Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ СВИТ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке пластовых месторождений.

Известен способ скважинной гидродобычи твердого полезного ископаемого из наклонного пластов [1], включающий выемочный блок, располагаемый на уступе карьера и ориентируемый в направлении падения пласта полезного ископаемого (ПИ). На границе блока в глубоко залегающей части пласта бурят скважину для выдачи ПИ до входа ее в почву пласта, после чего скважину обсаживают от устья до кровли пласта.

В пласте полезного ископаемого производят гидроразмыв для образования приемной камеры, скважину оснащают пульпоподъемным оборудованием. В борту карьера по пласту бурят одну или несколько добычных скважин до сбойки их с приемной камерой выдачи скважины, причем угол наклона скважин равен углу падения пласта. Добычные скважины оборудуют гидромониторным снарядом с боковыми насадками. Гидроотбойку ПИ производят в процессе перемещения гидромониторного снаряда в добычной скважине по восстанию пласта. Образующаяся пульпа самотеком поступает в приемную камеру выдачи скважины, а из нее с помощью пульпоподъемного оборудования выдается на поверхность.

Недостатком способа является ограниченность условий применения.

Известен способ бурогидравлической разработки тонких и средней мощности пластов [2], включающий проведение подготовительных выработок и очистной выемки горной массы бурогидравлическим способом с гидротранспортом пульпы, отличающийся тем, что для обеспечения вентиляции за счет общешахтной депрессии, дополнительной подачи воды для смыва горной массы, разгрузки горного массива и сохранения заданного направления очистных скважин выемку полезного ископаемого производят в три этапа: на первом бурогидравлическим способом проводят опережающие параллельные вентиляционные скважины по простиранию столба диаметром 100-200 мм с шагом по длине, равным сумме размеров радиуса расширителя скважины и ширины целика, обеспечивающего сохранность скважины на время очистной выемки, на втором выемку горной массы ведут за счет расширения скважины на полную мощность пласта, при этом воду подают с вентиляционной выработки, а в скважину заводится высоконапорный шланг с насадкой, закрепленный на ставе, с помощью которых на третьем этапе проводят при обратном ходе става погашение целика гидравлическим способом при давлении 5-6 МПа, а смыв горной массы происходит через сохранившуюся скважину.

Недостатком способа является сложность технологии.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ разработки наклонного пласта твердого полезного ископаемого методом скважинной гидродобычи [3]. Способ включает выемочный блок, располагаемый на уступе карьера и ориентированный по падению пласта полезного ископаемого (ПИ). На границе блока в глубокозалегающей части пласта бурят выданную скважину до входа ее в почву пласта, после чего скважину обсаживают от устья до кровли пласта. В пласте ПИ производят гидроразмыв для образования приемной камеры, затем скважину оснащают пульпоподъемным оборудованием. Необходимым условием реализации способа является сооружение вдоль упомянутой выше границы выемочного блока до сбойки с приемной камерой выдачной скважины транспортной выработки с уклоном от 4 до 8%. По транспортной выработке пульпа самотеком поступает из периферийной части пласта ПИ в приемную камеру, а из нее с помощью пульпоподъемного оборудования выдается на поверхность. В борту карьера по пласту ПИ бурят ряд параллельных добычных скважин, гидравлически связанных с транспортной выработкой. Добычные скважины оборудуют гидромониторным снарядом. Гидроотбойку ПИ производят в процессе перемещения гидромониторного снаряда в добычных скважинах от транспортной выработки к борту карьера. Исходя из способа проходки транспортной выработки, изобретение может быть реализовано в 2-х вариантах: транспортную выработку проходят путем гидроразмыва пласта ПИ из вспомогательных скважин, пробуренных на границе выемочного блока, и транспортную выработку формируют путем гидроразмыва пласта ПИ в призабойных зонах добычных скважин.

Недостатком способа является ограниченность условий применения.

Задачей изобретения являются повышение извлечения запасов полезных ископаемых, упрощение технологии и снижение экологического ущерба.

Решение поставленной задачи достигается тем, что при удалении фронта открытых горных работ на безопасное расстояние производят вскрытие блока подземных горных работ в борту разреза, включающий несколько пластов, вентиляционной и пульпотранспортной штольнями, которые сбиваются пульпотранспортным штреком, а с поверхности бурят скважины по пластам угля до пульпотранспортного штрека, очистные работы ведут из скважины вверх вниз гидравлическим или бурогидравлическим способами, а транспортировка пульпы осуществляют по скважинам и пульпотранспортным выработкам до комплекса обезвоживания.

Между очистными камерами (заходками) закладывают угольные целики, обеспечивающие их устойчивость на этапе совместного ведения открытых и подземных работ.

Скважины подключают к сети дегазационного газопровода, в котором аккумулируется метановоздушная смесь при дегазации пластов и проведении очистных работ.

Комплекс обезвоживания пульпы размещается в траншее разреза или в подземной обезвоживающей камере в зависимости от климатических условий ведения горных работ.

После очистных работ выработанное пространство используются для размещения вскрышных пород разреза путем их подачи через скважины.

При глубине открытой разработки более 100 м возможно деление блока подземных горных работ на несколько ярусов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема вскрытия и отработки угольного месторождения; на фиг.2 - сечение по пласту.

На первоначальном этапе разработка месторождения осуществляется открытым способом из траншеи 1, проводимой по самому мощному пласту 2 в свите, при удалении фронта открытых горных работ на безопасное расстояние производят подземное скрытие пластов 3, 4 в борту траншеи 5 вентиляционной штольней 6 и пульпотранспортной штольней 7, которые сбиваются пульпотранспортным штреком 8, при глубине открытой разработки более 100 м возможно деление блока подземных горных работ на несколько ярусов 9, 10.

С поверхности бурят скважины 11 по пластам угля 3, 4 до пульпотранспортного штрека 8 очистные работы ведут в камерах 12 из скважины 11 сверху вниз гидравлическим или снизу вверх бурогидравлическим способами, а транспортировка пульпы осуществляют по скважинам 11, пульпотранспортному штреку 8 и пульпотранспортной штольне 7 до комплекса обезвоживания 13, размещаемом в траншее 1 или в подземной обезвоживающей камере 14 в зависимости от климатических условий ведения горных работ.

Между очистными камерами закладывают угольные целики 15, обеспечивающие их устойчивость на этапах ведения открытых и подземных работ, а после выемки угля в очистных камерах размещают вскрышные породы разреза 16.

Заблаговременно и при ведении очистных работ скважины 11 подключают к сети дегазационного газопровода 17 ведущего к вакуум-насосу 18, в котором аккумулируется метановоздушная смесь.

Применяемые технические решения позволяют повысить коэффициент извлечения запасов полезных ископаемых и снизить экологический ущерб окружающей среды.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2235882, МКИ E21C 45/00. Способ скважинной гидродобычи твердого полезного ископаемого из наклонного пластов. / В.И.Лунев, В.М.Зыков, Д.А.Андояков и др. Опубл. 10.09.2004.

2. Патент РФ №2170821. Способ бурогидравлической разработки тонких и средней мощности пластов. МПК E21C 41/18. Патентообл. и авторы: Кондратов И.В., Фомичев С.Г., Сенкус В.В, Сенкус Вал. В. Заявл. 15.12.1999. Опубл. 20.07.2001. Бюл. №20.

3. Патент РФ №2235881. Способ разработки наклонного пласта твердого полезного ископаемого методом скважинной гидродобычи. МКИ E21C 45/00. / В.И.Лунев, В.М.Зыков, Д.А.Андояков и др. Опубл. 10.09.2004.