12 проходят у подошвы залежи из штрека 5. 4Ширину штреков выбирают для обеспечения их устойчивости, например,высотой и шириной 9 м.Расстояние между верхней и нижнейсетями штреков может составлять,например, 174 м, при этом основные штреки 4 проходят на 61 м ниже верхней сети штреков,Для подготовки каждой камеры, например 13, иэ вспомогательного штрека 9 производят выемку горизонтальной компенсационной полости 14 сечением, например, 36,6 х 36,6 м и высотой 9 м. Аналогично подготавливают полость 15 смежной камеры 16. Из центра этой полости 14 проходит вертикальный ствол 17, верхний конец которого отделен целиком от штрека 2, а нижний конец сбивают со штреком 11. Ствол может представлять, например, цилиндрическую колонну диаметром 17,7 м, но может быть и квадратного сечения.Проходку ствола 17 осуществляют либо путем последовательной отбойки взрывом части породы по всему сечению ствола 17 от штрека 11 до полости 14 и от нее по направлению к штреку 2 либо путем проходки вспомогательного ствола малого диаметра с его последующим расположением путем взрыва зарядов в концентрически расположенных шпурах. Отбитую породу через штреки 8 и 4 и соответствующие главные штреки удаляют.Для получения более равномерной проницаемости полезного ископаемого в контурах камеры отбойку породы ведут с помощью концентрически расположенных кольцевых групп взрывных шпуров. Для этого производят бурение вертикальных шпуров вокруг ствола 17 концентрическими кольцами 18-20 вверх и вниз от полости 14. Наружное кольцо шнуров заключено в периметр квадрата 21, по которому также пробурены шпуры. ЛДно камер делают воронкообразным, для чего соответственно укорачивают длину идущих вниз шпуров.Шнуры располагают таким образом, чтобы стороны воображаемого треугольника, образованного смежными шпурами каждого кольца и промежуточной точкой между шпурами на свободной поверхности в направлении которой производят отбойку, не превышали предельной дистанции подрыва.рят несколько скважин 23 диаметром,например, 1,2-2,1 м для подачивоздуха. При этом обеспечивают равномерность подачи воздуха по всем 5 скважинам, подбирая их проходноесечение. Иэ штрека 3 бурят до кровликамеры 16 дополнительную скважину24 для спуска в камеру горелки длязажигания сланца.1 О Затем компрессором 25, расположенным в штреке 3, через смеситель.ный клапан 26 и скважины 23 подаютв камеру воздух для горения сланцев.При этом для сбора продуктивныхфлюидов оборудуют эумпф 27 откудафлюиды (сланцевая смола) насосом 28выдаются на поверхность. Для отводагазов используют проход 29, причемгазы отводят от изолированного пере"крытия 30 в штреке 12 через 15 асположенный там вентилятор 31. Смежныекамеры изолируют одну от другойстенкой 32.125 Применение изобретения эффективно на месторождениях горючих сланцев, так как позволяет улучшитьизвлечение полезных компонентов при ЗО Перегонке сланца. Изобретене можетбыть использовано и для других методов. Наличие периферийного штрекапозволяет начать процесс перегонкидо окончания подготовки всех камерв контурах периферийного штрека.5 1090266Шпуры заполняют на весь объемвзрывчатым веществом, например динамитом или нитратом аммония в смесис жидким топливом. В пбследнем случае расход взрывчатого вещества составляет 1 кг на 12 т сланца. Зарядыв шпурах детонируют последовательноот ствола 17 к границам камеры, т.е.сначала заряды шпуров пальца 18,затем 19 и 20 и периметра 21. В пос"леднюю очередь взрывают угловыешпурыеЗаряды в одной группе чередующихся шпуров каждого пальца детонируют последовательно с временной задержкой 50-100 мс для обеспечениядробления сланца вблизи шпуров вверхпо вертикали, Типичное количестводетонаторов в каждом шпуре указаноциФрами на фиг.3.До детонирования зарядов в кольцах шпуров 18-21 часть породы, отбитой в процессе выемки попости 14,можно возвратить в камеру для увеличения выхода полезного ископаемогов камере перегонки.После указанной выше отбойкипустотность отбитой породы составляет примерно 183.Целик 22 неразрушенной породыотделяет кровлю. камеры 16 и штрек 3,а отбитая порода заполняет камеру,поддерживая целик 22.Из штреков вышележащей сетиштреков, например иэ штрека 3, бу1090266 Составитель Н, РуденкоТехред Л. Микеш Корректор А. Тяско актор С. Юс Тираж 564 П ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 3035, Москва, Ж, Раушская