Методика расчета основных технологических параметров ПСС

Исходные данные для расчета. Горно-геологические условия: запасы серы на месторождении для ПСС — Ох, млн. т; глубина залегания пласта l, м; мощность пласта m, м; содержание серы в руде σ, %.

Химический и минералогический состав вмещающих пород (содержание карбонатов σ _к, гипса σ _г и других компонентов); характеристика покрывающих и подстилающих пород; пористость и кавернозность пласта; преобладающая текстура серных руд; характерный размер рудных блоков D.

Гидрогеологические условия: глубина водоносного горизонта; проницаемость пласта, покрывающих и подстилающих пород; наличие разгрузки пласта (гидрогеологическая закрытость залежи).

Теплофизические характеристики пласта и пород: теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, плотность.

Технико-экономические условия — это наличие потребителей серной кислоты в данном экономическом районе, наличие пресной воды и энергии, транспортных средств, стоимость бурения и оборудования скважин.

16 СКВАЖИННАЯ ГИДРОДОБЫЧА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (СГД)

Основные понятия и представления

Скважинная гидродобыча (СГД) — метод подземной добычи твердых полезных ископаемых, основанный на приведении руды на месте залегания в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия и выдачи ее в виде гидросмеси на поверхность.

СГД—эффективен для разработки месторождений рыхлых, слабосцементированных руд. В общем случае рудник СГД состоит из полигона с разбуренными скважинами и уложенными трубопроводами для подачи сжатого воздуха, напорной воды и гидротранспорта гидросмеси руды до карты намыва или склада другого типа, осветлительного бассейна, насосной и компрессорной станций, электроподстанции и других подсобных служб (рисунок 16.1).

Основным инструментом разрушения рудного тела и его доставки к скважине является напорная вода, которая воздействует на руду в виде струи, фильтрационного или самотечного потоков.

Способы разрушения массива руды в основном зависят от его прочности. Наиболее целесообразно разрушение связных пород осуществлять гидромониторной струей воды. Интенсификация процессов разрушения и доставки возможна воздействием вибрации, взрыва, химического или микробиологического разложения цементирующего вещества. Выдача разрушенной руды на поверхность осуществляется эрлифтом, гидроэлеватором, их сочетанием, погружным насосом.

В общем случае технология СГД заключается в следующем. После проведения детальной разведки и планировки участка месторождения производится его вскрытие. Оно осуществляется путем бурения добычных скважин диаметром 250—500 мм, обычно до подстилающих пород рудного пласта. Далее производятся подготовительные работы, в результате которых осуществляется подача воды, сжатого воздуха и электроэнергии на добычной полигон. Разрушенная струей воды из гидромонитора руда выдается на поверхность в виде гидросмеси и далее гидротранспортируется в приемные бункера обогатительной фабрики или на карту намыва для складирования. Отработка рудного тела может осуществляться одиночными камерами с оставлением межскважинных целиков или сплошным забоем в отступающем порядке с управляемой посадкой покрывающих пород. Возможен вариант управления горным давлением путем закладки отработанных камер отходами обогащения или пустыми породами с последующей отработкой межкамерных целиков. После отработки участка производится его рекультивация, которая заключается в ликвидации добычных скважин, уборке и планировке, посадке леса или сеянии трав.

Основными операциями, составляющими сущность метода СГД, являются разрушение руды, ее доставка в камере и подъем на поверхность, транспортирование и складирование, а также управление горным давлением.

1—рудный пласт; 2 — компрессор; 3—воздуховод; 4 — буровой станок; 5 — добычной агрегат; 6 — добычное поле; 7 — трубоукладчик; 8 — бульдозер; 9 — водовод; 10 — насосная;

11 — всас; 12 — бассейн осветленной воды; 13 — карта намыва руды; 14—тампонажные пробки; 15 — кровля пласта; 16—целик; 17—почва пласта; 18 — добычная скважина; 19 — гидромонитор; 20 — эрлифт

Рисунок 16.1 – Принципиальная технологическая схема скважинной гидродобычи

Эффективность СГД определяется количеством руды, добываемой из одной скважины, которое в свою очередь в основном зависит от прочности пород рудного пласта и вмещающих пород. При этом мощность пласта, глубина его залегания и ценность руды должны обеспечить рентабельность разработки данного месторождения. В первом приближении эффективность разработки месторождения методом СГД можно установить, пользуясь данными табл. 16.2.