Геологический аспект "сланцевой революции"

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Дворовенко А.Е., Фильчуков А.Ю. Пульповод гидродобычного снаряда. Патент РФ N2272106
http://www.freepatent.ru/images/patents/196/2272106/patent-2272106.pdf
http://www.findpatent.ru/patent/227/2272106.html

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано для подъема и транспортирования пульпы при разработке месторождений полезных ископаемых, очистке дна водоемов от донных отложений и при дноуглубительных работах, а также при бурении скважин и создании подземных полостей различного назначения методами скважинной гидротехнологии.

Известен пульповод гидродобычного снаряда, содержащий трубопровод для транспортирования пульпы со всасывающим патрубком и струйным насосом, выполненным в виде гидроэлеватора центрального типа, и трубопровод для подачи напорной воды, соединенный со струйным насосом. Для увеличения глубины разработки трубопровод для транспортирования пульпы снабжен дополнительным струйным насосом, выполненным в виде эрлифта (Патент RU № 2113591, МПК Кл. Е 21 С 45/00, опубл.1998).

Недостатком данного устройства является необходимость подвода дополнительного источника энергии (сжатого воздуха) для питания эрлифта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пульповод гидродобычного снаряда, включающий трубопровод для транспортирования пульпы со встроенным в него, по меньшей мере, одним струйным насосом для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии (Патент RU № 2139392, МПК 6 Кл. E 02 F 3/90, опубл.1999).

Недостатком данного устройства является наличие двух параллельных трубопроводов.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в повышении эффективности работы скважинных гидродобычных агрегатов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении глубины подъема пульпы и/или дальности ее транспортирования.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном пульповоде гидродобычного снаряда, включающем трубопровод для транспортирования пульпы со встроенным в него, по меньшей мере, одним струйным насосом для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии, согласно изобретению, трубопровод для транспортирования пульпы снабжен, по меньшей мере, одним водоотделителем, выполненным в виде, по меньшей мере, трех отводящих патрубков, соединенных между собой коллектором, к выходу которого подключен всасывающий патрубок грязевого насоса, а нагнетательный патрубок последнего посредством муфты, размещенной за отводящими патрубками по ходу движения потока пульпы перед камерой смешения струйного насоса, соединен с трубопроводом для транспортирования пульпы, при этом струйный насос выполнен в виде кольцевого гидроэлеватора.

В заявленную совокупность включены все существенные признаки, характеризующие изобретение и обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Основной отличительной особенностью данного изобретения является то, что, для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии, используется жидкая фаза самого потока пульпы.

В частных случаях изобретение характеризуется тем, что камера смешения струйного насоса снабжена износостойкой вставкой, что способствует уменьшению износа пульповода.

Пульповод гидродобычного снаряда поясняется чертежом, на котором представлен общий вид его первого участка, который включает грунтоприемник скважинного гидродобычного снаряда.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9491/223316543.b/0_15bc75_be2c539e_orig

Пульповод гидродобычного снаряда состоит из трубопровода 1 для транспортирования пульпы со встроенным в него, по меньшей мере, одним струйным насосом для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии. Питание струйного насоса осуществляется за счет отделения из потока пульпы части жидкой фазы и ее подачи посредством грязевого насоса в струйный насос в качестве рабочего тела.

Для этого в определенном месте трубопровода 1 выполнены окна 2, к которым присоединены отводящие патрубки 3 водоотделителя. Наиболее предпочтительной формой соединения патрубков 3 водоотделителя с трубопроводом 1 является сварка. Патрубков 3 водоотделителя должно быть, по меньшей мере, три. При этом поперечное сечение каждого следующего по ходу движения пульпы патрубка меньше поперечного сечения предыдущего. Таких водоотделителей по длине трубопровода 1 может быть несколько, в зависимости от его длины. Патрубки 3 каждого водоотделителя соединены между собой коллектором 4.

Коллектор 4 может быть выполнен в виде отрезка трубы, заглушенного с одного торца. К выходу коллектора 4 подключен всасывающий патрубок 5 грязевого насоса 6, представляющего собой центробежный насос с приводом от электродвигателя. Питание к электродвигателю может быть подано по кабелю (на чертеже не показан), проложенному вдоль трубопровода 1.

Производительность грязевого насоса 6, суммарная площадь сечения патрубков 3 водоотделителя и другие гидравлические параметры устройства подбираются исходя из условия обеспечения неразрывности потоков жидкости в пульповоде.

Нагнетательный патрубок 7 грязевого насоса 6 посредством муфты 8, охватывающей трубопровод 1 для транспортирования пульпы, соединен с последним. Муфта 8 размещена за отводящими патрубками 3 по ходу движения потока пульпы перед струйным насосом 9. Наиболее предпочтительно выполнение струйного насоса 9 в виде кольцевого гидроэлеватора, в котором эжектирующий поток напорной воды формируется в кольцевом зазоре 10 перед камерой смешения 11.

Камера смешения 11 струйного насоса 9 может иметь износостойкие вставки 12. Каждая из износостойких вставок может быть выполнена в виде колец (шайб) из износостойкого материала. В зависимости от крупности и прочности транспортируемых минеральных частиц, в качестве износостойкого материала могут быть использованы: износостойкая резина, микропористый электрокорунд, износостойкая (аустенитная) сталь, износостойкий чугун.

Возможно также использование износостойких покрытий, наносимых на внутреннюю поверхность колец, выполненных из не износостойких материалов. Длина вставки должна обеспечивать защиту участка трубопровода 1 для транспортирования пульпы, подверженного наиболее сильному износу, которым является камера смешения 11, вследствие высоких скоростей движения материала на этом участке.

Пульповод гидродобычного снаряда работает следующим образом. При прохождении пульпы по трубопроводу 1 происходит некоторое расслоение пульпы на жидкую и твердую фазы. Часть жидкой фазы пульпы попадает в патрубки 3 водоотделителя, заполняет коллектор 4, где происходит дополнительное разделение ее твердой и жидкой фаз. Далее осветленная вода с помощью грязевого насоса 6 через муфту 8 нагнетается в кольцевой зазор 10 струйного насоса 6 и далее попадает в его камеру смешения 11.

Вследствие эжекционного эффекта пульпа засасывается в камеру смешения 11 и, получив дополнительную энергию, перемещается дальше по трубопроводу 1.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Пульповод гидродобычного снаряда, включающий трубопровод для транспортирования пульпы со встроенным в него, по меньшей мере, одним струйным насосом для сообщения потоку пульпы дополнительной энергии, отличающийся тем, что трубопровод для транспортирования пульпы снабжен, по меньшей мере, одним водоотделителем, выполненным в виде, по меньшей мере, трех отводящих патрубков, соединенных между собой коллектором, к выходу которого подключен всасывающий патрубок грязевого насоса, а нагнетательный патрубок последнего посредством муфты, размещенной за отводящими патрубками по ходу движения потока пульпы перед камерой смешения струйного насоса, соединен с трубопроводом для транспортирования пульпы, при этом струйный насос выполнен в виде кольцевого гидроэлеватора.

2. Пульповод гидродобычного снаряда по п.1, отличающийся тем, что камера смешения струйного насоса снабжена износостойкой вставкой.

Реферат. Область использования: горно-добывающая промышленность - подъем и транспортирование пульпы при разработке месторождений полезных ископаемых, очистке дна водоемов от донных отложений и при дноуглубительных работах, а также при бурении скважин и создании подземных полостей различного назначения методами скважинной гидротехнологии. Пульповод гидродобычного снаряда включает трубопровод для транспортирования пульпы со всасывающим патрубком и струйным насосом, выполненным в виде кольцевого гидроэлеватора, и трубопровод для подачи напорной воды, соединенный со струйным насосом. При этом трубопровод для транспортирования пульпы снабжен, по меньшей мере, одним водоотделителем, выполненным в виде, по меньшей мере, трех отводящих патрубков, соединенных между собой водосборной камерой, к выходу которой подключен вход грязевого насоса, а выход последнего посредством муфты соединен с трубопроводом для транспортирования пульпы, размещенной за отводящими патрубками по ходу движения потока пульпы. Струйный насос может быть снабжен износостойкой вставкой, размещенной в камере смешения. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении глубины подъема пульпы и/или дальности ее транспортирования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Классы МПК: E02F3/90 ...конструктивные элементы, например приводы, управляющие устройства
Автор(ы): Бабичев Николай Игоревич (RU), Дворовенко Александр Евгеньевич (RU), Фильчуков Александр Юрьевич (RU)
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич (RU), Дворовенко Александр Евгеньевич (RU), Фильчуков Александр Юрьевич (RU)
Адрес для переписки: 107076, Москва, Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И. Бабичеву
Подача заявки: 07.12.2004
Начало действия патента: 07.12.2004
Публикация патента: 20.03.2006

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Устинов М.В., Либер Ю.В., Лозинская А.Н. Способ скважинной добычи полезных ископаемых. Патент РФ N2361083
http://www.freepatent.ru/images/patents/103/2361083/patent-2361083.pdf
http://www.freepatent.ru/patents/2361083

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к способам разработки полезных ископаемых россыпных и осадочных месторождений с устойчивой кровлей. К такому типу месторождений относятся, например, фосфоритовые, касситеритовые, золотосодержащие россыпи и др., продуктивный пласт которых может быть представлен не только плывунами или водонасыщенными песками, но и более плотными и достаточно устойчивыми вмещающими породами.

Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение скважин и их обсадку, выполнение наклонного днища, приемной камеры и выпускных выработок в подстилающих продуктивный пласт породах, гидроразмыв и гидротранспорт полезного ископаемого в виде пульпы до всаса выдачного агрегата и последующий ее подъем на поверхность (Патент США № 3155177, кл. 175-67, опубл. 1964 г.).

Известен также способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение скважин с заглублением в подстилающие пласт породы и их обсадку, выполнение наклонного днища и приемной камеры в указанных породах, гидравлический размыв и выдачу полезного ископаемого на поверхность. В подстилающих породах с помощью гидромонитора вымывают приемную камеру, из которой к продуктивному пласту снизу вверх проходят наклонные выпускные выработки. Угол наклона выпускных выработок должен обеспечивать самотечную доставку полезного ископаемого от забоя к всасу выдачного устройства. Над приемной камерой и выпускными выработками оставляют предохранительный целик из пустых пород. После завершения подготовительных работ производят гидроразмыв продуктивного пласта через выпускные выработки (Патент США № 4906048, кл. 299/17, опубл. 1990 г.).

Недостатком этого способа является то, что область применения ограничена месторождениями, продуктивные пласты которых сложены рыхлыми породами, плывунами и т.п. Но даже в указанных условиях потери полезных ископаемых над целиком составляют 10-15% при угле естественного откоса пород продуктивного пласта 2-5°. С увеличением крепости и устойчивости пород потери будут возрастать.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение - повышение эффективности и расширение области применения способа, технический результат - увеличение объема выемки на одну добычную скважину с одновременным уменьшением энергозатрат, потерь и разубоживания полезного ископаемого.

Технический результат достигается тем, что в способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем вскрытие участка продуктивного пласта основной скважиной с ее заглублением в подстилающие указанный пласт породы и оборудованием обсадной колонной, с установкой башмака последней в пределах заглубленной части скважины, образование в подстилающих породах приемной камеры с наклонными выпускными выработками, пройденными до почвы продуктивного пласта, с оставлением над ними предохранительного породного целика, установку в приемной камере основного гидромонитора и пульпоподъемного устройства, гидроразмыв основных запасов полезного ископаемого, последующий гидроразмыв полезного ископаемого, расположенного над целиком, и подъем пульпы по основной скважине из приемной камеры на поверхность, разработку ведут покамерно, для чего вокруг основной скважины бурят вспомогательные скважины диаметром меньшим, чем основная, в которых устанавливают вспомогательные гидромониторы, из каждой скважины производят размыв запасов соответствующей камеры, а перед размывом запасов камеры над целиком производят подъем обсадной колонны и устанавливают башмак последней и основной гидромонитор над целиком в пределах мощности продуктивного пласта.

В указанную совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все достаточны для достижения технического результата.

Изобретение поясняется чертежами:

на фиг.1 изображена схема отработки камер, расположенных вокруг вспомогательных скважин - далее первичных камер (в разрезе);


http://img-fotki.yandex.ru/get/9829/223316543.b/0_15bd53_bcb0f350_orig

на фиг.2 - схема отработки запасов над целиком (в разрезе);


http://img-fotki.yandex.ru/get/9932/223316543.b/0_15bd54_5dac4c49_orig

на фиг.3 - разрез по I-I фиг.1.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9491/223316543.b/0_15bd55_731ce7b5_orig

Способ осуществляется следующим образом. Основной скважиной 1 с поверхности производят вскрытие продуктивного пласта 2 полезного ископаемого. Основную скважину проходят с перебуром 3 в почву пласта. Основную скважину 2 оборудуют обсадной колонной 4 с установкой башмака 5 в пределах перебура 3. Заглубление обсадных колонн в подстилающие породы 6 осуществляют на глубину, исключающую попадание пластовых, поверхностных и грунтовых вод в перебур 3. Последний осуществляют на глубину, равную мощности предохранительного целика 7 и приемной камеры 8. После обсадки скважины 1 ее оборудуют основным гидромонитором 9 и подъемным устройством 10, всас которого располагают у забоя скважины 1.

В центре каждой запроектированной добычной камеры 11 бурят вспомогательную скважину 12.

Обсаженную основную скважину 1 оборудуют рабочими колоннами - трубой 13 подачи напорной жидкости и подъемной трубой 14. На трубе 13 устанавливают основной гидромонитор 9, а на подъемной трубе 14 - подъемное устройство 10.

В каждую вспомогательную скважину 12 помещают напорный водовод 15 с вспомогательным гидромонитором 16 на конце.

С помощью основного гидромонитора 9 или другим известным способом, например бурением с расширением скважины и т.п., осуществляют выемку в подстилающих породах 6 приемной камеры 8. Выбор размеров приемной камеры 8 осуществляют из условий обеспечения заданной производительности подъемного устройства 10, а также конструктивных параметров всасывающего наконечника подъемного устройства и основного гидромонитора 9.

Геометрические размеры предохранительного целика 7 определяют из горногеологических условий - крепости, устойчивости подстилающих пород и т.д., а также технологических параметров оборудования.

После образования приемной камеры 8 проходят выпускные выработки 17 с сечением, обеспечивающим доставку максимального куска по пропускной способности подъемного устройства 10. Их проходку осуществляют с уклоном в сторону приемной камеры 8 основным гидромонитором 9 либо любым другим известным способом. Угол наклона выработок 17 должен обеспечивать самотечную доставку полезного ископаемого от добычного забоя в приемную камеру 8, к всасывающему наконечнику подъемного устройства 10. Количество выпускных выработок 17 зависит от устойчивости пород продуктивного пласта 2 и окружающих его пород. Например, при слабой устойчивости покрывающих и подстилающих пород, или в случае водонасыщенного и плывунчатого состояния продуктивного пласта 2 количество выпускных выработок 17, а следовательно, и добычных камер 11 принимают равным 3-4. По мере увеличения прочности окружающих пород и продуктивного пласта 2 количество выработок 17 увеличивают. Устье каждой выпускной выработки 17 является выпускным отверстием 18 соответствующей добычной камеры 11. Первоначальное расстояние выпускных отверстий 18 от центра приемной камеры 8 выбирают в зависимости от конструктивных параметров способа и эффективности гидроразмыва основным гидромонитором 9.

После завершения подготовительных работ с помощью основного гидромонитора 9 осуществляют размыв нижней части продуктивного пласта 2 до сбойки с вспомогательной скважиной 12. Образовавшаяся пульпа через выпускные отверстия 18 и выпускные выработки 17 поступает в приемную камеру 8 и далее во всас приемного устройства 10, который поднимает продукты добычи на поверхность земли. В дальнейшем размыв продуктивного пласта 2 производят, в основном, вспомогательными гидромониторами 16 последовательным чередованием гидроразмыва и выпуска продуктов добычи из зоны выпуска через выпускные отверстия 18 и выпускные выработки 17. Это позволяет обеспечить равномерный выход горной массы из добычной камеры 11 (зоны выпуска) и достичь примерно равных и устойчивых пролетов кровли на всей площади отработки.

После отработки всех периферийных добычных камер 11 осуществляют добычу полезного ископаемого, оставшегося над предохранительным целиком 7. Для этого производят извлечение вспомогательных гидромониторов 16 с напорным водоводом 15 и подъем обсадной колонны 4. Подъем обсадной колонны осуществляют на высоту, достаточную для ведения добычных работ основным гидромонитором 9, который после подъема обсадной колонны 4 поднимают и устанавливают выше уровня предохранительного целика 7, при этом подъемное устройство 10 оставляют в приемной камере 8. Для отработки полезного ископаемого, оставшегося над предохранительным целиком 7, кроме описанных операций, возможна перфорация или разрушение участка обсадной колонны 4.

После описанных операций осуществляют гидроразмыв оставшегося массива полезного ископаемого. Часть продуктов добычи в виде пульпы поступает в приемную камеру 8 через основную скважину 1, а другая часть - через выпускные отверстия 18 и выпускные выработки 17.

После отработки запасов пролет кровли достигает предельных значений и, используя кратковременную устойчивость кровли, из основной скважины 1 удаляют гидромониторную и подъемную установки.

Использование вспомогательных гидромониторов и извлечение в последнюю очередь запасов, используемых в качестве временного целика, расположенного над предохранительным целиком 7 без его разрушения, значительно увеличивает объем добычи из одной скважины, позволит более рационально использовать недра путем уменьшения потерь полезного ископаемого и уменьшения объема выдачи пустых пород на поверхность, а также расширить область применения за счет обеспечения отработки месторождений, продуктивный пласт которых может быть представлен не только плывунами или водонасыщенными песками, но и более плотными и достаточно устойчивыми вмещающими породами. Кроме того, предложенный способ исключает разрушение предохранительно целика, сложенного пустой породой, что снижает непроизводительные энергозатраты, разубоживание пульпы пустой породой и улучшению процесса переработки.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие участка продуктивного пласта основной скважиной с заглублением в подстилающие указанный пласт породы и оборудованием ее обсадной колонной, с установкой башмака последней в пределах заглубленной части скважины, образование в подстилающих породах приемной камеры с наклонными выпускными выработками, пройденными до почвы продуктивного пласта, с оставлением над ними предохранительного породного целика, установку в приемной камере основного гидромонитора и пульпоподъемного устройства, гидроразмыв основных запасов полезного ископаемого, последующий гидроразмыв полезного ископаемого, расположенного над целиком, и подъем пульпы по основной скважине из приемной камеры на поверхность, отличающийся тем, что разработку ведут покамерно, для чего вокруг основной скважины бурят вспомогательные скважины, диаметром меньшим, чем основная, в которых устанавливают вспомогательные гидромониторы, из каждой скважины производят размыв запасов соответствующей камеры, а перед размывом запасов камеры над целиком производят подъем основного гидромонитора и обсадной колонны, устанавливают башмак последней и основной гидромонитор над целиком в пределах мощности продуктивного пласта.

Реферат. Изобретение относится к способам разработки полезных ископаемых россыпных и осадочных месторождений с устойчивой кровлей. Способ включает вскрытие участка продуктивного пласта основной скважиной с заглублением в подстилающие указанный пласт породы и оборудованием ее обсадной колонной, с установкой башмака последней в пределах заглубленной части скважины, образование в подстилающих породах приемной камеры с наклонными выпускными выработками, пройденными до почвы продуктивного пласта, с оставлением над ними предохранительного породного целика, установку в приемной камере основного гидромонитора и пульпоподъемного устройства, гидроразмыв основных запасов полезного ископаемого, последующий гидроразмыв полезного ископаемого, расположенного над целиком, и подъем пульпы по основной скважине из приемной камеры на поверхность. Разработку ведут покамерно, для чего вокруг основной скважины бурят вспомогательные скважины диаметром меньшим, чем основная, в которых устанавливают вспомогательные гидромониторы, из каждой скважины производят размыв запасов соответствующей камеры, а перед размывом запасов камеры над целиком производят подъем основного гидромонитора и обсадной колонны, устанавливают башмак последней и основной гидромонитор над целиком в пределах мощности продуктивного пласта. Изобретение обеспечивает увеличение объема добычи из одной скважины, позволяет более рационально использовать недра путем уменьшения потерь полезного ископаемого и уменьшения объема выдачи пустых пород на поверхность. 3 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игоревич (RU), Устинов Михаил Викторович (RU), Либер Юрий Владимирович (RU), Лозинская Анна Николаевна (RU)
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич (RU), Устинов Михаил Викторович (RU), Либер Юрий Владимирович (RU), Лозинская Анна Николаевна (RU)
Адрес для переписки: 107076, Москва, Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И. Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 29.05.2007
начало действия патента: 29.05.2007
публикация патента: 10.07.2009

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Сухолинский-Местечкин С.Л., Казаков А.Г., Фортыгин В.С., Дебейко И.П. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых. Патент РФ N2081324
http://www.freepatent.ru/patents/2081324

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых геотехнологическими методами.
Известен способ скважинной гидродобычи, включающий вскрытие залежи добычными скважинами, установку в них добычного оборудования, проходку щелевых выработок между скважинами, выемку полезного ископаемого с формированием целиков а. с. СССР, 611001, кл. E 21 C 41/04, 1978 г./.
Недостатком данного способа являются большие потери полезного ископаемого в целиках.
Известен также способ извлечения материалов из подземных формаций, включающий вскрытие формации скважинами, оборудование их добычными агрегатами, с пульповыдачной колонной, цементацию затрубного пространства пульповыдачной колонны и выемку полезного ископаемого под защитой искусственного целика.
Недостатком данного способа является относительно небольшой объем камер, которые могут быть отработаны под защитой такого целика и кроме того возможны вывалы из стенок камеры при неустойчивом полезном ископаемом /а. с. СССР 1317129, кл. E 21 C 45/00, 1987 г./.
Известны и другие способы разработки месторождений полезных ископаемых скважинной гидродобычей, осуществляемой под предварительно укрепленной кровлей (а. с. 1328524, кл. E 21 C 45/00, 1987 г.).
Недостатком всех этих способов является то, что при разработке неустойчивых полезных ископаемых возможны вывалы из стенок камер.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из горизонтальных и пологопадающих залежей, включающий вскрытие залежи рядами добычных скважин, монтаж в них эксплуатационных колонн, и гидромониторных агрегатов, разработку залежи с выемкой полезного ископаемого камерами первой очереди и формированием между ними целиков шестигранной в плане формы, опускание на почву камер эксплуатационных колонн, их перфорацию и закладку выработанного пространства твердеющей смесью, разбуривание целиков добычными скважинами и выемку полезного ископаемого камерами второй очереди под защитой искусственных целиков (а. с. СССР 1317133 кл. E 21 C 45/00, 1987 г.).
Недостатком данного способа является то, что на стыках камер первой очереди, выполненных в плане треугольной формы, толщина закладочного массива минимальна и при неустойчивом полезном ископаемом также возможны вывалы из стенок камеры с обрушением закладки, что приведет к разубоживанию руды закладочным материалом.
Целью изобретения является повышение устойчивости отрабатываемых камер при сокращении расхода твердеющего материала.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых из горизонтальных и пологопадающих залежей, включающем вскрытие залежи рядами добычных скважин, монтаж в них эксплуатационных колонн и гидромониторных агрегатов, разработку залежи с выемкой полезного ископаемого камерами первой очереди и формированием между ними целиков шестигранной в плане формы, опускание на почву камер эксплуатационных колонн, их перфорацию и закладку выработанного пространства твердеющей смесью, разбуривание целиков добычными скважинами и выемку полезного ископаемого камерами второй очереди под щитой искусственных целиков, разработку залежи ведут гексагональными ячейками, камеры первой очереди отрабатывают в виде встречно-направленных по сторонам шестигранника щелей с параллельными или расходящимися стенками, при этом перфорацию эксплуатационных колонн осуществляют перед подачей закладки, а твердеющую смесь подают через перфорированную колонну, которую в дальнейшем используют в качестве армирующего элемента в закладочном массиве.
В совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения поставленной цели.
На фиг. 1 представлен фрагмент отрабатываемого участка залежи, вид в плане; на фиг. 2 разрез по А-А фиг.1.


http://img-fotki.yandex.ru/get/5013/223316543.b/0_15bd82_6e3b6807_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9932/223316543.b/0_15bd81_eb0e8cd_orig

Способ осуществляют следующим образом. Продуктивный горизонт, подлежащий отработке залежи 1, вскрывают параллельными рядами добычных скважин 2, разработку залежи 1 осуществляют гексагональными ячейками 3 с выемкой полезного ископаемого камерами первой 4 и второй 5 очередей.
Камеры первой очереди 4 отрабатывают в виде вертикальных щелей 6 с параллельными или расходящимися к периферии стенками встречно-направленных вдоль сторон шестигранника, оконтуривая целик 7 полезного ископаемого. Из каждой добычной скважины 2 отрабатывают три камеры, расположенные под углом 120o. При этом длина каждой камеры половине длины стороны гексагональной ячейки 3, высота камеры не превышает мощность продуктивного горизонта залежи 1, а ширина определяется устойчивостью рудного массива.
После выемки полезного ископаемого из трех камер и демонтажа добычного оборудования из скважины 2 обсадную колонну труб перфорируют, например, нулевым перфоратором, опускают на почву камеры и в скважину 2 через перфорированную колонну подают твердеющую смесь. Перфорация может быть выполнена и после опускания колонны.
После заполнения выработанного пространства твердеющей смесью перфорированную колонну не извлекают и она выполняет роль арматуры в твердеющей закладке.
Когда выемка и закладка всех камер первой очереди закончена м твердеющая смесь набрала заданную прочность, приступают к выемке целика 7 камерой второй очереди 5. Для этого бурят скважину 8, устанавливают добычное оборудование и производят гидравлический размыв полезного ископаемого с выдачей образованной пульпы 9 на поверхность. В зависимости от условий выемка камер второй очереди может быть осуществлена как сверху вниз, так и снизу вверх, в осушенном или затопленном забое.
При большой мощности залежи или отработке крутопадающих залежей изометрической формы, например, кимберлитовых трубок, возможна этажная разработка.
Поскольку выемку камер второй очереди производят под защитой искусственного целика, созданного отработкой и закладкой камер первой очереди 4, объем камер второй очереди 5, может быть существенно увеличен за счет увеличения линейных размеров целика 7.
После выемки полезного ископаемого в камере второй очереди 5 производят ее закладку сыпучим материалом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие залежи рядами добычных скважин, монтаж в них эксплуатационных колонн и гидромониторных агрегатов, разработку залежи с выемкой полезного ископаемого камерами первой очереди и формированием между ними целиков шестигранной в плане формы, опускание на почву эксплуатационных колонн, их перфорацию и закладку выработанного пространства твердеющей смесью, разбуривание целиков добычными скважинами и выемку полезного ископаемого камерами второй очереди под защитой искуственных целиков, отличающийся тем, что разработку залежи ведут гексагональными ячейками, камеры первой очереди отрабатывают в виде встречнонаправленных по сторонам шестигранника щелей с параллельными или расходящимися стенками, при этом перфорацию эксплуатационных колонн осуществляют перед подачей закладки, а твердеющую смесь подают через перфорированную колонну, которую в дальнейшем используют в качестве армирующего элемента.

Реферат. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых. Сущность изобретения: продуктивный горизонт залежи вскрывают добычными скважинами, разработку осуществляют гексагональными ячейками с выемкой камер первой и второй очереди. При этом камеры первой очереди отрабатывают в виде вертикальных щелей, встречно-направленных по периметру гексагональной ячейки. После выемки камер первой очереди и их закладки через перфорированные эксплуатационные трубы присутствуют к отработке камер второй очереди под защитой искусственного целика. 2 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игоревич, Сухолинский-Местечкин Сергей Леонидович, Казаков Анатолий Григорьевич, Фортыгин Виталий Сергеевич, Дебейко Иван Павлович
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич, Сухолинский-Местечкин Сергей Леонидович, Казаков Анатолий Григорьевич, Фортыгин Виталий Сергеевич, Дебейко Иван Павлович
Приоритеты:
подача заявки: 17.04.1995
публикация патента: 10.06.1997

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Клочко С.А., Серов С.А., Салоп Д.Л., Фильчуков А.Ю. Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси. Патент РФ N2180399
http://www.freepatent.ru/patents/2180399

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области добычи нерудных строительных материалов, обеспечивающей сырьевую базу промышленного и гражданского строительства, и может быть использовано при разработке месторождений гравийно-песчаных смесей, залегающих преимущественно в водоносных горизонтах.
Известен способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающий выемку первоначального котлована, его заводнение, размещение в нем земснаряда, разработку блока с разрушением гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение земснаряда по мере выемки очередного блока и транспортирование разрушенной гравийно-песчаной смеси к зумпфу землесосной станции или на переработку (Ю.Д.Буянов, А.А.Краснопольский Разработка месторождений нерудных полезных ископаемых М., Недра, 1973, стр. 280-292).
Недостатком данного способа является сравнительно небольшая глубина разработки, определяемая в основном параметрами рабочего органа земснаряда.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающий выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования, разработку блока с подрезкой и размывом гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение добычного оборудования по мере выемки очередного блока, подъем пульпы на поверхность и ее транспортирование на поверхностный комплекс (Г.А.Нурок Технология и проектирование гидромеханизации горных работ М., Недра 1965, стр. 98, 355-356, 366-371, 361-365).
Недостатком данного способа также является сравнительно небольшая высота уступа, определяемая в основном параметрами рабочего органа земснаряда.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности разработки месторождений гравийно-песчаных смесей.
Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения, состоит в повышении высоты уступа.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающем выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования, разработку блока с подрезкой и размывом гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение добычного оборудования по мере выемки очередного блока, подъем пульпы на поверхность и ее транспортирование на поверхностный комплекс, согласно изобретению в качестве добычного оборудования используют скважинный гидродобычной агрегат, включающий гидродобычной и гидромониторный снаряды, размещенный на плавучей управляющей установке, перед подрезкой первой заходки в блоке в почве уступа формируют приемную воронку, размыв гравийно-песчаной смеси в блоке ведут секторными заходками с одной установки добычного оборудования боковым забоем, а размыв массива заходки осуществляют после его обрушения.
В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается объем правовой охраны.
В частных случаях использования изобретение характеризуется следующей совокупностью признаков.
Размыв обрушенной заходки осуществляют в период подрезки следующей заходки энергией отраженной струи гидромониторного снаряда.
Ширину блока принимают равной двум длинам эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое.
Гидродобычной снаряд при работе добычного оборудования имеет опору на дно приемной воронки.
Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси поясняется фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 представлена схема отработки блока, вид в плане, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9806/223316543.b/0_15bd85_92eb5566_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9932/223316543.b/0_15bd84_79819446_orig

Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси осуществляется следующим образом.
Экскаватором-драглайном или грейферным экскаватором создают первоначальный котлован (не показан) длиной, достаточной для размещения плавучей управляющей установки с добычным оборудованием. Ширину первоначального котлована принимают равной ширине добычного блока. Ширину блока принимают равной двум длинам эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое. Длину блока принимают равной длине эффективной струи гидромониторного снаряда в затопленном забое. Глубина первоначального котлована определяется глубиной разработки.
После заводнения первоначального котлована в него спускают понтон плавучей управляющей установки 1, на котором монтируют добычное оборудование, насосную станцию (не показана) и производят монтаж водоводов 2, подающих воду на гидромониторный 3 и гидродобычной 4 снаряды. Кроме того, посредством шаровых шарниров соединяют между собой плавучий пульповод 5, пульповод 6 плавучей управляющей установки 1 и береговой пульповод 7.
В качестве понтона плавучей управляющей установки 1 может быть использован понтон серийно выпускаемого земснаряда небольшой производительности, например 8НЗ Минстроя или 100-40к. В качестве добычного оборудования может быть использован скважинный гидродобычной снаряд, например СГ-14, и скважинный гидромониторный снаряд СГМ-2, имеющий боковые и торцевые струеформирующие насадки.
Посредством маневрирования плавучей управляющей установки 1 гидромониторный 3 и гидродобычной 4 снаряды размещают в рабочем положении в непосредственной близости к забою 8 добычного блока 9 и с этой установки в почве 10 уступа 11 гидромониторной струей, образуемой торцевой струеформирующей насадкой гидромониторного снаряда 3, формируют приемную воронку 12. Размытая при формировании приемной воронки 12 гравийно-песчаная смесь поступает к всасу гидродобычного снаряда 4 и посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 поднимается на поверхность. Посредством пульповода 6 плавучей управляющей установки 1, плавучего пульповода 5 и берегового пульповода 7 добытую гравийно-песчаную смесь подают на поверхностный комплекс (не показан).
Плавучая управляющая установка 1 удерживается на месте с помощью лебедок 13, размещенных на понтоне, и тросов 14, заякоренных на берегу 15. В качестве опоры может быть также использован гидродобычной снаряд 4, который для этого должен быть выполнен с опорным башмаком 16 в нижней своей части, который при работе добычного оборудования заглубляется в дно приемной воронки 12 по мере ее формирования и создает тем самым дополнительную опору.
После формирования приемной воронки 12 на необходимую глубину гидродобычной снаряд 4 фиксируют на ее дне и приступают к подрезке массива первой секторной заходки 17 в блоке. Подрезку осуществляют боковым забоем гидромониторной струей, образуемой боковой струеформирующей насадкой гидромониторного снаряда 3, посредством медленного поворота гидромониторного снаряда 3 вокруг своей продольной оси на некоторый угол. Скорость поворота, при которой обеспечивается сплошная подрезка массива секторной заходки без оставления целиков, может быть определена в процессе опытных работ, или моделированием, или иным доступным методом.
Размытая гравийно-песчаная смесь поступает в приемную воронку 12, откуда посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 осуществляют ее подъем на поверхность и посредством пульповода 6 плавучей управляющей установки 1, плавучего пульповода 5 и берегового пульповода 7 подают на поверхностный комплекс.
В результате образования врубовой полости (не показана) в основании уступа 11 происходит обрушение вышележащего массива гравийно-песчаной смеси секторной заходки. Использование бокового забоя позволяет повысить безопасность работ по размыву, поскольку не происходит обрушение подрезанного и потерявшего устойчивость массива на добычное оборудование.
После обрушения массива первой секторной заходки 17 гидромониторным снарядом 3 начинают подрезку массива следующей секторной заходки 18, а энергию отраженной струи гидромониторного снаряда 3 используют для размыва обрушенного массива первой секторной заходки 17. Размытая гравийно-песчаная смесь поступает в приемную воронку 12, откуда посредством гидроэлеватора гидродобычного снаряда 4 осуществляют ее подъем на поверхность и через пульповод 6 плавучей управляющей установки 1, плавучий пульповод 5 и береговой пульповод 7 подают на поверхностный комплекс.
После выемки гравийно-песчаной смеси во всех секторных заходках 19-24 в блоке и зачистки почвы 10 уступа 11 отсоединяют плавучий пульповод 5 от берегового пульповода 7, плавучую управляющую установку 1 с добычным оборудованием перемещают на длину блока, и цикл работ по формированию приемной воронки, подрезке, обрушению, размыву обрушенного массива гравийно-песчаной смеси, подъему пульпы на поверхность и подачи ее на поверхностный комплекс повторяется.
Использование изобретения позволит вести разработку месторождений гравийно-песчаных смесей более высокими уступами, что в конечном итоге повысит эффективность добычных работ.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси, включающий выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования, разработку блока с подрезкой и размывом гравийно-песчаной смеси в добычной заходке, перемещение добычного оборудования по мере выемки очередного блока, подъем пульпы на поверхность и ее транспортирование на поверхностный комплекс, отличающийся тем, что в качестве добычного оборудования используют скважинный гидродобычной агрегат, включающий гидродобычной и гидромониторный снаряды, размещенный на плавучей управляющей установке, перед подрезкой первой заходки в блоке в почве уступа формируют приемную воронку, размыв гравийно-песчаной смеси в блоке ведут секторными заходками с одной установки добычного оборудования боковым забоем, а размыв массива заходки осуществляют после его обрушения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размыв обрушенной заходки осуществляют в период подрезки следующей заходки энергией отраженной струи гидромониторного снаряда.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ширину блока принимают равной двум длинам эффективной струи гидромонитора в затопленном забое.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидродобычной снаряд при работе добычного оборудования имеет опору на дно приемной воронки.

Реферат. Изобретение относится к горной промышленности, в частности к добыче нерудных строительных материалов, к разработке месторождений гравийно-песчаных смесей, залегающих в водоносных горизонтах. Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси включает выемку первоначального котлована шириной, по меньшей мере равной ширине добычного блока, и глубиной, равной высоте подводной части добычного уступа, заводнение первоначального котлована, размещение в нем добычного оборудования - гидродобычного агрегата, включающего гидродобычной и гидромониторный снаряды. Разработку блока осуществляют с подрезкой, перед подрезкой первой заходки в блоке в почве уступа формируют приемную воронку. Размыв гравийно-песчаной смеси в блоке ведут секторными заходками с одной установки добычного оборудования боковым забоем, а размыв массива заходки осуществляют после его обрушения. По мере выемки очередного блока перемещают добычное оборудование, поднимают пульпу на поверхность и транспортируют ее на поверхностный комплекс. Изобретение позволит вести разработку месторождений гравийно-песчаной смеси более высокими уступами, что повысит эффективность добычных работ. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Н.И., Клочко С.А., Серов С.А., Салоп Д.Л., Фильчуков А.Ю.
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич, Клочко Сергей Анатольевич, Серов Сергей Анатольевич, Салоп Дмитрий Львович, Фильчуков Александр Юрьевич
Адрес для переписки:   107076, Москва, Богородский вал, 6, копр.2, кв.432, Н.И.Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 13.06.2001
начало действия патента: 13.06.2001
публикация патента: 10.03.2002

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Дворовенко А.Е., Фильчуков А.Ю. Нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда. Патент РФ N2272142
http://www.freepatent.ru/images/patents/196/2272142/patent-2272142.pdf
http://www.freepatent.ru/patents/2272142

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых методами скважинной гидротехнологии, а также при бурении скважин и создании подземных полостей различного назначения. Наиболее предпочтительная область применения - гидромониторные агрегаты, в которых часть потока напорной воды направляется для питания гидроэлеватора, и предназначенные для разработки месторождений, в которые полезные ископаемые характеризуются высокой абразивностью, например месторождений кварцевого песка.

Известен нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, содержащий патрубок для подачи потока напорной воды с гидромониторной головкой, размещенный в нем патрубок пульповода со всасывающим отверстием и насадку гидроэлеватора (Авторское свидетельство СССР №1320419, кл. Е 21 С 45/00, опубл. 1987).

Недостатком данного устройства является быстрый износ входной части патрубка пульповода при его использовании для размыва и транспортировки полезных ископаемых, характеризующихся высокой абразивностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, включающий патрубок для подачи напорной воды с размещенным в нем патрубком пульповода и кольцевой гидроэлеватор с конфузором, диффузором и камерой смешения, выполненными во входной части патрубка пульповода (Патент RU №2060393, Кл. Е 21 С 45/00, опубл. 1996).

Недостатком данного устройства также является быстрый износ входной части патрубка пульповода при его использовании для размыва и транспортировки полезных ископаемых, характеризующихся высокой абразивностью.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в повышении производительности скважинных гидрообычных агрегатов за счет увеличения межремонтных периодов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в снижении износа входной части патрубка пульповода скважинных добычных снарядов, оборудованных пульпоподъемными приспособлениями, выполненными в виде кольцевого гидроэлеватора.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном нижнем оголовке скважинного гидродобычного снаряда, включающем патрубок для подачи напорной воды с размещенным в нем патрубком пульповода и кольцевой гидроэлеватор с конфузором, диффузором и камерой смешения, выполненными во входной части патрубка пульповода, согласно изобретению камера смешения кольцевого гидроэлеватора снабжена износостойкой вставкой, выполненной в виде колец, содержащих износостойкий материал, установленных с зазорами между собой между конфузором и диффузором, при этом в месте размещения колец в патрубке пульповода выполнены отверстия для подачи напорной воды в патрубок пульповода через зазоры между кольцами.

В заявленную совокупность включены все существенные признаки, характеризующие изобретение и обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

В частном случае изобретение характеризуется тем, что зазоры между кольцами износостойкой вставки образованы за счет шероховатости их торцевых поверхностей.

А также тем, что патрубок для подачи напорной воды имеет боковые и/или торцевые гидромониторные насадки.

Нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда поясняется чертежом, на котором представлен его продольный разрез.



Нижний оголовок скважинного добычного снаряда состоит из патрубка 1 для подачи напорной воды, в который могут быть вмонтированы боковые 2 и/или торцевые (на чертеже не показаны) гидромониторные насадки для размыва породы и образования пульпы. Внутри патрубка 1 коаксиально с зазором 3 размещен патрубок пульповода 4. В торцевой части патрубка 1 для подачи напорной воды размещен кольцевой гидроэлеватор 5. Торцевые гидромониторые насадки для бурения скважин могут быть вмонтированы в торце кольцевого гидроэлеватора 5.

Конфузор 6 кольцевого гидроэлеватора 5 расположен на входе патрубка пульповода 4 и выполнен, например, в виде втулки с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхностями. При этом наружный диаметр втулки равен внутреннему диаметру патрубка пульповода 4. Больший (входной) диаметр конфузора 6 равен внутреннему диаметру патрубка пульповода 4. Меньший (выходной) диаметр конфузора 6 равен внутреннему диаметру износостойкой вставки.

За конфузором 6 в камере смешения кольцевого гидроэлеватора 5 установлена износостойкая вставка. Износостойкая вставка 7 выполнена в виде колец 8 (шайб), содержащих износостойкий материал. В зависимости от крупности и прочности транспортируемых минеральных частиц в качестве износостойкого материала могут быть использованы: износостойкая резина, микропористый электрокорунд, износостойкая (аустенитная) сталь, износостойкий чугун. При этом кольца могут быть изготовлены из указанных материалов как целиком, так и содержать износостойкий материал в импрегнированном виде. Возможно также использование износостойких покрытий, наносимых на внутреннюю поверхность колец 8, выполненных из не износостойких материалов.

Длина износостойкой вставки 7 должна обеспечивать защиту участка патрубка пульповода 4, подверженного наиболее сильному износу вследствие высоких скоростей движения материала на этом участке. Наружный диаметр колец 8 равен внутреннему диаметру патрубка пульповода 4, а их внутренний диаметр должен обеспечивать оптимальное проходное сечение и устанавливается в результате экспериментальных исследований. Торцевые поверхности колец 8 выполняются с неровностями (шероховатыми), таким образом, чтобы при их стыковке между ними образовывался зазор для подачи напорной воды.

За износостойкой вставкой 7 размещено коническое расширение 9 (диффузор), выполненное также в виде втулки с наружной цилиндрической и внутренней конической поверхностями. При этом наружный диаметр втулки равен внутреннему диаметру патрубка пульповода 4. Больший (выходной) диаметр конического расширения равен внутреннему диаметру патрубка пульповода 4. Меньший (входной) диаметр конического расширения равен внутреннему диаметру колец 8 износостойкой вставки 7.

Участок патрубка пульповода 4, защищенный износостойкой вставкой 7, имеет отверстия 10, выполненные в его стенках для подачи напорной воды в патрубок пульповода 4 через зазоры между кольцами 8 износостойкой вставки 7. Диаметр, количество и взаимное расположение отверстий 10 может быть установлено расчетным или экспериментальным путем и должно обеспечивать создание водяной рубашки между внутренней поверхностью износостойкой вставки 7 и потоком пульпы.

Для использования нижнего оголовка в гидромониторных агрегатах, осуществляющих бурение скважин, в торце гидроэлеватора могут быть установлены гидромониторные насадки. В случае выполнения устройства без торцевых гидромониторных насадок, т.е. устройство не используется для бурения скважин, для защиты входного отверстия от валунов оно может быть снабжено ограждением 11.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напорной воды в патрубок 1 она проходит по кольцевому зазору 3, затем проходит через кольцевой гидроэлеватор и попадает в патрубок пульповода 4, образуя восходящий поток. Вследствие эжекционного эффекта размытое полезное ископаемое в виде пульпы засасывается в патрубок пульповода 4 и восходящим потоком транспортируется на поверхность.

В случае если нижний оголовок имеет гидромониторные насадки, часть потока напорной воды поступает на гидромониторные насадки 2 и производит размыв породы с образованием пульпы. Другая часть проходит через кольцевой гидроэлеватор и попадает в патрубок пульповода 4, образуя восходящий поток. Вследствие эжекционного эффекта размытое полезное ископаемое в виде пульпы засасывается в патрубок пульповода 4 и транспортируется на поверхность.

Размытое полезное ископаемое характеризующееся высокой абразивностью, проходя по патрубку пульповода 4, защищенному износостойкой вставкой, не подвергает износу его стенки, способствуя тем самым повышению производительности скважинных гидромониторных агрегатов за счет увеличения межремонтных периодов. Кроме того, напорная вода, попадая через зазоры между кольцами 8 износостойкой вставки 7, образует дополнительный защитный слой на этом участке пульповода в виде водяной рубашки.

Дополнительный технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в оттирке зерен полезного ископаемого от посторонних примесей, например удалении пленок окислов железа с зерен кварцевого песка. Дополнительный технический результат обусловлен абразивными свойствами некоторых материалов, используемых в качестве износостойкого материала, например электрокорунда.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, включающий патрубок для подачи напорной воды с размещенным в нем патрубком пульповода и кольцевой гидроэлеватор с конфузором, диффузором и камерой смешения, выполненных во входной части патрубка пульповода, отличающийся тем, что камера смешения кольцевого гидроэлеватора снабжена износостойкой вставкой, выполненной в виде колец, содержащих износостойкий материал, установленных с зазорами между собой между конфузором и диффузором, при этом в месте размещения колец в патрубке пульповода выполнены отверстия для подачи напорной воды в патрубок пульповода через зазоры между кольцами.

2. Нижний оголовок по п.1, отличающийся тем, что зазоры между кольцами износостойкой вставки образованы за счет шероховатости их торцевых поверхностей.

3. Нижний оголовок по п.1, отличающийся тем, что патрубок для подачи напорной воды имеет боковые и/или торцевые гидромониторные насадки.

Реферат. Область применения - разработка месторождений полезных ископаемых методами скважинной гидротехнологии, а также бурение скважин и создание подземных полостей различного назначения. Устройство включает патрубок для подачи напорной воды. Размещенный в нем патрубок пульповода имеет коническое сужение, износостойкую вставку, выполненную в виде колец из износостойкого материала, установленных с зазорами между собой после конического сужения по ходу потока пульпы, и коническое расширение, размещенное после колец. В месте размещения колец в патрубке пульповода выполнены отверстия для подачи напорной воды в патрубок пульповода через зазоры между кольцами. В торцевой части патрубка для подачи напорной воды размещен гидроэлеватор. Патрубок для подачи напорной воды и гидроэлеватор могут иметь гидромониторные насадки. Зазоры между кольцами износостойкой вставки образованы за счет шероховатости их торцевых поверхностей. При подаче напорной воды часть потока, проходя по кольцевому зазору, проходит через кольцевой гидроэлеватор и попадает в патрубок пульповода, образуя восходящий поток. Вследствие создаваемого разрежения размытое полезное ископаемое в виде пульпы засасывается в патрубок пульповода и транспортируется на поверхность. Технический результат состоит в снижении износа входной части патрубка пульповода скважинных добычных снарядов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игоревич (RU), Дворовенко Александр Евгеньевич (RU), Фильчуков Александр Юрьевич (RU)
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич (RU), Дворовенко Александр Евгеньевич (RU), Фильчуков Александр Юрьевич (RU)
Адрес для переписки:   107076, Москва, Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И. Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 28.07.2004
начало действия патента: 28.07.2004
публикация патента: 20.03.2006

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Николаев А.Н. Нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда. Патент РФ N2101504
http://www.freepatent.ru/patents/2101504

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к гидродобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых методами скважинной гидродобычи.
Известен нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, содержащий патрубок для подачи потока напорной воды с гидромониторной головкой, размещенный в нем патрубок пульповода со всасывающим отверстием и насадку гидроэлеватора.
Недостатком данного устройства является сравнительно небольшие глубины разработки, на которых он может эффективно использоваться из-за небольшого напора, создаваемого гидроэлеватором.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, включающий патрубок для подачи напорной воды с гидромониторными насадками и размещенный в нем патрубок пульповода [1]

Данный оголовок, снабженный завихрителем потока напорной воды, позволяет существенно увеличить глубины разработки, однако его использование требует большого расхода напорной воды, что в некоторых случаях может приводить к затоплению забоя и снижению, тем самым эффективности работы гидромониторных насадок.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является сокращение расхода напорной воды при сохранении или увеличении глубины разработки.
Указанный технический результат достигается тем, что известный нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, включающий патрубок для подачи напорной воды с гидромониторными насадками и размещенный в нем патрубок пульповода, снабжен завихрителем потока пульпы, выполненным в виде по меньшей мере одного окна в патрубке напорной воды и по меньшей мере одного тангенциально направленного окна в патрубке пульповода, гидравлически попарно соединенных между собой с образованием по меньшей мере одного спирального канала для тангенциального ввода в патрубок пульповода завихряющего агента из затрубного пространства.
В приведенную выше совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата.
На фиг. 1 представлен продольный разрез нижнего оголовка скважинного добычного агрегата с кольцевым элеватором; на фиг. 2 разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 продольный разрез нижнего оголовка скважинного добычного агрегата с эрлифтом; на фиг. 4 разрез А А на фиг. 3.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9813/223316543.c/0_15bf3c_6de57650_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/6729/223316543.c/0_15bf3d_625cfe55_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9753/223316543.c/0_15bf3f_46c46b27_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9740/223316543.c/0_15bf3e_321ca48d_orig

Нижний оголовок состоит из патрубка 1 для подачи напорной воды, в котором смонтированы гидромониторные насадки 2. Внутри патрубка 1 коаксиально с зазором 3 размещен патрубок пульповода 4. Завихритель 5 потока пульпы выполнен в виде по меньшей мере одного окна 6 в патрубке 1 для подачи напорной воды и по меньшей мере одного тангенциально направленного окна 7 в патрубке пульповода 4.
Окна 6 и 7 могут быть расположены как в одном поперечном сечении оголовка, так и несколько смещены друг относительно друга вдаль его продольной оси. Количество окон 6 и 7 определяется в каждом конкретном случае в зависимости от условий разработки.
Окна 6 и 7 гидравлически попарно соединены между собой с образованием по меньшей мере одного спирального канала 8 для тангенциального ввода в патрубок пульповода 4 завихряющего агента из затрубного пространства 9. Выполнение каналов 8 спиральными позволяет создать более плавное их сопряжение с патрубком пульповода 4 без скачков кривизны, характерных для сопряжения прямолинейных каналов тангенциального ввода с цилиндрическими патрубками.
Устройство работает следующим образом. При подаче напорной воды в патрубок 1 нижнего оголовка скважинного добычного агрегата с кольцевым элеватором часть потока по кольцевому зазору 3 поступает на гидромониторные насадки 2 и производит размыв полезного ископаемого с образованием пульпы. Другая ее часть поступает на питание кольцевого элеватора.
После подачи в затрубное пространство 9 сжатого воздуха, он понижает уровень воды в добычной камере и отжимает пульпу к приемному окну элеватора. Часть воды под давлением поступает к окнам 6 и далее по спиральному каналу 8 к окнам 7 в пульповоде 4. Поскольку спиральный канал 8 и окна 7 образуют тангенциальный ввод, то вода, входя в пульповод 4, заставляет поднимающуюся пульпу закручиваться вдоль продольной оси, приобретая тем самым большую скорость.
После того, как уровень воды в камере понизится настолько, что обнажатся окна 6, в пульповод начнет прорываться сжатый воздух, который будет оказывать на пульпу аналогичное воде воздействие и, кроме того, создавать эрлифтный эффект.
При подаче напорной воды в патрубок 1 нижнего оголовка скважинного добычного агрегата с эрлифтом весь напор расходуется на размыв полезного ископаемого посредством гидромониторных насадок 2 с образованием пульпы. Пульпа поступает к приемным окнам эрлифта и частично накапливается в нижней части добычной камеры, если производительность эрлифта меньше расхода напорной воды.
После подачи сжатого воздуха в затрубное пространство 9, работа устройства происходит в описанной выше последовательности.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда, включающий патрубок для подачи напорной воды с гидромониторными насадками и размещенный в нем патрубок пульповода, отличающийся тем, что он снабжен завихрителем потока пульпы, выполненным в виде по меньшей мере одного окна в патрубке напорной воды и по меньшей мере одного тангенциально направленного окна в патрубке пульповода, гидравлически попарно соединенных между собой с образованием по меньшей мере одного спирального канала для тангенциального ввода в патрубок пульповода завихряющего агента из затрубного пространства.

Реферат. Использование: горнодобывающая промышленность, разработка месторождений полезных ископаемых методами скважинной гидродобычи. Сущность: нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда содержит патрубок для подачи напорной воды с гидромониторными насадками и размещенный в нем патрубок пульповода. В кольцевом пространстве между указанными патрубками установлен завихритель потока пульпы, выполненный в виде по меньшей мере одного окна в патрубке напорной воды и по меньшей мере одного тангенциально направленного окна в патрубке пульповода, гидравлически попарно соединенных между собой с образованием по меньшей мере одного спирального канала для тангенциального ввода в патрубок пульповода завихряющего агента из затрубного пространства. 4 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игорьевич, Николаев Александр Николаевич
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич, Николаев Александр Николаевич
Приоритеты:
подача заявки: 30.09.1996
публикация патента: 10.01.1998

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Дворовенко А.Е., Фильчуков А.Ю. Установка для подводной гидродобычи полезных ископаемых. Патент РФ N2272146.
http://www.freepatent.ru/images/patents/196/2272146/patent-2272146.pdf
http://www.freepatent.ru/patents/2272146

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области добычи твердых полезных ископаемых и может быть использовано, в частности, при разработке месторождений строительных материалов, обеспечивающих сырьевую базу промышленного и гражданского строительства, например, гравийно-песчаных смесей. Возможно также ее использование при разработке рудных месторождений, например россыпных месторождений золота. Кроме того, с помощью данной установки возможно производство дноуглубительных работ в руслах рек и каналов, в том числе и перед плотинами, например, гидроэлектростанций.

Известна установка для подводной разработки месторождений твердых полезных ископаемых, представляющая собой гидравлический земснаряд, содержащий понтон с размещенными на нем грунтовым насосом, грузоподъемными средствами и папильонажными лебедками, при этом для разработки грунта используется закрепленный на раме всасывающий трубопровод, снабженный рыхлителем. Подъем и опускание всасывающего трубопровода осуществляется с помощью грузоподъемных средств (см. Агошков М.И., Борисов С.С. и Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра, 1983 г., стр.411-417, рис.200).

Недостатком данной установки является фиксированная глубина разработки, определяемая водоизмещением понтона, имеющим постоянное значение. При разработке месторождений полезных ископаемых, залегающих на больших глубинах, необходимо увеличить длину всасывающего трубопровода и, соответственно, его вес. Чтобы устранить дифферент, вызванный изменением положения центра тяжести вследствие подъема и опускания грунтозаборного устройства большего веса, требуется увеличить водоизмещение понтона.

Известен плавучий кран, в котором устранение дифферента платформы, вызванного подъемом груза, осуществляют с помощью балластных цистерн, причем поворот груза, поднятого стрелой крана, производят вместе с платформой, дифферент которой устранен (см. авторское свидетельство SU №1523536 А1, МПК4 В 66 С 23/52, опубл. 23.11.89).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является установка для подводной гидродобычи полезных ископаемых, включающая корпус, выполненный в виде понтона, с размещенными на нем грунтозаборным устройством, шарнирно соединенным с корпусом, краном для подъема и опускания грунтозаборного устройства, и дополнительные понтоны, установленные в направляющих с возможностью перемещения вдоль корпуса (см. авторское свидетельство SU №1735505 А1, МПК 5 E 02 F 3/88, опубл. 23.05.92).

Недостатком данной установки является фиксированная глубина разработки, определяемая длиной его грунтозаборного устройства и водоизмещением понтона. Данную установку практически невозможно использовать при разработке месторождений полезных ископаемых, характеризуемых непостоянной глубиной залегания в пределах одного выемочного поля.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в повышении эффективности разработки рудных и нерудных месторождений, залегающих под водоемами и характеризующихся непостоянными глубинами залегания продуктивных пластов.

Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения, состоит в обеспечении возможности добычи полезных ископаемых при изменяющихся глубинах разработки в пределах одного водоема установками с минимальным неизменяющимся водоизмещением.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для подводной гидродобычи полезных ископаемых, включающей корпус, выполненный в виде понтона, с размещенными на нем грунтозаборным устройством, шарнирно соединенным с корпусом, краном для подъема и опускания грунтозаборного устройства, и дополнительные понтоны, установленные в направляющих с возможностью перемещения вдоль корпуса, согласно изобретению корпус имеет П-образное поперечное сечение, грунтозаборное устройство выполнено в виде скважинного гидродобычного снаряда, колонна которого по длине состоит из двух частей, шарнирно соединенных между собой, при этом установка снабжена дополнительным краном для подъема и опускания части колонны, а дополнительные понтоны установлены по обоим бортам корпуса для выравнивания его дифферента, возникающего при подъеме и опускании грунтозаборного устройства.

В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения заявленного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается объем правовой охраны.

Установка для гидродобычи полезных ископаемых поясняется чертежами, на которых на фиг.1 показан вид установки сбоку, на фиг.2 - вид установки сверху.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9172/223316543.c/0_15bf61_5f763d4_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9820/223316543.c/0_15bf60_c397272a_orig

Установка для гидродобычи полезных ископаемых состоит из корпуса, выполненного в виде П-образного в поперечном сечении понтона 1. Понтон 1 может быть выполнен секционным, т.е. состоять из нескольких продольных секций. На понтоне 1 размещается насос 2, подающий напорную воду, в частности, для размыва полезного ископаемого, с двигателем 3 (электродвигателем или дизелем). Двигатель 3 подключен к блоку управления (не показан).

В проеме 4 между продольными секциями понтона 1 размещено грунтозаборное устройство. Грунтозаборное устройство посредством шарнира 5 соединено с корпусом и имеет возможность подъема и опускания вокруг указанного шарнира 5. При этом шарнир 5 конструктивно выполнен так, что обеспечивает прохождение пульпы к плавучему пульпопроводу 6 и подачу напорной воды, в частности, к насадкам гидромонитора (не показан) для размыва полезного ископаемого.

Шарнир 5 может быть размещен или в носовой или в кормовой части корпуса. На чертеже представлен вариант с кормовым расположением шарнира 5. В транспортном положении грунтозаборное устройство находится в горизонтальном положении независимо от места расположения шарнира 5.

Грунтозаборное устройство выполнено в виде скважинного гидродобычного снаряда, колонна 7 которого содержит пульповод и напорный водовод и по длине состоит из головной 8 и хвостовой 9 частей, соединенных между собой посредством шарнира 10. При этом шарнир 10, как и шарнир 5, обеспечивает проход напорной воды, в частности, для размыва полезного ископаемого и подъем пульпы.

Головная часть 8 скважинного гидродобычного снаряда имеет гидромонитор для размыва полезного ископаемого, и устройство, обеспечивающее подъем пульпы, содержащее грунтоприемник 11. Устройство, обеспечивающее подъем пульпы, может быть выполнено, например, в виде гидроэлеватора и/или эрлифта. В последнем случае установка должна иметь компрессор для нагнетания воздуха и трубопровод для его подвода.

Хвостовая часть 9 скважинного гидродобычного снаряда посредством соответствующих трубопроводов соединена с насосом 2, подающим напорную воду к гидромонитору и гидроэлеватору, и плавучим пульпопроводом 6, по которому размытое полезное ископаемое в виде потока пульпы подается на промплощадку. Для обеспечения маневренности установки соединение с плавучим пульповодом осуществлено посредством шарового шарнира 12.

Для выравнивания дифферента корпуса установки для подводной гидродобычи полезных ископаемых, возникающего при подъеме и опускании грунтозаборного устройства, по обоим наружным бортам корпуса установлены дополнительные понтоны 13. Каждый из дополнительных понтонов 13 имеет возможность перемещаться вдоль борта в направляющих посредством привода 14, например, зубчато-реечного или трособлочного. Перемещение понтонов может быть как синхронным, так и асинхронным.

Для подъема и опускания скважинного гидродобычного снаряда в носовой и кормовой частях понтона размещены портальные краны 15 с лебедками 16.

В носовой и кормовой частях понтона установлены папильонажные лебедки 17 для обеспечения маневрирования установки в забое.

Установка для гидродобычи полезных ископаемых работает следующим образом.

Собранная в котловане, предварительно созданном на месте разработки, или доставленная по водным путям в собранном виде, установка размещается над местом, предназначенным для разработки. Монтируется плавучий пульпопровод 6, соединяющий установку с берегом. На берегу монтируется стационарный пульпопровод, соединяющий плавучий пульпопровод и склад добытого полезного ископаемого или донных отложений при производстве дноуглубительных работ.

Концы тросов папильонажных лебедок 17 заякориваются на берегу. Скважинный гидродобычной снаряд или его головную часть 8 переводят в вертикальное положение и приступают к размыву полезного ископаемого. Перевод скважинного гидродобычного снаряда в вертикальное положение осуществляют путем первоначального опускания его головной части 8, содержащей грунтоприемник 11, относительно шарнира 10, размещенного в средней части колонны 7, посредством носового или кормового портального крана в зависимости от места расположения шарнира 5 относительно корпуса.

Возникающий при опускании головной 8 части дифферент корпуса устраняется перемещением дополнительных понтонов в сторону его большей осадки. Управление двигателями привода перемещения может осуществляться автоматически по сигналу от датчиков дифферента, размещенных в носовой и кормовой частях корпуса, или непосредственно оператором установки. Оператор визуально определяет дифферент и включает двигатели привода 14, обеспечивающие перемещение дополнительных понтонов к той части корпуса, которая имеет большую осадку. Выравнивание дифферента, возникающего при подъеме головной части, производится аналогично.

Размытое полезное ископаемое поступает в грунтоприемник 11, и посредством гидроэлеватора и/или эрлифта поднимается на поверхность и по пульповоду подается на промплощадку.

Продольную подачу установки и ее папильонирование в забое осуществляют посредством папильонажных лебедок 17.

В случае, когда глубина разработки превышает длину головной части 8, дальнейшую разработку осуществляют за счет опускания скважинного гидродобычного снаряда путем его поворота относительно шарнира 5, расположенного на корпусе. Возникающий при этом дифферент корпуса устраняется так же, как и в случае опускания головной части 8.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Установка для подводной гидродобычи полезных ископаемых, включающая корпус, выполненный в виде понтона, с размещенными на нем грунтозаборным устройством, шарнирно соединенным с корпусом, краном для подъема и опускания грунтозаборного устройства, и дополнительные понтоны, установленные в направляющих с возможностью перемещения вдоль корпуса, отличающаяся тем, что корпус имеет П-образное поперечное сечение, грунтозаборное устройство выполнено в виде скважинного гидродобычного снаряда, колонна которого по длине состоит из двух частей, шарнирно соединенных между собой, при этом установка снабжена дополнительным краном для подъема и опускания части колонны, а дополнительные понтоны установлены по обоим бортам корпуса для выравнивания его дифферента, возникающего при подъеме и опускании грунтозаборного устройства.

Реферат. Область применения: добыча рудных и нерудных, в частности строительных, материалов. Установка включает понтон с размещенным на нем грунтозаборным устройством, имеющим пульпоприемник, размещенный в носовой части понтона кран для подъема и опускания пульпоприемника путем поворота грунтозаборного устройства относительно оси, размещенной на понтоне, и пульпопровод, соединенный с пульповодом грунтозаборного устройства, отличающаяся тем, что понтон выполнен П-образным в поперечном сечении и снабжен дополнительным краном, размещенным в его кормовой части, грунтозаборное устройство выполнено в виде скважинного гидродобычного снаряда, колонна которого по длине состоит из двух частей, шарнирно соединенных между собой, и размещена на понтоне с возможностью их поочередного опускания, краны выполнены портальными, а ось поворота размещена в кормовой или носовой части понтона. Технический результат состоит в обеспечении возможности добычи полезных ископаемых при изменяющихся глубинах разработки. 2 ил.

Классы МПК:
E21C50/00 Подводная добыча полезных ископаемых, не отнесенная к другим рубрикам
E02F3/88 ..со всасывающими или нагнетательными устройствами, например землесосные снаряды или землесосные драги
Автор(ы): Бабичев Николай Игоревич (RU), Дворовенко Александр Евгеньевич (RU), Фильчуков Александр Юрьевич (RU)
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич (RU), Дворовенко Александр Евгеньевич (RU), Фильчуков Александр Юрьевич (RU)
Адрес для переписки: 107076, Москва, ул. Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И. Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 18.04.2005
начало действия патента: 18.04.2005
публикация патента: 20.03.2006

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Николаев А.Н. Способ разработки месторождений полезных ископаемых. Патент РФ N2101503.
http://www.freepatent.ru/patents/2101503

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче твердых полезных ископаемых, например золотоносных россыпей, преимущественно в сложных горнотехнических условиях.
Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из талых песчано-глинистых россыпей, в котором продуктивный пласт вскрывают центральной и периферийными скважинами, массив полезного ископаемого разделяют на блоки, разрушение полезного ископаемого ведут через скважины и выдают на поверхность подъемным оборудованием [1]

Недостатком данного способа являются значительные энергетические затраты на замораживание и разрыхление массива полезного ископаемого.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами в ее вершинах, размещение в центральной скважине пульпоподъемной колонны, сбойку центральной скважины с периферийными вертикальными щелевидными выработками, размыв продуктивного пласта скважинными гидромониторами через периферийные скважины с формированием выемочных камер и перепуском пульпы через щелевидные выработки к пульпоподъемной колонне, уборку негабаритных фракций из зоны всасывания пульпоподъемного оборудования и выдачу пульпы на поверхность [2]

В данном способе поддержание выработанного пространства камер осуществляется формируемым в процессе выемки вокруг центральной скважины целиком полезного ископаемого, который в дальнейшем не извлекается и уходит в потери. Кроме того, за счет одновременной выемки всех камер в ячейке негабаритная фракция, скапливаясь у всаса пульпоподъемной колонны, препятствует нормальной его работе и может быть удалена только посредством разрушения негабаритов, поскольку нет свободного технологического пространства, в котором они могли бы быть размещены.
Изобретение решает задачу повышения количественных и качественных показателей выемки и сокращения затрат на разработку месторождения. Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является снижение потерь полезного ископаемого в целиках и уменьшение энергоемкости уборки негабаритных фракций.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе разработки месторождений полезных ископаемых, включающем вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами в ее вершинах, размещение в центральной скважине пульпоподъемной колонны, сбойку центральной скважины с периферийными вертикальными щелевидными выработками, размыв продуктивного пласта скважинными гидромониторами через периферийные скважины с формированием выемочных камер и перепуском пульпы через щелевидные выработки к пульпоподъемной колонне, уборку негабаритных фракций из зоны всасывания подъемного оборудования и выдачу пульпы на поверхность, перед отработкой ячейки в центральную скважину опускают обсадную колонну, имеющую шесть вертикальных прорезей длиной, равной мощности продуктивного пласта, и шириной, равной размеру кондиционного куска, вертикальные щелевые выработки образуют через прорези в обсадной колонне на всю мощность продуктивного пласта, отработку ведут гексагональными ячейками, причем выемочные камеры формируют диаметром, равным длине стороны гексагональной ячейки поочередно в противоположных ее вершинах с размывом сектора целика центральной скважины, негабаритные фракции убирают посредством их транспортирования в выработанное пространство смежной камеры, а формирование последней камеры в ячейке ведут в вершине, совпадающей с направлением подвигания фронта разработки месторождения. В приведенную выше совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата.
На фиг. 1 изображена схема расположения скважин в отрабатываемой гексагональной ячейке, вид в плане; на фиг. 2 разрез А-А фиг 1.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9753/223316543.c/0_15bf7a_29456f79_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9507/223316543.c/0_15bf79_f0efe7c3_orig

Способ осуществляется следующим образом. Продуктивный пласт 1, имеющий горизонтальное или пологое залегание, в каждой отрабатываемой гексагональной ячейке 2 вскрывают центральной пульповыдачной скважиной 3 и шестью периферийными скважинами 4, пробуриваемыми в вершинах ячейки 2. Центральную скважину 3 на всю глубину обсаживают обсадной колонной 5, имеющей шесть вертикальных прорезей 6, высотой, равной мощности продуктивного пласта 1, и шириной, равной размеру кондиционного куска.
В обсаженную центральную скважину 3 опускают скважинный гидромонитор и через вертикальные прорези 6 в обсадной колонне 5 производят размыв продуктивного пласта 1 с образованием вертикальных щелевидных выработок 7, которыми сбивают центральную скважину 3 с каждой из периферийных скважин 4. Вертикальные щелевидные выработки 7 могут быть образованы и встречнонаправленным размывом продуктивного пласта из центральной и соответствующей периферийной скважины 4. Вертикальные щелевидные выработки 7 образуют на всю мощность продуктивного пласта 1, шириной, достаточной для перепуска размываемого полезного ископаемого из зоны размыва к подъемному оборудованию, устанавливаемому в центральной скважине 3 после образования щелевых выработок 7 в гексагональной ячейке 2. Почву щелевидных выработок 7 выполняют с наклоном к центральной скважине 3 под углом, достаточным для самотечного транспорта пульпы.
После установки в одной из периферийных скважин 4 добычного скважинного гидромотора начинают выемку полезного ископаемого с формированием выемочной камеры 8, диаметр которой равен длине стороны гексагональной ячейки 2. При этом производят также размыв сектора 9 целика 10 центральной скважины 3. Образовавшуюся пульпу по почве щелевидной выработки 7 транспортируют к всасу пульпоподъемного оборудования и выдают на поверхность.
После выемки полезного ископаемого в камере 8 гидромонитор демонтируют, переносят на периферийную скважину 4, расположенную в противоположной вершине гексагональной ячейки 2, и ведут выемку полезного ископаемого с формированием аналогичной выемочной камеры. Негабаритные фракции, представленные валунистыми включениями, скапливающиеся у всаса пульпоподъемного оборудования, струей гидромонитора транспортируют в выработанное пространство смежной камеры, где они накапливаются и используются в качестве закладочного материала.
Формированием выемочных камер 8 поочередно в противоположных вершинах гексагональной ячейки 2 с последовательным размывом секторов 9 целика 10 центральной скважины 3 производят выемку полезного ископаемого гексагональной ячейки 2. При этом последнюю выемочную камеру 11 формируют в вершине ячейки, совпадающей с направлением подвигания фронта разработки месторождения.
После выемки полезного ископаемого выработанное пространство камеры может быть заполнено твердеющим закладочным материалом или оставаться открытым. В последнем случае непременно должно выполняться условие, при котором суммарная площадь обнажения пяти выемочных камер не должна превышать предельно допустимую по условию устойчивости.
В этом случае для отработки последней выемочной камеры добычное оборудование устанавливают на консольный предохранительный полок. Устойчивость центральной скважины поддерживают обсадной колонной. После отработки ячейки пульповыдачное оборудование из центральной скважины извлекают с консольного предохранительного полка и переносят на следующую гексагональную ячейку. При использовании твердеющей закладки извлечение добычного оборудования производят обычными методами.
Смежные гексагональные ячейки могут быть отработаны как с формированием целика между ними, так и вприсечку. Последнее предпочтительно при использовании твердеющей закладки выработанного пространства.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами в ее вершинах, размещение в центральной скважине пульпоподъемной колонны, сбойку центральной скважины с периферийными вертикальными щелевидными выработками, размыв продуктивного пласта скважинными гидромониторами через периферийные скважины с формированием выемочных камер и перепуском пульпы через щелевидные выработки к пульпоподъемной колонне, уборку негабаритных фракций из зоны всасывания подъемного оборудования и выдачу пульпы на поверхность, отличающийся тем, что перед отработкой ячейки в центральную скважину опускают обсадную колонну, имеющую шесть вертикальных прорезей длиной, равной мощности продуктивного пласта, и шириной, равной размеру кондиционного куска, вертикальные щелевые выработки образуют через прорези в обсадной колонне на всю мощность продуктивного пласта, обработку ведут гексагональными ячейками, причем выемочные камеры формируют диаметром, равным длине стороны гексагональной ячейки поочередно в противоположных ее вершинах с размывом сектора целика центральной скважины, негабаритные фракции убирают посредством их транспортирования в выработанное пространство смежной камеры, а формирование последней камеры в ячейке ведут в вершине, совпадающей с направлением подвигания фронта разработки месторождения.

Реферат. Использование: горнодобывающая промышленность, эксплуатация месторождений полезных ископаемых. Сущность: продуктивный пласт вскрывают в каждой отрабатываемой гексагональной ячейке центральной и шестью периферийными скважинами в ее вершинах. Центральную скважину обсаживают обсадной колонной, имеющей шесть вертикальных прорезей высотой, равной мощности продуктивного пласта, и шириной, равной размеру кондиционного куска. Центральную скважину соединяют с периферийными посредством вертикальных щелевых выработок, образуемых через указанные прорези. Полезное ископаемое размывают гидромониторами из периферийных скважин с формированием выемочных камер диаметром, равным длине стороны гексагональной ячейки. Образованную пульпу по щелевым выработкам перепускают к пульпоподъемной колонне, устанавливаемой в центральной скважине, и выдают на поверхность с помощью подъемного оборудования. Выемочные камеры формируют поочередно в противоположных вершинах гексагональной ячейки. Уборку негабаритных фракций из зоны всасывания подъемного оборудования производят в выработанное пространство смежной камеры. Формирование последней камеры в ячейке ведут в вершине, совпадающей с направлением подвигания фронта разработки месторождения. 2 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игорьевич, Николаев Александр Николаевич
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич, Николаев Александр Николаевич
Приоритеты:
подача заявки: 20.03.1996
публикация патента: 10.01.1998

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Сухолинский-Местечкин С.Л., Фортыгин В.С. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых. Патент РФ N2081325
http://www.freepatent.ru/patents/2081325

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с неустойчивыми рудами, например алмазоносных кимберлитов.
Известен способ разработки месторождений полезных ископаемых, в котором для сокращения затрат при разработке мощных залежей за счет использования сил горного давления залежь вскрывают по меньшей мере двумя скважинами, пробуриваемыми за зоной сдвижения. Затем производят подсечку залежи путем образования камеры у ее почвы с площадью обнажения кровли, достаточной для развития процесса самообрушения.
По мере размыва и удаления из камеры руды происходит ее дальнейшее самообрушение. Образующуюся в подсечную камеру руду скважинными гидромониторами размывают и выдают на поверхность пульпоподъемным оборудованием /1/.
Недостатком данного способа является большой объем бурения за счет использования наклонных скважин.
Известен также способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий выемку продуктивного пласта гаксагональными ячейками с образованием ромбических камер и формирования звездообразных междукамерных целиков. Для предотвращения вывалов вмешивающих пород из кровли продуктивного пласта в выемочную камеру в данном способе используют устройство, обеспечивающее поддержание кровли /2/.
Недостатками данного способа являются значительные потери полезного ископаемого в целиках и большие затраты на размыв полезного ископаемого в камерах.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие залежи в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами их обсадку, установку в них добычного оборудования, образование подсечного пространства гидроразмывом в осушенном забое и выдачей образованной пульпы на поверхность, гидроразмыв обрушающегося в подсечное пространства полезного ископаемого в затопленном забое и выдачу его на поверхность /3/.
Недостатком данного способа являются потери полезного ископаемого, имеющего удельный вес, больший удельного веса пульпы.
Данное изобретение направлено на решение задачи обеспечения добычи алмазов из кимберлитовых трубок, сложенных неустойчивыми породами, склонными к самообрушению. Достигаемый при этом технический результат состоит в сокращении потерь алмазов в выработанном пространстве.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем вскрытие залежи в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами, их обсадку, установку в них добычного оборудования, образование подсечного пространства гидроразмывом в осушенном забое и выдачей образованной пульпы на поверхность, гидроразмыв обрушающегося в подсечное пространства полезного ископаемого в затопленном забое и выдачу его на поверхность, осушение забоя подсечного пространства производят подачей в него с поверхности сжатого воздуха, обрушающееся в подсечное пространство полезное ископаемое перед размывом частично магазинируют и производят его дезинтеграцию, при этом отработку ведут гексагональными ячейками с первоначальной выемкой периферийных камер через одну и закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, а после твердения закладки в последней периферийной камере производят выемку полезного ископаемого и закладку центральной камеры.
Каждый из признаков данной совокупности необходим, а все вместе они достаточны для достижения заданного технического результата.
На фиг.1 представлен продольный разрез отрабатываемой гексагональной ячейки; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1


http://img-fotki.yandex.ru/get/9763/223316543.c/0_15bf87_8629787a_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9748/223316543.c/0_15bf86_803fa22c_orig

Способ осуществляется следующим образом. Залежь 1 полезного ископаемого, например кимберлитовую трубку, в каждой отрабатываемой гексагональной ячейке 2 вскрывают на максимальную глубину разработки центральной 3 и шестью периферийными 4 скважинами, пробуриваемыми в вершинах ячейки 2. Скважины 3 и 4 обсаживают в пределах мощности налегающих пород 5, а при невозможности сохранить скважины 3 и 4 в неустойчивом полезном ископаемом обсадку производят на всю глубину выше подсечки.
Отработку залежи 1 начинают с установки в одной из периферийных скважин добычного оборудования и образования подсечного пространств у почвы 6 выемочной камеры 7. Подсечное пространство образуют размывом полезного ископаемого в осушенном забое, для чего в забой с поверхности подают сжатый воздух, который отжимает пульпу к всасу подъемного оборудования. При этом эффективная дальность струи гидромонитора позволяет образовать подсечное пространство, площадь которого достаточна для развития процесса самообрушения на заданную высоту. Площадь подсечки определяют исходя из требуемой высоты выемочной камеры 7, используя расчетные или экспериментально установленные зависимости.
После образования подсечного пространства заданной площади начинается самообрушение полезного ископаемого кусками различной крупности. Для получения кондиционного куска самообрушение осуществляют в затопленном забое и обрушившееся полезное ископаемое частично магазинируют на почве 6 выемочной камеры 7. За период его магазинирования происходит частичная дезинтеграция кусков за счет их размокания. Интенсификация процесса дезинтеграции может быть осуществлена подачей в выемочную камеру 7 различных веществ дезинтеграторов, например, поверхностно-активных веществ.
Затем включают в работу скважинный гидромонитор 8 и производят размыв замагазинированного полезного ископаемого 9, его подачу к всасу подъемного оборудования и подъем пульпы на поверхность. Обрушающееся в этот период полезное ископаемое с кондиционным размером куска и некондиционные куски, попавшие в зону эффективного действия струи гидромонитора и дезинтегрированные ею до кондиционного размера, выдаются на поверхность с потоком пульпы.
Обрушившиеся некондиционные куски, недезинтегрированные струей гидромониторов, магазинируются на почве камеры и вовлекаются в подъем в следующем цикле после дезинтеграции. После выемки полезного ископаемого на полную высоту выемочной камеры 7 в нее подают твердеющую закладку 10. При этом выработанное пространство не осушают, оставшаяся в нем вода используется для поддержания стенок на период закладки и удаляется из выработанного пространства самоизливом по мере подачи закладочного материала.
Выемочные камеры 7 в каждой гексагональной ячейке 2 отрабатывают через одну, вначале по периферии ячейки, что позволяет вести отработку, не дожидаясь полного твердения закладки в смежной камере. В последнюю очередь отрабатывают камеру в центре ячейки 2 после твердения закладки в последней отработанной периферийной камере.
При этом выработанное пространство центральной камеры закладывают сыпучей закладкой, или оставляют незаложенным, в зависимости от требований к сохранению земной поверхности.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие залежи в каждой отрабатываемой ячейке центральной и периферийными скважинами, их обсадку, установку в них добычного оборудования, образование подсечного пространства гидроразмывом в осушенном забое и выдачей образованной пульпы на поверхность, выемку полезного ископаемого камерами с гидроразмывом обрушивающегося в подсечное пространство полезного ископаемого в затопленном забое и выдачу его на поверхность, отличающийся тем, что осушение забоя подсечного пространства производят подачей в него с поверхности сжатого воздуха, обрушающееся в подсечное пространство полезное ископаемое перед размывом частично маганизируют и производят его дезинтеграцию, при этом отработку ведут гексагональными ячейками с первоначальной выемкой периферийных камер через одну и закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, а после твердения закладки в последней периферийной камере производят выемку полезного ископаемого и закладку центральной камеры.

Реферат. Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с неустойчивыми рудами, например алмазоносных кимберлитов. Сущность изобретения: осушение забоя подсечного пространства производят подачей в него с поверхности сжатого воздуха, обрушающееся в подсечное пространство полезное ископаемое перед размывом частично магазинируют и производят его дезинтеграцию, при этом отработку ведут гексагональными ячейками с первоначальной выемкой периферийных камер через одну и закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, а после твердения закладки в последней периферийной камере производят выемку полезного ископаемого и закладку центральной камеры. 2 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игорьевич, Сухолинский-Местечкин Сергей Леонидович, Фортыгин Виталий Сергеевич
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич, Сухолинский-Местечкин Сергей Леонидович, Фортыгин Виталий Сергеевич
Приоритеты:
подача заявки: 17.04.1995
публикация патента: 10.06.1997

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Сухолинский-Местечкин С.Л., Фортыгин В.С. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из мощных залежей. Патент РФ N2081326.
http://www.freepatent.ru/patents/2081326

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке мощных рудных тел, например алмазоносных кимберлитовых трубок, мощных угольных пластов, а также мощных россыпных месторождений.
Известен способ скважинной гидродобычи при гидравлическом опробовании мощных продуктивных горизонтов, в котором производят послойную выемку полезного ископаемого камерами снизу вверх с закладкой выработанного пространства /1/.
Недостатком данного способа, уменьшающим область его эффективного использования, является то, что при сплошной выемке полезного ископаемого разработка смежных камер сопряжена или с разубоживанием полезного ископаемого закладочным материалом, или с необходимость формирования междукамерных целиков, что приводит к потерям полезного ископаемого.
Одним из путей снижения разубоживания полезного ископаемого закладочным материалом является формирование закладочных массивов повышенной прочности. Известно формирование закладочных массивов с повышенными прочностными характеристиками периферийных участков, как наиболее подверженных технологическому воздействию при проведении очистной выемки смежных с закладочным массивом полезного ископаемого /2, 3, 4, 5/.
Однако принятая в этих способах последовательность операций и режимы их выполнения позволяют сформировать разнопрочные закладочные массивы, допускающие лишь небольшие обнажения по высоте. Таким образом, разработка залежей большой мощности с использованием известных способов требует, как правило, применения сплошной закладки из твердеющих смесей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из мощных залежей, включающий вскрытие залежи скважинами, размещение в них добычного оборудования, этажную разработку залежи рядами камер, располагаемых в плане в шахматном порядке с отбойкой и слоевой выемкой полезного ископаемого в камере снизу вверх, выдачу полезного ископаемого на поверхность и последующую закладку выработанного пространства /6/.
Недостатком данного способа являются относительно большие потери полезного ископаемого в целиках и технологические трудности точного соблюдения параметров гидроразмыва для обеспечения заданной довольно сложной конфигурации выемочных камер.
Целью изобретения является снижение потерь полезного ископаемого в целиках при сохранении низких затрат на закладочные работы и упрощении технологического процессе добычи.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых из мощных залежей, включающем вскрытие залежи добычными скважинами, размещение в них добычного оборудования, этажную разработку залежи рядами камер, располагаемых в плане в шахматном порядке с отбойкой и слоевой выемкой полезного ископаемого в камере снизу вверх, выдачу полезного ископаемого на поверхность и последующую закладку выработанного пространства камер, вокруг добычных скважин в каждую камеру дополнительно бурят шесть вспомогательных скважин, разработку ведут цилиндрическими камерами с опережением в смежных камерах и рядах на высоту по меньшей мере одного этажа, а перед закладкой днище камеры зачищают и через добычную скважину подают несвязанный материал, из которого отсыпают конус с образованием зазор между его основанием и стенками камеры после чего через вспомогательные скважины в образованный зазор подают твердеющий материал и формируют кольцо высотой меньше высоты конуса, после схватывания твердеющей смеси конус наращивают до образования зазора аналогичного предыдущему и операции по подаче твердеющего и несвязанного материала повторяют до достижения вершиной конуса высоты этажа, затем подачей твердеющей смеси до уровня вершины конуса формируют днище камеры, на которое ведут отбойку полезного ископаемого следующего этажа.
В совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения поставленной цели.
На фиг.1 представлен план расположения добычных камер на разрабатываемом участке месторождения, на уровне днища камер второго этажа; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3- вертикальный разрез трех разрабатываемых камер на трех верхних этажах.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9753/223316543.c/0_15bfa2_c94c0d80_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9740/223316543.c/0_15bfa3_8d08237d_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9491/223316543.c/0_15bfa1_860725a9_orig

Способ осуществляют следующим образом. Мощную залежь 1, например кимберлитовую трубку, вскрывают добычными скважинами 2, вокруг которых на некотором расстоянии, определяемом диаметром выемочных камер 3 бурят, например, шесть вспомогательных скважин 4 меньшего или такого же диаметра. Глубину бурения определяют максимально возможной для существующего уровня техники и технологии глубиной разработки или мощностью залежи 1, если последняя залегает на глубинах меньших, чем позволяет техника и технология разработки. Диаметр добычных скважин 2 задают в зависимости от глубины разработки и мощности применяемого добычного оборудования. Добычные скважины 2 бурят рядами с шахматным расположением. Расстояние между ними принимают равным диаметру выемочных камер 3, который в свою очередь определяют устойчивым пролетом обнажения ее кровли 5. Разработку полезного ископаемого ведут этажами 6 с формированием выемочных камер 3 цилиндрической формы и высотой, равной высоте этажа 6.
Отбойку полезного ископаемого в камере 3 осуществляют скважинными гидромониторами 7 или в затопленном, или в осушенном очистном пространстве 8. В тех случаях, когда прочность полезного ископаемого не позволяет вести непосредственный размыв гидромонитором, производят предварительное разупрочение массива полезного ископаемого диспергаторами или зарядами ВВ, размещаемыми во вспомогательных скважинах 4, или импульсным воздействием. Подъем отбитого полезного ископаемого 9 осуществляют по добычной скважине. 2. В качестве подъемного оборудования 10 может быть использован эрлифт, гидроэлеватор, погружной насос и др.
Выемку полезного ископаемого в камере 3 начинают с образования над ее днищем 11 врубовых полостей. На эти свободные пространства производят отбойку первого слоя полезного ископаемого, который затем выдают на поверхность, в результате чего образуется свободное пространство, на которое отбивают второй слой. Чередуя отбойку и подъем полезного ископаемого, отрабатывают камеру 3 на высоту этажа 6.
После выдачи отбитого полезного ископаемого 9 из камеры 3 гидромониторами 7, размещенными во вспомогательных скважинах 4, производят зачистку ее днища 11 с выдачей мелочи через добычную скважину 2.
Закладку выработанного пространства камеры 3 осуществляют после зачистки днища следующим образом: первоначально на днище камеры 11 через добычную скважину 2 подают несвязанный материал, например песок, окатыши, образованные из хвостов обогащения, мелкодробленые вскрышные породы из близлежащих карьеров и т.п. и формируют конус 12, располагаемый соосно с камерой 3 высотой, меньшей высоты камеры 3. Между основанием конуса 12 и стенкой камеры 3 образуют зазор, в который подают твердеющий материал. В качестве твердеющего материала могут быть использованы песчано цементные смеси возможно с добавлением золы уноса, твердеющие смеси на основе жидкого стекла, фенолформальдегидных смол.
Из твердеющего материала формируют кольцо 13 высотой, меньшей высоты конуса 12. При этом за счет размещения несвязанного материала под углом естественного откоса верхнее основание у кольца шире нижнего. После схватывания твердеющего материала в камеру вновь подают несвязанный материал, которым наращивают конус до образования зазора аналогичного предыдущему. Поскольку ширина верхнего основания у кольца больше нижнего, несвязанный материал частично располагается на кольце 13. Во вновь образованный зазор также подают твердеющую смесь для формирования следующего аналогичного кольца за счет того, что сыпучий материал не попадает в зазор, кольца 13 прочно соединяются между собой.
Поочередную отсыпку несвязанного материала и подачу твердеющего в образованный зазор ведут до тех пор, пока высота конуса не станет равной высоте камеры.
В результате выполнения указанных операций в камере образуется закладочный массив в виде цилиндра, имеющего оболочку 14 из твердеющего материала, удерживающую внутри себя столб 15 из несвязанного материала. При этом гидростатическое давление столба 15 несвязанного материала на оболочку 14 в радиальном направлении практически отсутствует, поскольку сыпучий материал частично лежит как бы на полках, роль которых выполняют верхние основания колец 13, и не опирается на оболочку 14.
Завершают закладку камеры подачей твердеющего материала на поверхности конуса до уровня его вершины и формируют днище 11 камеры 3, на которое ведут отбойку полезного ископаемого следующего этажа.
Возможна также разработка залежи камерами первой 16 и второй 17 очередей. Суть ее заключается в следующем: выемку и закладку камер, например в четных рядах, ведут без формирования междукамерных целиков, а в нечетных образуя между смежными камерами целик. Образованный таким образом целик отрабатывают во вторую очередь и его выработанное пространство закладывают несвязанным материалом.
При отработке камер второй очереди производят также выемку полезного ископаемого, оставшегося между камерами за счет их цилиндрической формы. Отбойку этого полезного ископаемого ведут гидромониторами, расположенными во вспомогательных скважинах 4.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых из мощных залежей, включающий вскрытие залежи добычными скважинами, размещение в них добычного оборудования, этажную разработку залежи рядами камер, располагаемых в плане в шахматном порядке с отбойкой и слоевой выемкой полезного ископаемого в камере снизу вверх, выдачу полезного ископаемого на поверхность и последующую закладку выработанного пространства камер, отличающийся тем, что вокруг добычных скважин в каждую камеру дополнительно бурят несколько вспомогательных скважин, разработку ведут цилиндрическими камерами с опережением в смежных камерах и рядах на высоту по меньшей мере одного этажа, а перед закладкой днище камеры зачищают и через добычную скважину подают несвязанный материал, из которого отсыпают конус с образованием зазора между его основанием и стенками камеры, после чего через вспомогательные скважины в образованный зазор подают твердеющий материал и формируют кольцо высотой меньше высоту конуса, после схватывания твердеющей смеси конус наращивают до образования зазора, аналогичного предыдущему, и операции по подаче твердеющего и несвязанного материала повторяют до достижения вершиной конуса высоты этажа, затем подачей твердеющей смеси до уровня вершины конуса формируют днище камеры, на которое ведут отбойку полезного ископаемого следующего этажа.

Реферат. Сущность изобретения: вскрытую добычными скважинами мощную залежь разделяют на этажи и разрабатывают цилиндрическими камерами с отбойкой и слоевой выемкой полезного ископаемого снизу вверх. Камеры формируют рядами с шахматным расположением и отрабатывают с опережением в смежных камерах и рядах на высоту по меньшей мере одного этажа. Закладку выработанного пространства осуществляют по мере выемки камер, причем вначале на днище камеры соосно с ней отсыпают конус из несвязанного материала с образованием кольцевого зазора между его основанием и стенкой камеры. Затем в образованный зазор подают твердеющую смесь, из которой формируют кольцо высотой меньше высоты отсыпанного конуса. После схватывания твердеющей смеси конус наращивают до образования кольцевого зазора, аналогичного предыдущему. Подачу твердеющего и несвязанного материала повторяют до тех пор, пока вершина конуса не окажется на уровне высоты слоя. После этого твердеющий материал подают до достижения его поверхностью вершины конуса, формируя таким образом днище камеры, на которое осуществляют отбойку очередного слоя. 3 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игорьевич, Сухолинский-Местечкин Сергей Леонидович, Фортыгин Виталий Сергеевич
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич, Сухолинский-Местечкин Сергей Леонидович, Фортыгин Виталий Сергеевич
Приоритеты:
подача заявки: 17.04.1995
публикация патента: 10.06.1997

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Клочко С.А. Способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений. Патент РФ N2186215.
http://www.freepatent.ru/patents/2186215

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области добычи нерудных строительных материалов и может быть использовано при эксплуатации месторождений гравийно-песчаных смесей, залегающих, преимущественно, в водоносных горизонтах.
Известен способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений, включающий выемку первоначального котлована, его заводнение, размещение в нем земснаряда, разработку добычного блока с разрушением песчано-гравийной смеси в добычной заходке, перемещение земснаряда по мере выемки очередного добычного блока и транспортирование разрушенной песчано-гравийной смеси к зумпфу землесосной станции или на переработку (Ю.Д. Буянов, А.А. Краснопольский. Разработка месторождений нерудных полезных ископаемых. - М.: Недра, 1973, стр.280-292).
Недостатком данного способа является сравнительно небольшая глубина разработки, определяемая, в основном, параметрами рабочего органа земснаряда.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений, включающий отработку надводного уступа гидромониторным размывом и гидротранспорт размытой песчано-гравийной смеси в виде пульпы, разработку подводного уступа с плавучей управляющей установки с транспортированием пульпы по плавучему и береговому пульпопроводам на переработку (И.М. Ялтанец. Проектирование гидромеханизации открытых горных работ. - М.: Изд-во МГГУ, 1994, стр.190-193, 200).
Недостатком данного способа является необходимость прокладки отдельного трубопровода для гидротранспорта пульпы, образующейся при размыве песчано-гравийной смеси надводного уступа, и небольшая высота подводного уступа, определяемая, в основном, параметрами рабочего органа земснаряда.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности разработки месторождений песчано-гравийных смесей.
Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения, состоит в упрощении способа и увеличении высоты подводного уступа.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе разработки обводненных песчано-гравийных месторождений, включающем отработку надводного уступа гидромониторным размывом и гидротранспорт размытой песчано-гравийной смеси в виде пульпы, разработку подводного уступа с плавучей управляющей установки с транспортированием пульпы по плавучему и береговому пульпопроводам на переработку, согласно изобретению гидромониторный размыв надводного уступа производят гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, размытую песчано-гравийную смесь самотеком направляют на почву подводного уступа, а подводный уступ разрабатывают скважинным гидромониторным агрегатом совместно с песчано-гравийной смесью надводного уступа.
В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается правовая охрана.
В частных случаях использования указанный технический результат достигается тем, что скважинный гидромониторный агрегат может быть размещен в средней части плавучей управляющей установки.
А также тем, что для прохода понтона плавучей управляющей установки верхнюю часть подводного уступа на глубину его осадки могут размывать гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, с перепуском размытой песчано-гравийной смеси на почву подводного уступа.
Способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений осуществляется следующим образом.
Экскаватором-драглайном, или грейферным экскаватором, или иным оборудованием создают первоначальный котлован длиной, достаточной для размещения плавучей управляющей установки с добычным оборудованием. Ширину первоначального котлована принимают, равной ширине добычного блока. Ширину добычного блока принимают, равной двум длинам эффективной струи скважинного гидромониторного снаряда в затопленном забое. Глубина первоначального котлована определяется принятой высотой подводного уступа.
После заводнения первоначального котлована в него спускают понтон плавучей управляющей установки, на котором монтируют добытое оборудование - гидромонитор для размыва песчано-гравийной смеси надводного уступа, скважинный гидромониторный агрегат для размыва и подъема на поверхность песчано-гравийной смеси надводного и подводного уступов, а также насосную станцию, производят монтаж водоводов, подающих воду на гидромонитор и скважинный гидромониторный агрегат, и пульповодов - пульповода плавучей управляющей установки, плавучего пульповода и берегового пульповода.
Плавучий пульповод, пульповод плавучей управляющей установки и береговой пульповод соединяют между собой посредством шаровых шарниров. Гидромонитор для размыва песчано-гравийной смеси надводного уступа устанавливают в носовой части понтона плавучей управляющей установки, а скважинный гидромониторный агрегат для разработки подводного уступа монтируют в его средней части. Такая компоновка добычного оборудования позволяет повысить устойчивость понтона плавучей управляющей установки.
В качестве понтона плавучей управляющей установки может быть использован понтон серийно выпускаемого земснаряда небольшой производительности, например, 8Н3 Минстроя, или 100-40к. В качестве добычного оборудования для разработки надводного уступа может быть использован гидромонитор ГМЦ-250, а для разработки подводного уступа скважинный гидромониторный агрегат, включающий скважинный гидродобычной снаряд, например, СГ -14 и скважинный гидромониторный снаряд СГМ -2, имеющий боковые и торцевые струеформирующие насадки.
Посредством маневрирования плавучей управляющей установки скважинный гидродобычной и скважинный гидромониторный снаряды размещают в рабочем положении в непосредственной близости к забою подводного уступа и с этой установки в почве уступа гидромониторной струей, образуемой торцевой струеформирующей насадкой скважинного гидромониторного снаряда, формируют приемную воронку. Размытая при формировании приемной воронки песчано-гравийная смесь поступает к всасу скважинного гидродобычного снаряда и посредством гидроэлеватора скважинного гидродобычного снаряда поднимается на поверхность.
Посредством пульповода плавучей управляющей установки, плавучего пульповода и берегового пульповода добытую песчано-гравийную смесь подают на поверхностный комплекс. Плавучая управляющая установка удерживается на месте с помощью лебедок, размещенных на понтоне, и тросов, заякоренных на берегу. В качестве опоры может быть также использован гидродобычный снаряд, который для этого должен быть выполнен с опорным башмаком в нижней своей части, который при работе добычного оборудования заглубляется в дно приемной воронки по мере ее формирования и создает тем самым дополнительную опору.
После установки плавучей управляющей установки в требуемом положении и ее раскрепления гидромонитором, установленным в носовой части понтона, производят размыв песчано-гравийной смеси надводного уступа. Пульпу самотеком перепускают на почву подводного уступа. Одновременно с этим могут быть начаты работы по разработке подводного уступа скважинным гидромониторным агрегатом.
Разработку подводного уступа предпочтительно осуществлять боковым забоем с подрезкой массива песчано-гравийной смеси гидромониторной струей, образуемой боковой струеформирующей насадкой скважинного гидромониторного снаряда, посредством медленного поворота скважинного гидромониторного снаряда вокруг своей продольной оси на некоторый угол. Скорость поворота, при которой обеспечивается сплошная подрезка массива в пределах секторной заходки без оставления целиков, может быть определена в процессе опытных работ, или моделированием, или иным доступным методом.
Размытая песчано-гравийная смесь поступает в приемную воронку, откуда посредством гидроэлеватора скважинного гидродобычного снаряда осуществляют ее подъем на поверхность и посредством пульповода плавучей управляющей установки, плавучего пульповода и берегового пульповода подают на поверхностный комплекс.
В результате образования врубовой полости в основании уступа происходит обрушения подрезанного вышележащего массива песчано-гравийной смеси в пределах секторной заходки. Использование бокового забоя позволяет повысить безопасность работ по размыву, поскольку не происходит обрушение подрезанного и потерявшего устойчивость массива на добычное оборудование. После обрушения массива песчано-гравийной смеси в пределах первой секторной заходки скважинным гидромониторным снарядом начинают подрезку массива песчано-гравийной смеси в пределах следующей секторной заходки, а энергию отраженной струи гидромониторного снаряда используют для размыва обрушенного массива.
Возможна также разработка подводного уступа и встречным забоем без подрезки массива. В этом случае скважинный гидромониторный снаряд размещают по оси отрабатываемого блока. Размыв производят напорной струей скважинного гидромониторного снаряда с его поворотом в обе стороны от оси блока на некоторый угол, с подъемом или опусканием скважинного гидромониторного снаряда.
Вся размытая песчано-гравийная смесь поступает в приемную воронку, откуда посредством гидроэлеватора скважинного гидродобычного снаряда осуществляют ее подъем на поверхность и через пульповод плавучей управляющей установки, плавучий пульповод и береговой пульповод подают на поверхностный комплекс.
После выемки песчано-гравийной смеси во всех секторных заходках при разработке боковым забоем или выемки песчано-гравийной смеси на длину эффективной струи скважинного гидромониторного снаряда при разработке встречным забоем и зачистки почвы уступа отсоединяют плавучий пульповод от берегового пульповода, плавучую управляющую установку с добычным оборудованием перемещают в следующее положение, производят ее раскрепление, и цикл работ по размыву надводного уступа, перепуску размытой песчано-гравийной смеси на почву подводного уступа, формированию приемной воронки в почве подводного уступа, подрезке, обрушению, размыву обрушенного массива песчано-гравийной смеси, подъему пульпы на поверхность и подачи ее на поверхностный комплекс повторяется до полной отработки добычного блока.
Использование изобретения позволит вести разработку месторождений песчано-гравийных смесей более высокими уступами, что в конечном итоге повысит эффективность добычных работ.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ разработки обводненных песчано-гравийных месторождений, включающий отработку надводного уступа гидромониторным размывом и гидротранспорт размытой песчано-гравийной смеси в виде пульпы, разработку подводного уступа с плавучей управляющей установки с транспортированием пульпы по плавучему и береговому пульпопроводам на переработку, отличающийся тем, что гидромониторный размыв надводного уступа производят гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, размытую песчано-гравийную смесь самотеком направляют на почву подводного уступа, а подводный уступ разрабатывают скважинным гидромониторным агрегатом совместно с песчано-гравийной смесью надводного уступа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скважинный гидромониторный агрегат размещен в средней части плавучей управляющей установки.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для прохода понтона плавучей управляющей установки верхнюю часть подводного уступа на глубину его осадки размывают гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, с перепуском размытой песчано-гравийной смеси на почву подводного уступа.

Реферат. Изобретение относится к области добычи нерудных строительных материалов и может быть использовано при эксплуатации месторождений гравийно-песчаных смесей. Способ разработки включает отработку надводного уступа гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки. Размытую песчано-гравийную смесь самотеком направляют на почву подводного уступа, а подводный уступ разрабатывают скважинным гидромониторным агрегатом совместно с песчано-гравийной смесью надводного уступа. Скважинный гидромониторный агрегат размещен в средней части плавучей управляющей установки. Для прохода понтона плавучей управляющей установки верхнюю часть подводного уступа на глубину его осадки размывают гидромонитором, установленным в носовой части плавучей управляющей установки, с перепуском размытой песчаной смеси на почву подводного уступа. Способ позволяет увеличить высоту подводного уступа и повысить эффективность добычных работ. 2 з.п. ф-лы.

Классы МПК:
E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
E21C41/00 Подземные и открытые способы разработки полезных ископаемых; системы разработок
E02F3/00 Экскаваторы и другие землеройные машины
Автор(ы): Бабичев Н.И., Клочко С.А.
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич, Клочко Сергей Анатольевич
Адрес для переписки: 107076, Москва, Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И.Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 29.11.2001
начало действия патента: 29.11.2001
публикация патента: 27.07.2002

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Николаев А.Н. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых. Патент РФ N2101505.
http://www.freepatent.ru/patents/2101505

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче твердых полезных ископаемых, например, золотоносных россыпей, возможно, и в сложных горнотехнических условиях.
Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий разделение месторождения на панели, отработку панелей ромбическими камерами с гидромониторным размывом полезного ископаемого в камерах через скважины, пробуренные с поверхности, выдачу размытого полезного ископаемого на поверхность и заполнение выработанного пространства камер самообрушающимися породами кровли [1]

Недостатками данного способа являются значительные потери полезного ископаемого в целиках и неизбежные нарушения земной поверхности вследствие обрушения кровли.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой панели скважинами, размещение в каждой из них пульпоподъемной колонны, размыв продуктивного пласта скважинным гидромонитором с формированием ряда выемочных камер, выдачу пульпы на поверхность, и закладку выработанного пространства каждой отработанной камеры [2]

Недостатками данного способа также являются значительные потери полезного ископаемого в целиках и большой расход твердеющей закладки.
Изобретение решает задачу повышения количественных и качественных показателей выемки и сокращения затрат на разработку месторождения. Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является снижение потерь полезного ископаемого в целиках при уменьшении расхода твердеющей закладки.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающем вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой панели скважинами, размещение в каждой из них пульпоподъемной колонны, размыв продуктивного пласта скважинным гидромонитором с формированием ряда выемочных камер, выдачу пульпы на поверхность, и закладку выработанного пространства каждой отработанной камеры, панели отрабатывают в две очереди камерами цилиндрической формы, выработанное пространство камер в панелях первой очереди заполняют твердеющей закладкой, панели второй очереди отрабатывают между заложенными панелями первой очереди, причем их отработку ведут секциями, состоящими по меньшей мере из двух одновременно отрабатываемых камер, а перед отработкой очередной секции на ее границе с массивом полезного ископаемого опережающей выемкой и закладкой твердеющей смесью выработанного пространства одиночной камеры формируют разделительный целик.
В приведенную выше совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата.
На фиг. 1 изображена схема расположения камер в панелях первой и второй очередей при отработке панелей вдоль прямой, вид в плане; на фиг.2 разрез А А на фиг.1; на фиг.3 схема расположения камер вдоль ломаной прямой; на фиг.4 схема расположения камер по дуге окружности.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9813/223316543.c/0_15bfa6_f32b4e6a_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9813/223316543.c/0_15bfa7_c7d6c8c7_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/6727/223316543.c/0_15bfa8_e41bb708_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9168/223316543.c/0_15bfa5_15d77384_orig

Способ осуществляется следующим образом. Продуктивный пласт 1, имеющий горизонтальное или пологое залегание, разделяют на добычные панели, каждую из которых вскрывают рядом пульповыдачных скважин 2, обсаживаемых обсадными колоннами 3 в пределах мощности налегающих пород 4. Скважины бурят вдоль продольной оси панели на расстоянии друг от друга, равном двойному радиусу размыва для пород данной категории.
В обозначенные скважины 3 опускают скважинный гидромониторный агрегат, снабженный пульпоподъемной колонной и производят размыв продуктивного пласта 1 с образованием вертикальных цилиндрических камер 5. Размыв может производиться как в осушенном, так и в затопленном забое в направлении от почвы продуктивного пласта 1 к его кровле или от кровли к почве. При этом принятые технологические размеры выработанного пространства камер 5 должны обеспечивать их устойчивость на весь период отработки до полного заполнения закладочным материалом. Размытое полезное ископаемое по почве выработанного пространства камеры 5 в виде пульпы подают к всосу подъемного оборудования, смонтированного в скважине 2, и с его помощью выдают на поверхность.
Панели отрабатывают в две очереди. Выработанное пространство каждой камеры 5 в панелях первой очереди 6 после зачистки ее почвы заполняют твердеющей закладкой последовательно одна за другой в направлении от фланга к флангу разработки или от флангов к центру, или наоборот. Возможна также и одновременная отработка нескольких камер через одну с заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой. Возможны и другие варианты отработки панелей первой очереди. Однако в итоге в выработанном пространстве панелей первой очереди должен быть создан сплошной массив из твердеющей закладки.
Камеры 5 в панелях второй очереди 7 разрабатывают между заложенными твердеющей закладкой, камерами 5 панелей первой, очереди 6. Отработку камер 5 в панелях второй очереди ведут секциями 8, состоящими по меньшей мере из двух камер, разрабатываемых в присечку друг к другу. Количество камер в секции определяется устойчивостью массива полезного ископаемого.
На границе секции 8 с массивом полезного ископаемого формируют разделительный целик 9. Целик 9 формируют перед отработкой секции 8 выемкой полезного ископаемого одиночной камерой с последующим заполнением ее выработанного пространства твердеющей закладкой. После выемки полезного ископаемого в секции 8 ее выработанное пространство заполняют нетвердеющей закладкой или оставляют незаполненным, если допустимы локальные обрушения земной поверхности.
Расстояние между смежными панелями выбирают из условия разработки камер 5 вприсечку друг к другу без формирования межпанельных целиков.
В зависимости от конфигурации залежи полезного ископаемого в проекции на горизонтальную плоскость для целей полноты выемки панели могут отрабатывать различной формы в плане. Поскольку каждая панель в конечном счете образована одним рядом камер, то, разрабатывая камеры вдоль прямой или ломаной прямой, или вдоль дуги окружности, панель будет иметь соответствующий вид в плане, в результате чего можно добиться полноты отработки всей площади продуктивного пласта 1.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой панели скважинами, размещение в каждой из них пульпоподъемной колонны, размыв продуктивного пласта скважинным гидромонитором с формированием выемочных камер, выдачу пульпы на поверхность и закладку выработанного пространства каждой отработанной камеры, отличающийся тем, что панели отрабатывают в две очереди камерами цилиндрической формы, выработанное пространство камер в панелях первой очереди заполняют твердеющей закладкой, панели второй очереди отрабатывают между заложенными панелями первой очереди, причем их отработку ведут секциями, состоящими по меньшей мере из двух одновременно отрабатываемых камер, а перед отработкой очередной секции на ее границе с массивом полезного ископаемого опережающей выемкой и закладкой твердеющей смесью выработанного пространства одиночной камеры формируют разделительный целик.

Реферат. Сущность: способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий вскрытие продуктивного пласта в каждой отрабатываемой панели скважинами, размещение в каждой из них пульпоподъемной колонны, размыв продуктивного пласта скважинным гидромонитором с формированием выемочных камер, выдачу пульпы на поверхность и закладку выработанного пространства каждой отработанной камеры, причем панели отрабатывают в две очереди камерами цилиндрической формы, выработанное пространство камер в панелях первой очереди заполняют твердеющей закладкой, панели второй очереди отрабатывают между заложенными панелями первой очереди, причем их отработку ведут секциями, состоящими по меньшей мере из двух одновременно отрабатываемых камер, а перед отработкой очередной секции на ее границе с массивом полезного ископаемого опережающей выемкой и закладкой твердеющей смесью выработанного пространства одиночной камеры формируют разделительный целик. 4 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Николай Игорьевич, Николаев Александр Николаевич
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игорьевич, Николаев Александр Николаевич
Приоритеты:
подача заявки: 30.09.1996
публикация патента: 10.01.1998

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Быченко А.И., Дьячков А.С., Директоров И.Н., Фильчуков А.Ю. Способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых. Патент РФ N2181160.
http://www.freepatent.ru/patents/2181160

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, продуктивные залежи которых представлены формациями, поддающимися гидромониторному размыву, возможно и с твердыми неразмываемыми включениями, например месторождений фосфоритов с включениями в виде фосфоритовых конкреций.
Известен способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых, включающий бурение пульповыдачных и гидромониторных скважин, их сбойку по подстилающим породам продуктивного горизонта, гидроразмыв пород продуктивного горизонта и подъем пульпы на поверхность по пульповыдачной скважине. Способ предназначен для разработки месторождений янтаря (авт. св. СССР 1002587, кл. Е 21 С 45/00, опубликовано 07.03.83, БИ 9).
Недостатком данного способа является необходимость бурения и оборудования пульповыдачной скважины в каждой добычной камере.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, который включает разделение залежи полезного ископаемого на выемочные панели, бурение и сбойку между собой пульповыдачных и гидромониторных скважин, отработку выемочных панелей камерами с размывом полезного ископаемого в камере через гидромониторную скважину и подъемом пульпы на поверхность через пульповыдачную скважину смежной камеры (патент RU 2123112, кл. 6 Е 21 С 45/00, опубл. 10.12.98, БИ 31).
Недостатком данного способа является сложность оформления днища добычных камер для обеспечения подъема пульпы по одной пульповыдачной скважине из нескольких смежных камер.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, - повышение эффективности разработки месторождений полезных ископаемых.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в упрощении конструктивного оформления днища добычных камер при обеспечении полноты выемки полезного ископаемого.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающем разделение залежи полезного ископаемого на выемочные панели, бурение и сбойку между собой пульповыдачных и гидромониторных скважин, отработку выемочных панелей камерами с размывом полезного ископаемого в камере через гидромониторную скважину и подъемом пульпы на поверхность через пульповыдачную скважину смежной камеры, выемочную панель разделяют на блоки, каждый из которых отрабатывают центральной и несколькими смежными с ней периферийными камерами, пульповыдачные скважины бурят в центральных камерах, а сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторными скважинами в каждом блоке осуществляют через дополнительную гидромониторную скважину, пробуренную в непосредственной близости с пульповыдачной скважиной и сбитую с последней, при этом сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторной скважиной каждой следующей периферийной камеры в блоке производят после отработки предыдущей периферийной камеры, отработку следующей периферийной камеры в блоке осуществляют после обрушения налегающих пород в выработанное пространство предыдущей периферийной камеры, а после отработки всех периферийных камер и заполнения выработанного пространства последней из них отрабатывают центральную камеру с формированием целика, смежного с периферийными камерами следующего блока.
В данную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Способ поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен план участка панели с двумя блоками, каждый из которых отрабатывают центральной и четырьмя периферийными камерами (римскими цифрами указана последовательность отработки камер), на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9763/223316543.c/0_15bfab_2d974352_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9748/223316543.c/0_15bfaa_89212839_orig

Способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых осуществляется следующим образом.
Залежь полезного ископаемого, например фосфоритов с включениями в виде фосфоритовых конкреций, разделяют на выемочные панели. Панель в свою очередь разделяют на блоки, каждый из которых отрабатывают одной центральной 1 и несколькими периферийными 2 камерами, отрабатываемыми вокруг центральной камеры 1, в пределах части площади, охватывающей центральную камеру 1.
Количество периферийных камер 2, отрабатываемых в пределах указанной части площади, охватывающей центральную камеру 1, определяют, исходя из допустимого пролета обнажения кровли камер на период выемки в них полезного ископаемого и демонтажа оборудования. Допустимый пролет может быть установлен в процессе опытной отработки.
Отработку каждого блока начинают с бурения пульповыдачной скважины 3 в центральной камере 1, ее обсадки и монтажа пульпоподъемного оборудования, например гидроэлеватора. Для условий разработки фосфоритовых месторождений с включениями в виде фосфоритовых конкреций проходное сечение пульпоподъемного оборудования и его рабочие характеристики должны обеспечивать подъем кондиционного куска до 100 мм.
В непосредственной близости с пульповыдачной скважиной 3 бурят дополнительную гидромониторную скважину 4, размещают в ней гидромониторное оборудование и производят сбойку с пульповыдачной скважиной 3 для доставки размытого полезного ископаемого к пульпоподъемному оборудованию. После бурения и оборудования гидромониторной скважины 5 в первой из отрабатываемых периферийных камер 2 производят ее сбойку с дополнительной гидромониторной скважиной 4. Все сбойки осуществляются путем размыва полезного ископаемого по почве залежи. Параметры сбойки, в т.ч. ее уклон, определяют исходя из условия доставки размытого полезного ископаемого к пульпоподъемному оборудованию без потерь.
Добычу полезного ископаемого производят путем его размыва в камере высоконапорной струей гидромонитора, доставки по сбойке к пульпоподъемному оборудованию и подъема на поверхность. Крупногабаритные включения с размером куска больше 100 мм с содержанием в них полезного компонента ниже бортового магазинируются на днище камеры и на поверхность не выдаются.
Если содержание полезного компонента в крупногабаритном включении находится в пределах установленных кондиций, такие включения доставляются до пульповыдачного оборудования, где производят их дробление любым известным способом, например с помощью мелких зарядов ВВ, электрогидравлическим ударом или посредством бурового долота. Все необходимое для дробления оборудование спускается через оголовок пульпоподъемной колонны пульповыдачной скважины 3.
После выемки полезного ископаемого в первой периферийной камере 2 переносят гидромониторное оборудование в гидромониторную скважину 5, пробуренную в следующей периферийной камере отрабатываемого блока, и производят ее сбойку с гидромониторной скважиной 4. Поскольку параметры камер определены так, что устойчивость кровли обеспечивается только на период отработки, включая демонтаж оборудования, в первой периферийной камере 2 происходит обрушение налегающих пород и заполнение ими выработанного пространства камеры. Таким образом ее выработанное пространство не влияет на процесс выемки полезного ископаемого в следующей периферийной камере.
Выемка полезного ископаемого во второй и последующих периферийных камерах 2 отрабатываемого блока аналогична выемке в первой периферийной камере 2. Последовательность отработки камер в блоке может быть любая, например, от середины к флангам блока или от одного фланга к другому.
После выемки полезного ископаемого во всех периферийных камерах 2 в блоке приступают к выемке полезного ископаемого в его центральной камере 1. При этом со стороны следующего блока формируют целик 6, смежный с его несколькими периферийными камерами, обеспечивающий безопасность работ по добыче полезного ископаемого и демонтажу оборудования.
Размыв осуществляют через дополнительную гидромониторную скважину 4, а подъем пульпы - через пульповыдачную скважину 3.
Процесс отработки следующего блока аналогичен вышеописанному. Отработка блоков в выемочной панели может быть осуществлена в различной последовательности, например, от одного фланга панели к другому или от центра панели к периферии. Возможна также и отработка выемочной панели блоками нескольких очередей.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых, включающий разделение залежи полезного ископаемого на выемочные панели, бурение и сбойку между собой пульповыдачных и гидромониторных скважин, отработку выемочных панелей камерами с размывом полезного ископаемого в камере через гидромониторную скважину и подъемом пульпы на поверхность через пульповыдачную скважину смежной камеры, отличающийся тем, что выемочную панель разделяют на блоки, каждый из которых отрабатывают центральной и несколькими смежными с ней периферийными камерами, пульповыдачные скважины бурят в центральных камерах, а сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторными скважинами в каждом блоке осуществляют через дополнительную гидромониторную скважину, пробуренную в непосредственной близости с пульповыдачной скважиной и сбитую с последней, при этом сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторной скважиной каждой следующей периферийной камеры в блоке производят после отработки предыдущей периферийной камеры, отработку следующей периферийной камеры в блоке осуществляют после обрушения налегающих пород в выработанное пространство предыдущей периферийной камеры, а после отработки всех периферийных камер и заполнения выработанного пространства последней из них отрабатывают центральную камеру с формированием целика, смежного с периферийными камерами следующего блока.

Реферат. Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности. Сущность: залежь полезного ископаемого разделяют на выемочные панели, выемочную панель разделяют на блоки. Бурят и сбивают между собой пульповыдачные и гидромониторные скважины. Отработку выемочных панелей камерами ведут с размывом полезного ископаемого в камере через гидромониторную скважину и подъемом пульпы на поверхность через пульповыдачную скважину смежной камеры. Каждый блок отрабатывают центральной и несколькими смежными с ней периферийными камерами, пульповыдачные скважины бурят в центральных камерах, а сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторными скважинами в каждом блоке осуществляют через дополнительную гидромониторную скважину, пробуренную в непосредственной близости с пульповыдачной скважиной и сбитую с последней. При этом сбойку пульповыдачной скважины с гидромониторной скважиной каждой следующей периферийной камеры в блоке производят после отработки предыдущей периферийной камеры. Отработку следующей периферийной камеры в блоке осуществляют после обрушения налегающих пород в выработанное пространство предыдущей периферийной камеры, а после отработки всех периферийных камер и заполнения выработанного пространства последней из них отрабатывают центральную камеру с формированием целика, смежного с периферийными камерами следующего блока. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в упрощении конструктивного оформления днища добычных камер при обеспечении полноты выемки полезного ископаемого. 2 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Н.И., Быченко А.И., Дьячков А.С., Директоров И.Н., Фильчуков А.Ю.
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич, Быченко Алексей Иванович, Дьячков Анатолий Семенович, Директоров Игорь Немович, Фильчуков Александр Юрьевич
Адрес для переписки: 107076, Москва, Богородский вал, 6, корп. 2, кв.432, Н.И.Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 01.03.2001
начало действия патента: 01.03.2001
публикация патента: 10.04.2002

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Дворовенко А.Е., Фильчуков А.Ю. Установка для гидродобычи полезных ископаемых. Патент РФ N2272145.
http://www.freepatent.ru/images/patents/196/2272145/patent-2272145.pdf
http://www.freepatent.ru/patents/2272145

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к области добычи нерудных строительных материалов, обеспечивающей сырьевую базу промышленного и гражданского строительства, и может быть использовано, в частности, при разработке месторождений гравийно-песчаных смесей.

Известна установка для гидродобычи полезных ископаемых, включающая корпус, выполненный в виде понтона, скважинный гидродобычной снаряд, установленный на понтоне с возможностью его подъема и опускания (см. В.Ж.Аренс, Б.В.Исмагилов и Д.Н.Шпак. Скважинная гидродобыча твердых полезных ископаемых. - М.: Недра, 1980, стр.17-18, рис.1.5).

Недостатком данного устройства является фиксированная глубина разработки, определяемая водоизмещением понтона. При переходе на большие глубины, когда вес гидродобычного снаряда увеличивается, чтобы сохранить плавучесть устройства, требуется повышать водоизмещение понтона.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является установка для гидродобычи полезных ископаемых, включающая корпус, выполненный в виде понтона, грунтозаборное устройство, имеющее грунтоприемник и размещенный в носовой части понтона кран для подъема и опускания грунтоприемника, путем поворота грунтозаборного устройства относительно оси, размещенной на понтоне, и пульпопровод, соединенный с грунтозаборным устройством (см. патент RU №2139392, МПК 7 кл. E 02 F 3/90. опубл. 10.10.1999).

Недостатком данного устройства также является фиксированная глубина разработки.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в повышении эффективности разработки нерудных месторождений, в частности гравийно-песчанных смесей (ПГС), залегающих на разных глубинах под водоемами или под слоем многолетнемерзлых пород.

Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения, состоит в обеспечении возможности добычи полезных ископаемых при изменяющихся глубинах разработки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для гидродобычи полезных ископаемых, включающей корпус, выполненный в виде понтона, грунтозаборное устройство, имеющее грунтоприемник, размещенный в носовой части понтона кран для подъема и опускания грунтоприемника, путем поворота грунтозаборного устройства относительно оси, размещенной на понтоне, и пульпопровод, соединенный с грунтозаборным устройством, согласно изобретению понтон выполнен П-образным в плане, и снабжен механизмом, обеспечивающим возможность пристыковки дополнительных секций для сохранения плавучести при увеличении веса грунтозаборного устройства, грунтозаборное устройство выполнено в виде скважинного гидродобычного снаряда, кран выполнен портальным, а ось поворота размещена в средней части понтона.

В указанную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения заявленного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые испрашивается объем правовой охраны.

Установка для гидродобычи полезных ископаемых поясняется чертежом, на котором на фиг.1 показан вид установки сверху, на фиг.2 - вид установки сбоку, на фиг.3 - вид установки сверху с четырьмя пристыкованными дополнительными продольными секциями, на фиг.4 - установка с четырьмя пристыкованными дополнительными продольными секциями, вид сбоку.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9820/223316543.c/0_15bfad_a4acbdc4_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9168/223316543.c/0_15bfae_c1b4558c_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9806/223316543.c/0_15bfaf_2bf9a303_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9491/223316543.c/0_15bfac_82f194dd_orig

Установка для гидродобычи полезных ископаемых состоит из корпуса, выполненного в виде П-образного в плане понтона. Понтон состоит, по меньшей мере, из одной поперечной секции 1, выполняющей роль кормовой секции, и жестко присоединенных к ней двух продольных секций 2. На поперечной секции размещается насос 3, подающий воду для размыва полезного ископаемого, с двигателем 4 (электродвигателем или дизелем). Двигатель имеет блок управления 5.

Две продольные секции 2 понтона установлены с зазором между ними, достаточным для подъема и опускания грунтозаборного устройства. В транспортном положении грунтозаборное устройство находится в горизонтальном положении над указанным зазором. Свободные части продольных секций выполняют роль носовой части понтона.

Понтон снабжен механизмом (на чертеже не показан), обеспечивающим возможность пристыковки дополнительных продольных и/или поперечных секций для повышения его водоизмещения и сохранения плавучести установки при использовании грунтозаборного устройства, предназначенного для разработки полезных ископаемых на больших глубинах и имеющего, соответственно, большую массу. Механизм, обеспечивающий пристыковку дополнительных секций, может быть выполнен аналогичным механизму, обеспечивающему стыковку понтонов понтонно-мостовой переправы. Может быть также использовано обычное болтовое соединение.

Грунтозаборное устройство выполнено в виде скважинного гидродобычного снаряда 6, имеющего гидромонитор 7 для размыва полезного ископаемого, и пульпоподъемное приспособление 8 с грунтоприемником 9. Пульпоподъемное приспособление 8 может быть выполнено, например, в виде гидроэлеватора или эрлифта. Пульповод гидроэлеватора или эрлифта посредством шарового шарнира соединен с плавучим пульповодом.

Для подъема и опускания скважинного гидродобычного снаряда 6 в носовой части понтона размещен портальный кран 10 с лебедкой 11. Подъем и опускание скважинного гидродобычного снаряда 8 производится путем его поворота относительно оси, размещенной в средней части понтона посредством горизонтальных шарниров 12, установленных на двух его продольных секциях 2.

В носовой и кормовой частях понтона установлены папильонажные лебедки 12 для обеспечения маневрирования установки в забое.

Установка для гидродобычи полезных ископаемых работает следующим образом.

Собранная в котловане, предварительно созданном на месте разработки, или доставленная по водным путям в собранном виде установка размещается над местом, предназначенным для разработки. Концы тросов папильонажных лебедок заякориваются на берегу. Скважинный гидродобычной снаряд 6 посредством портального крана 10 переводят в вертикальное положение и приступают к размыву полезного ископаемого.

Размытое полезное ископаемое поступает в грунтоприемник и посредством пульпоподъемного приспособления 8 поднимается на поверхность и по пульповоду подается на промплощадку.

При увеличении глубины разработки наращиваются ставы водовода и пульповода скважинного гидродобычного снаряда 6 и пристыковываются еще два продольных понтона. Наращивание ставов водовода и пульповода производится после перевода скважинного гидродобычного снаряда в горизонтальное положение. Для обеспечения центровки понтона одновременно с пристыковкой продольных секций 2 может производиться пристыковка дополнительных поперечных секций 1 понтона.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Установка для гидродобычи полезных ископаемых, включающая корпус, выполненный в виде понтона, грунтозаборное устройство, имеющее грунтоприемник, размещенный в носовой части понтона кран для подъема и опускания грунтоприемника путем поворота грунтозаборного устройства относительно оси, размещенной на понтоне, и пульпопровод, соединенный с грунтозаборным устройством, отличающаяся тем, что понтон выполнен П-образным в плане и снабжен механизмом, обеспечивающим возможность пристыковки дополнительных секций для сохранения плавучести при увеличении веса грунтозаборного устройства, грунтозаборное устройство выполнено в виде скважинного гидродобычного снаряда, кран выполнен портальным, а ось поворота размещена в средней части понтона.

Реферат. Область использования: добыча нерудных строительных материалов, в частности разработка месторождений гравийно-песчаных смесей. Установка включает корпус, выполненный в виде П-образного в плане понтона, снабженного механизмом, обеспечивающим возможность пристыковки дополнительных секций для сохранения плавучести при увеличении веса грунтозаборного устройства, грунтозаборное устройство, выполненное в виде скважинного гидродобычного снаряда, имеющее грунтоприемник, размещенный в носовой части понтона портальный кран для подъема и опускания грунтоприемника путем поворота грунтозаборного устройства относительно оси, размещенной в средней части понтона, и пульпопровод, соединенный с грунтозаборным устройством. Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения, состоит в обеспечении возможности добычи полезных ископаемых при изменяющихся глубинах разработки. 4 ил.

Классы МПК:
E21C50/00 Подводная добыча полезных ископаемых, не отнесенная к другим рубрикам
E02F3/88 ..со всасывающими или нагнетательными устройствами, например землесосные снаряды или землесосные драги
Автор(ы): Бабичев Николай Игоревич (RU), Дворовенко Александр Евгеньевич (RU), Фильчуков Александр Юрьевич (RU)
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич (RU), Дворовенко Александр Евгеньевич (RU), Фильчуков Александр Юрьевич (RU)
Адрес для переписки: 107076, Москва, Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И. Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 28.07.2004
начало действия патента: 28.07.2004
публикация патента: 20.03.2006

[Шестопалов Анатолий Васильевич]

Бабичев Н.И., Клочко С.А., Серов С.А., Салоп Д.Л. Способ формирования технологической полости в неустойчивых породах продуктивного горизонта. Патент РФ N2180940.
http://www.freepatent.ru/patents/2180940

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении скважин водоснабжения, нефте- и газодобычи, а также геотехнологических скважин подземного выщелачивания полезных ископаемых в условиях, когда породы, слагающие продуктивный горизонт, являются неустойчивыми и содержат наряду с мелкими и крупные фракции.
Известен способ сооружения геотехнологических скважин, включающий бурение скважины до кровли продуктивного горизонта, предварительное создание искусственной кровли формируемой полости, бурение скважины в продуктивном горизонте на глубину формируемой полости и выемку камеры, используемой в качестве приемной емкости откачной скважины при выщелачивании полезного компонента из продуктивного горизонта (Авт. св. SU 1278446 А1, кл. 5 Е 21 С 45/00, опубл. 23.12.86, Бюл. 47).
Недостатком данного способа являются значительные затраты на создание искусственной кровли формируемой полости.
Аналогичным недостатком обладает и известный способ образования подземных емкостей через скважины, включающий предварительное создание искусственной кровли образуемой емкости и последующий размыв камеры и создание емкости. (Авт. св. SU 1328526 А1, кл. 5 Е 21 С 45/00, опубл. 07.08.87, Бюл. 29).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ формирования технологической полости в неустойчивых породах продуктивного горизонта, включающий бурение скважины в продуктивный горизонт, монтаж в скважине технологического оборудования, размыв пород продуктивного горизонта с выдачей на поверхность частиц мелкой фракции и формирование естественного фильтра из частиц средней и крупной фракций. (Патент RU 2012768 С1, кл. 5 Е 21 В 43/10, опубл. 15.05.94, Бюл. 9).
Данный способ имеет относительно узкую область использования, распространяющуюся на создание технологических полостей, содержащих естественный фильтр, только в восстающих скважинах.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности работы добычных скважин, например, нефтяных, газовых или водоснабжения.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в расширении области использования известного способа на создание технологических полостей в нисходящих скважинах и увеличении срока их эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе формирования технологической полости в неустойчивых породах продуктивного горизонта, включающем бурение скважины в продуктивный горизонт, монтаж в скважине технологического оборудования и размыв пород продуктивного горизонта с выдачей на поверхность частиц мелкой фракции и формирование естественного фильтра из частиц средней и крупной фракций, отличающийся тем, что в качестве технологического оборудования используют оборудование скважинной гидротехнологии, содержащее скважинный гидромонитор и пульпоподъемную колонну, размыв пород продуктивного горизонта производят интервалами по высоте создаваемой технологической полости, причем переход на следующий интервал осуществляют после появления на выходе пульпоподъемной колонны осветленной воды.
В данную совокупность включены все признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения указанного технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Способ поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображена схема создания технологической полости - вертикальный разрез камеры, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.


http://img-fotki.yandex.ru/get/9497/223316543.c/0_15c5ac_8bc0b4e1_orig


http://img-fotki.yandex.ru/get/9740/223316543.c/0_15c5ab_2e50f065_orig

Способ формирования технологической полости в неустойчивых породах продуктивного горизонта осуществляется следующим образом.
С поверхности к продуктивному горизонту 1 бурят скважину 2 глубиной, на которой будет формироваться дно 3 создаваемой технологической полости 4. В случае, если породы 5, покрывающие продуктивный горизонт 1, неустойчивы, бурение сопровождается спуском обсадной колонны 6 для поддержания ствола скважины 2. Бурение осуществляется средствами скважинной гидротехнологии (СГТ).
После проходки ствола скважины 2 на заданную глубину и установки обсадной колонны 6 производят гидромониторный размыв пород продуктивного горизонта 1 вокруг скважины 2 с выдачей образованной пульпы на поверхность с помощью пульповыдачного оборудования 7, например, гидроэлеватора или эрлифта. Размыв ведут через прорези 8 в обсадной колонне 6. Прорези 8 в обсадной колонне 6 могут быть выполнены как до ее спуска в скважину 2, так и после установки в скважине 2. В последнем случае для образования прорезей 8 используется перфоратор.
Размыв пород продуктивного горизонта 1 производят в направлении снизу вверх интервалами по высоте создаваемой технологической полости 4, причем переход на следующий интервал осуществляют после появления на выходе пульпоповыдачной колонны осветленной воды. Появление осветленной воды свидетельствует о том, что из создаваемой технологической полости 4 на данном интервале вымыты и подняты на поверхность все мелкие фракции пород, слагающих продуктивный горизонт, и произошло переотложение крупных фракций, которые заполнили создаваемую технологическую полость 4 на данном интервале.
Завершением формирования технологической полости 4, заполненной переотложенными крупными фракциями пород, слагающих продуктивный горизонт 1, является появление осветленной воды на выходе пульповыдачной колонны при размыве последнего интервала. Эксплуатация сформированной технологической полости 4 может быть начата после демонтажа гидромониторного и пульповыдачного оборудования и установки эксплуатационного оборудования, например водоподъемного.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ создания технологической полости в неустойчивых породах продуктивного горизонта, включающий бурение скважины в продуктивный горизонт, монтаж в скважине технологического оборудования и размыв пород продуктивного горизонта с выдачей на поверхность частиц мелкой фракции и формирование естественного фильтра из частиц средней и крупной фракций, отличающийся тем, что в качестве технологического оборудования используют оборудование скважинной гидротехнологии, содержащее скважинный гидромонитор и пульпоподъемную колонну, размыв пород продуктивного горизонта производят интервалами по высоте создаваемой технологической полости, причем переход на следующий интервал осуществляют после появления на выходе пульпоподъемной колонны осветленной воды.

Реферат. Сущность: бурят скважину, в которую спускают обсадную колонну. В скважине монтируют гидромониторное оборудование и производят размыв вмещающих пород с выдачей пульпы на поверхность через пульповыдачную колонну. При этом размыв вмещающих пород производят интервалами по высоте создаваемой технологической полости. Переход на следующий интервал осуществляют после появления на выходе пульповыдачной колонны осветленной воды. Технический результат заключается в расширении области использования известного способа на создание технологических полостей в нисходящих скважинах и увеличении срока их эксплуатации. 2 ил.

Классы МПК: E21C45/00 Способы гидравлической добычи полезных ископаемых; гидромониторы
Автор(ы): Бабичев Н.И., Клочко С.А., Серов С.А., Салоп Д.Л.
Патентообладатель(и): Бабичев Николай Игоревич, Клочко Сергей Анатольевич, Серов Сергей Анатольевич, Салоп Дмитрий Львович
Адрес для переписки: 107076, Москва, Богородский вал, 6, корп.2, кв.432, Н.И.Бабичеву
Приоритеты:
подача заявки: 07.06.2001
начало действия патента: 07.06.2001
публикация патента: 27.03.2002