Общая технологическая схема СГД
СКВАЖИННАЯ ГИДРОТЕХНОПОГИЯ
Основные понятия и представления
Скважинная гидротехнология (СГТ) является одной из физико-химических технологий, осуществляемых через скважины, в основе которойлежит использование гидравлической энергии для разрушения горных пород на месте их залегания, приготовления пульпы с последующей транспортировкой разрушенного материала на поверхность. СГТ применяетсядля скважинной гидродобычи (СГД) полезных ископаемых, строительстваи обустройства подземных выработок через скважины.
Скважинная гидродобыча появилась как альтернатива традиционному открытому и подземному способу. Технология СГД включает совокупность известных ранее элементов традиционных технологий, такихкак бурение скважин, гидроразрушение, самотечный и принудительныйтранспорт, гидроподъем, управление горным давлением,переработка рудной пульпы, водоснабжение, средства и способы контроля и управленияпроцессами. Объединенные в рамках новой технологии они образовалиновое качество - дистанционность выемки твердого полезного ископаемого, исключающую присутствие человека в месте тяжелых и опасныхгорных работ, обеспечивая более высокий уровень безопасности и комфортности труда.
Основные преимущества СГД: низкие капитальные вложения при отработке глубокозалегающих пластов, возможность применения мобильного и автономного скважинного гидродобычного комплекса, использование серийного технологического оборудования (буровые станки, насосы,компрессоры с электрическим и дизельным приводом), более высокийуровень безопасности при производстве горных работ.
|
|
|
Сырьевой базой для СГД являются месторождения, представленныелегко разрушаемыми породами, к которым относятся осадочные месторождения строительных и стекольных песков, золота, алмазов, олова, титана, фосфоритов, урана, мягкие бокситовые и марганцевые руды, зонывыветривания железистых кварцитов, месторождения угля ибитуминозных песчаников и т.п.
Термин гидродобыча при современных технических средствах означает, что основным энергоносителем поточной технологии СГД являетсявода.
Термин скважинная отличает технологию СГД от известной гидродобычи на подземных (например, подземная гидродобыча угля) и на открытых горных работах, традиционно предусматривающих визуальныйконтроль и управление разрушающим оборудованием на месте очистныхработ.
Основным процессом в технологии очистных работ при скважиннойгидродобыче является разрушение руды в камерах. Параметры этого процесса для конкретных горно-геологических условий определяют не толькоэффективность способа, но и его техническую возможность.
|
|
|
Способы разрушения структуры горных пород могут быть основаны:
· на механическом воздействии (струя, фильтрационный поток, породоразрушающий механизм, взрыв, вибрация);
· на химическом или микробиологическом процессе (растворение илиразложение цементирующего вещества);
· на использовании поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Из всех способов разрушения горных пород и руд для образованиягидросмеси наибольшее применение нашло разрушение напорными гидромониторными струями, иногда в сочетании с другими способами(взрывным, механическим).
Специфическими особенностями скважинной гидродобычи являются:
· ограниченность рабочих пространств и конструктивных размеровоборудования (разработка ведется через скважины диаметром не более500 мм);
· в отсутствие возможности визуального контроля и управления работой струи в забое;
· постоянное увеличение расстояния от насадки до забоя в процессевыемки очистных камер.
Все это требует проведения предварительных специальных исследований, направленных на разработку и совершенствование конструкциискважинных гидромониторов и установление закономерностей изменения динамических характеристик сформированных в них струй, а такжепараметров гидроразрушения для конкретных горно-геологических условий.
|
|
|
Основные технологические процессы при СГД:
· вскрытие месторождения с помощью скважин, монтаж и демонтаж скважинного гидродобычного оборудования, гидравлическое разрушение горных пород, доставка;
· разрушенных пород в виде гидросмеси к скважине, подъем (транспортирование) их по скважине на поверхность, доставка к обогатительной фабрике и очистка технологической воды.
B зависимости от места бурения вскрывающих скважин способ подразделяется на два варианта: собственно СГД, при котором бурение скважин производится c земной поверхности, и комбинированный способ,когда скважины бурятся из подземных горных выработок илиоткрытой траншеи. Примерами «комбинированного» способа может служить добычазолотосодержащих песков через скважины, пробуренные из подземныхгорных выработок, пройденных ниже продуктивного пласта на шахте вИркутской области и отработка целиков через скважины, пробуренныена борту карьера со смывом золотосодержащих песков в отработанныйполигон (Магаданская область).
Кроме извлечения полезных ископаемых СГД может применяться идля других целей:
|
|
|
1. Для повышения степени надежности геологоразведочных данныхособенно на крупных глубокозалегающих месторождениях полезных ископаемых. Использование для этих целей способа СГД взамен строительства опытных шахт позволяет существенно снизить финансовые затратыи время получения крупнообъемной пробы.
2. Для расширения коллекторной части водозаборных, нефтяных игазовых скважин, что позволяет заметно увеличить их дебит и продлитьсрок эксплуатации. Применение скважинного гидродобычного снаряда для очистки фильтра и затрубного пространства скважин уже нашлоуспешное применение для восстановления скважин и увеличения добычи.
3. Для удаления осадка нерастворимых включений из строящегосяподземного резервуара, что снижает затраты на строительство подземныххранилищ в каменной соли.
4. Строительство подземных инженерных сооружений в осадочныхпородах может быть более эффективно реализовано с привлечением отдельных элементов или технологии СГД в целом.
Например, сооружение грунтоцементных или цементных экранов ввиде колонн или плоских панелей позволяют решить большой круг инженерных задач. Из них выполняют вертикальные противофильтрационные завесы, горизонтальные водонепроницаемые подземные экраны,искусственные основания, опоры под фундаменты зданий и сооружений,ограждения котлованов, усиление фундаментов существующих зданий исооружений, подпорные стенки, колодцы, противооползневые сооружения, противоэрозионные сооружения, крепление тоннелей и прочее.
5. Технология СГД применяется для захоронения промышленных ибытовых отходов.
Общая технологическая схема СГД
Отработка месторождения полезных ископаемых способом СГД ведется через одиночные скважины или системой взаимодействующих скважин.
Общая технологическая схема СГД заключается в следующем (рис.19.1). Бурят эксплуатационные скважины обычно диаметром 200-400 мм до продуктивного пласта. В скважине монтируют гидродобычной снаряд,который присоединяют к трубопроводам воды и воздуха (для эрлифта).
Высоконапорным насосом из поверхностного водоема по трубопроводуподают воду в скважинный гидродобычной снаряд на размыв продуктивного пласта, а образующуюся гидросмесь поднимают на поверхность,где самотеком или с помощью землесосной установки подают на обогащение. Вода после осветления возвращается в водоем.
Применяются три технологические схемы выемки, подразделяемые взависимости от направления разрушения и доставки горной массы в подземной камере: встречным забоем, попутным забоем и комбинированная схема, когда выемку первоначально ведут по схеме встречного забоя,а зачистку дна камеры и размыв межкамерных целиков по схеме попутного забоя.
При выемке встречным забоем разрушение и доставка противоположны по направлению. Она обычно применяется при неустойчивойкровле пласта, в затопленной камере, на пластах средней и большой мощности и при большом содержании валунистого и крупнообломочного материала. Выемка попутным забоем используется при устойчивой кровлеи небольшой мощности продуктивного пласта. Она позволяет снизитьпотери полезного ископаемого на дне камеры.
В ряде случаев, когда продуктивный пласт представлен несвязанными породами, нередко обладающими плывунными свойствами, гидромониторное разрушение пласта не производится, а выемка ограничиваетсяпереводом пород во взвешенное состояние у скважины и подъемом гидросмеси на поверхность.
При СГД обычно применяются три варианта систем разработки, отличающиеся по способу управления горным давлением: с посадкой кровлии оставлением неустойчивых целиков, с поддержанием кровли руднымиустойчивыми целиками и с поддержанием кровли путем частичной илиполной закладки выработанного пространства. Последний вариант системы разработки позволяет достичь наибольшего извлечения полезногоископаемого, однако является наиболее затратным. Отсутствие людей вочистном пространстве при СГД позволяет увеличить величину допустимого пролета добычной камеры.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 375; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!