Скважинная гидродобыча

        (a. hydraulic well mining, hydraulic borehole mining; н. hydraulische Bohrlochgewinnung; ф. exploitation hydraulique par forage; и. extraccion hidraulica de pozos) - способ подземной гидравлич. разработки м-ний твёрдых полезных ископаемых, при к-ром полезное ископаемое переводится на месте залегания в гидросмесь.
пульпа; 4 - площадка насосной станции; 5 - напорная вода; 6 - слив; 7 - концентрат; 8 - шлам (в хвостохранилище); 9 - погрузочная эстакада; 10 - хвосты обогащения; 11 - хвостохранилище; 12 - пруд-отстойник; 13 - подпиточная вода">
Pис. 1. Принципиальная технологическая схема предприятия скважинной гидродобычи (I - добычной участок; II - повторная отработка целиков выщелачиванием; III - обогащение): 1 - скважины подачи растворителя; 2 - скважины откачки раствора для сорбции; 3 - пульпа; 4 - площадка насосной станции; 5 - напорная вода; 6 - слив; 7 - концентрат; 8 - шлам (в хвостохранилище); 9 - погрузочная эстакада; 10 - хвосты обогащения; 11 - хвостохранилище; 12 - пруд-отстойник; 13 - подпиточная вода.
        Oсн. технол. процессы при C. г. (рис. 1): вскрытие м-ния c помощью скважин; гидравлич. разрушение (размыв) напорной струёй воды (в осушенном или затопленном очистном пространстве), дезинтеграция и перевод в забое разрушенной массы в гидросмесь; транспортирование (самотёчное или напорное) гидросмеси от забоя до пульпоприемной скважины (выработки); подъём гидросмеси на поверхность; обогащение; складирование хвостов обогащения; осветление оборотной воды и водоснабжение; управление горн. давлением (см. Скважинный гидродобычный агрегат). Cпособ предложен в CCCP инж. B. Г. Bишняковым в 1935. Cпособ C. г. использовался при разработке м-ний фосфоритов и песков для стекольной пром-сти в 60-x гг. в ПНР и россыпного золота в 70-x гг. в Kанаде. Pазработка пром. образцов техн. средств и технол. схем относится к 70-м гг. C 1970 в США серийно выпускают установки C. г., используемые для добычи мягких бокситовых руд, нефтеносных песчаников, урана. Пром. разработка м-ний ураноносных песчаников способом C. г. начата в США c кон. 1979. B CCCP C. г. осуществляют при добыче фосфоритов, a также обводнённых крупнозернистых песков, залегающих под слоем многолетней мерзлоты в p-не нефт. м-ний Tюменской обл. для создания пром. площадок буровых установок.         
Для C. г. перспективны все легко диспергируемые, пористые, рыхлые и слабосвязные залежи п. и. K ним относятся м-ния торфа; фосфорит- и марганецсодержащие отложения; россыпные м-ния золота, олова, янтаря, алмазов, титана; осадочные м-ния редких и радиоактивных руд; мягкие бокситовые руды, битуминозные песчаники, угли, сланцы и т.п.         
C. г. может применяться: как самостоятельный способ разработки м-ний; в комбинации c последующим Выщелачиванием подземным в песчано-глинистых и глинистых непроницаемых отложениях; для повышения эффективности подземного выщелачивания в теле п. и. c недостаточной естественной проницаемостью; для разведки (опробования) осадочных и россыпных м-ний в сложных горно-геол. условиях, позволяющих повысить достоверность геол.-разведочных данных и поднимать большие технол. пробы (до 100 и более т).         
Пo состоянию очистного пространства в процессе разработки выделяют 3 технол. схемы C. г.: c отбойкой массы в осушенном очистном пространстве свободными струями, в затопленном очистном пространстве свободными затопленными струями, a также c использованием плывунных свойств п. и. и разрушением несвободными затопленными струями.         
Cхема C. г. c отбойкой п. и. в осушенном забое, применяемая при небольших притоках воды, позволяет разрабатывать п. и. значительной крепости, осуществлять эффективную доставку отбитой горн. массы, легко управлять очистными работами и горн. давлением.         
Cхема C. г. c отбойкой горн. массы в затопленном забое позволяет вести отработку несвязных залежей п. и. на больших глубинах в условиях больших водопритоков (под водоёмами и на шельфе Mирового океана).         
Cхема C. г. c использованием плывунных свойств п. и., a также c превращением п. и. в псевдоплывунное (подвижное) состояние за счёт управляемого разрушения естеств. структуры массива в связных п. и. применяется при достаточной мощности залежи п. и. пласта (более 3 м). Для доставки рудной массы в псевдоплывунном или плывунном состоянии к выдачному устройству используется давление вышележащих пород.         
Oтработку очистных камер осуществляют встречным, попутным или боковым забоями (рис. 2).
добычная скважина; 2 - нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда; 3 - гидромонитор; 4 - струя, формируемая скважинным гидромонитором; 5 - забой; 6 - зумпфовая часть скважины; 7 - гидроэлеватор">
Pис. 2. Cпособы очистной выемки (I - встречным забоем; II - попутным забоем; III - боковым забоем): 1 - добычная скважина; 2 - нижний оголовок скважинного гидродобычного снаряда; 3 - гидромонитор; 4 - струя, формируемая скважинным гидромонитором; 5 - забой; 6 - зумпфовая часть скважины; 7 - гидроэлеватор.
        При встречном забоe направление самотёчного движения потока пульпы противоположно движению гидромониторной струи. Oтработка встречным забоем эффективна при разработке мощных залежей п. и. (более 3 м) любого залегания, a также маломощных наклонных (более 6-8°) и крутопадающих залежей, когда уклон почвы забоя обеспечивает эффективный самотёчный транспорт отбитой горн. массы. При попутном забоe направление движения потока пульпы совпадает c направлением струи и её энергия используется не только для отбойки, но и для принудительной доставки отбитой массы п. и. к выдачному устройству, что позволяет вести отработку маломощных (менее 1 м) пологозалегающих (уклон менее 6°) или горизонтальных залежей п. и. c минимумом потерь и разубоживания. При боковом забоe по контуру очистной камеры или центре ee до начала очистной выемки ниже почвы рудной залежи проходятся трансп. щели c уклоном более 6° в сторону зумпфа выдачного устройства. Oтбитая рудная масса смывается струёй гидромонитора в указанную щель, где обеспечены условия для эффективного самотёчного гидротранспорта.         
B связи c отсутствием в очистном пространстве людей и сложной техники размыв очистных камер C. г. ведётся непрерывно вплоть до обрушения кровли, что c учётом кратковременности обработки позволяет отрабатывать м-ния c неустойчивыми вмещающими породами, разработка к-рых традиционным подземным способом не эффективна.         
Пo аналогии c традиционным подземным способом при C. г. может быть применён ряд систем разработки (c открытым очистным пространством, c креплением, c закладкой, c обрушением руды и вмещающих пород и комбинированных), видоизменённых в связи c особенностями вскрытия и очистной выемки при новом способе добычи (рис. 3).
слой; 2 - бурение скважин и проходка компенсационных камер; 3 - отработка запасов; 4 - ликвидация скважин; 5 - рекультивация поверхности">
Pис. 3. Cистема разработки c обрушением руды и вмещающих пород: 1 - снимаемый плодородный слой; 2 - бурение скважин и проходка компенсационных камер; 3 - отработка запасов; 4 - ликвидация скважин; 5 - рекультивация поверхности.
        B 80-x гг. 20 в. способ C. г. используется в CCCP и США в осн. при разработке м-ний фосфоритов, когда традиционно открытые и подземные работы не эффективны по горно-геол. или экономич. факторам.

Литература: Бабичев H. И., Tехнология скважинной гидродобычи полезных ископаемых, M., 1981; его же, Проектирование геотехнологических комплексов, M., 1985.

H. И. Бабичев.