Минеральная база скважинной гидродобычиполезных ископаемых
С учетом тенденций развития техники необходимо готовить минеральную базу завтрашнего дня. Есть все основания полагать, что СГД станет одним из основных методов подземной разработки месторожденийруд с невысокой прочностью.Не все месторождения в одинаковой степени пригодны для СГД. Важнейшими проблемами, которые необходимо решить, являются:
· изысканиеспособов разупрочнения прочных разностей руд,
· упрочнения песчанистых и глинистых пород кровли,
· закладка выработанных пространств.
Вэтом направлении ведутся теоретические и лабораторные исследования иможно надеяться, что эти проблемы будут решены.
Другим необходимым условием, обеспечивающим быстрейшую реализацию потенциального народнохозяйственного эффекта от использования метода СГД, является своевременная подготовка минеральной базы.Необходимо взять на учет все месторождения, в том числе забалансовые,на которых существуют предпосылки для применения СГД, и провестиих оценку. Если на таких месторождениях ведутся разведочные работы‚следует включить в их программу изучение физико-механических свойствруды и покрывающих пород, а также гранулометрического состава руд.
На выявленных благоприятных для СГД месторождениях и их участках целесообразно организовать опытные работы, проведение которыхпод силу геологоразведочным организациям.
Для широкого внедрения метода в первую очередь необходимо:
|
|
|
· провести геолого-экономическую оценку перспективных месторождений с учетом особенностей СГД и выделить первоочередные;
· разработать основные методические положения по разведке и доразведке месторождений,перспективных для освоения;
· определить объемы и содержание геологоразведочных работ для каждого конкретного месторождения, провести
· опытные работы по выбору технологии и соответствующего добычногооборудования.
Приоритетными направлениями для технологии скважинной гидродобычи является освоение месторождений титановых, циркониевых, марганцевых, ванадиевых, железных, стронциевых, германиевых руд, что позволит снять импортную зависимость России по этим важнейшим видамминерального сырья.
Перспективными для применения технологии СГД являются месторождения:
· богатых железных руд КМА, на Урале, в Западной Сибири, в Украине;
· карбонатных марганцевых руд в Республике Коми, в Кемеровскойобласти, Красноярском крае;
· месторождения окисленных руд в этих жерайонах, Алтайском крае, Иркутской области, в Украине, в Казахстане;
· железо-марганцевых руд с никелем, кобальтом и другими металлами в Республике Коми, Архангельской области, на Урале, в Алтайскомкрае, Красноярском крае, в Украине;
|
|
|
· окисленных медных руд на Урале;
· титано-цирконовые россыпи в Белгородской области, Ставропольском крае, Воронежской и Нижегородской областях, на Среднем и ЮжномУрале, в Томской, Омской, Новосибирской, Тюменской областях, в Украине и в Казахстане;
· стронциевых руд в Пермской области;
· металлоносных битумов и асфальтитов (ванадий, никель, золото идр.) в Оренбургской области, вТатарстане, в Казахстане;
· алмазов в Архангельской области и других районах Европейскойчасти России;
· металлоносных углей (германий, галлий и др.) на Сахалине, в Приморском крае, Республике Хакасия;
· энергетических, металлоносных и технологических углей в Западной и Восточной Сибири, в Приморском крае и других районах;
· золотоносные россыпи на Урале, в Иркутской, Магаданской, Кемеровской, Читинской и Амурской областях, Красноярском крае, Республике Бурятия, Алтайском крае, в Республике Якутия-Саха, в Украине;
· касситеритовые россыпи в Приморском крае, в Республике Якутия-Саха и других районах.
Подготовка и вскрытие месторождения
Объем и виды работ по подготовке месторождений для СГД зависятот конкретных условий местности. В условиях равнинной и сухой поверхности подготовительные работы включают прокладку подъездных путей,линии электроснабжения, трубопроводов для подачи воды, воздуха и гидросмеси. В условиях заболоченной поверхности или озер необходимопроведение дренажных канав.
|
|
|
Выработки, обеспечивающие доступ к месторождению для его подготовки и разработки, называются вскрывающими. При СГД вскрывающими выработками являются скважины, которые по своему назначениюбывают добычные и вспомогательные (разведочные, водоотливные, контрольные).
Процесс вскрытия месторождения состоит из ряда последовательновыполняемых операций:
· выбора места заложения скважин,
· уточненияконструкции скважины,
· бурения и обсадки скважин,
· геологических, гидрогеологических и геофизических исследований скважин,
· оборудованиескважин к эксплуатации,
· оформление документации и сдачи ее в эксплуатацию.
Классификация способов вскрытия при СГД представлена в табл.19.3.
Конструкция добычных скважин зависит от геологических факторови типа добычного оборудования.
Рациональные диаметры бурения и добычного оборудования определяются путем совместного рассмотрения этих двух взаимопротивоположных тенденций: уменьшение диаметра скважины снижает затраты набурение и одновременно ограничивает производительность добычногооборудования. Оптимальный вариант должен обеспечивать общую экономическую эффективность эксплуатации.
|
|
|
При разработке месторождений полезных ископаемых, залегающихпод монолитными покрывающими породами, обсадку скважин производят только по рыхлым четвертичным породам. Если покрывающие породы обладают невысокой прочностью, то скважину целесообразно обсаживать до рудного пласта, а в некоторых случаях частично перекрывать иего. При разработке мощных рудных пластов, залегающих под рыхлымипородами, возможно защемление скважинного оборудования в результате подвижки покрывающих пород. Для предотвращения этого в скважинудо почвы пласта необходимо опускать вспомогательную трубу, в которойразмещается добычное оборудование.
Буровое оборудование. Тип бурового оборудования зависит от глубины залегания пласта, крепости покрывающих пород и диаметра скважин.При глубине залегания пласта до 30-40 м под слоем прочных покрывающих пород весьма эффективным может быть буровой станок шарошечного типа СБШ. Для слабых пород возможно применять станки шнековоговращательного бурения типа СВР. При глубинах до 200 м целесообразноприменять станки вращательного бурения УРБ-ЗАМ (1БА-15В).Целесообразно, чтобы буровое оборудование сочетало характеристики разведочного (возможность отбора керна; проходка пород по любымсвойствам и условиям залегания; ведение работ но обсадке, цементации);возможность монтажа скважинного оборудования и станков для бурениявзрывных скважин (электрический привод, большие скорости бурения потвердым породам, практическое отсутствие операций по подготовке станка к работе на новой скважине, механизация всех основных операций прибурении).
Системы разработки
Одним из основных вопросов проектирования разработки месторождений методом СГД является выбор оптимального варианта системы разработки, под которым понимается порядок расположения, проходки и отработки добычных скважин, увязанный во времени и пространстве.
В основу классификации систем разработки закладываются самыеразнообразные принципы. Так, системы подземной разработки рудныхместорождений классифицируются по способу управления горным давлением, а классификация систем открытой разработки с применением способов гидромеханизации основывается на способе транспортированияпороды вне рабочего горизонта. В основу других классификаций положены порядок разработки месторождений, его геологическая характеристика, порядок ведения подготовительных и нарезных работ и т. д.
Скважинная гидродобыча - это метод подземной разработки месторождений полезных ископаемых через скважины, поэтому можно классифицировать системы разработки СГД по способу вскрытия:
· вертикальными скважинами;
· одиночными и кустовыми наклонными скважинами;
· комбинированному - например, шахта плюс скважины, пройденные сдневной поверхности до рудного пласта;
· шахта плюс скважины, пройденные из подземных выработок до рудного пласта, и др.
Другой принцип классификации систем разработки может быть поспособу управления горным давлением. В этом случае можно выделить:
1) системы с открытым очистным пространством (например, камернаясистема, рис. 19.2, а, б, в);
2) системы с обрушением или плавной посадкойвмещающих пород через скважины (рис. 19.3, a, 6);
3) системы с закладкой (например, возможны варианты выемки одиночными камерами с закладкой и последующей выемкой целиков или слоевая выемка с закладкой(рис. 19.4, a, 6).
Система разработки с открытым очистным пространством применяется при устойчивых покрывающих породах. Выемка руды при мощности пласта 2-3 м осуществляется в камерах или блоках сплошным забоем,при большей мощности-слоями. Слои оформляются с уклоном, достаточным для самотечной доставки разрушенной породы.
Размеры камеры или блока определяются допустимой площадью обнажения покрывающих пород и устойчивостью целиков. Добыча ведетсявстречным забоем на всю мощность пласта секторнымизаходками. Объем добычи из камеры доходит до 1000т, общее извлечение составляет 50-60 %.
Другим примером камерной системы разработки является системаМГРИ для разработки песчано-глинистых руд осадочного месторождения.После сбойки скважин (сетка 20х20) выемка руды ведется в ромбовиднойкамере попутным забоем. В центре между тремя скважинами оставляетсяцелик в виде трехлепестковойзвезды. Объем добычи из камеры достигает 200-300 т, извлечение до 70%.
Разработка блоками целесообразна на месторожденияхс малой и средней мощностью с оставлением ленточных целиков. Блокможет разрабатываться встречным или попутным забоем. При неустойчивых покрывающих породах могут оставляться временные одиночныецелики посередине блока.
Достоинства системы: добычные агрегаты располагаются над целиками, добыча осуществляется попутным забоем.
Система разработки с обрушением применяется для выемки пластов,залегающих под слабопрочными пластичными породами. Сетка расположения скважин, число взаимодействующих агрегатов, скорость подвигания забоя определяются состоянием налегающих пород. При необходимости система позволяет управлять сдвижением пород:
· ускорять обрушениепутем взрывного воздействия;
· регулировать скорость сдвижения оставлением временных или податливых целиков.
Вариантом системы является отработка через наклонные скважины,расположенные за зоной сдвижения покрывающих пород. При этом увеличивается объем добычи из одной скважины и обеспечивается полнаябезопасность ведения горных работ.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 196; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!