Совершенствование скважинного крупнообъемного опробования плывунных титан-циркониевых россыпных месторождений

• Автор: Вильмис, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 25.00.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Современное состояние скважинной гидротехнологии (СГТ) при

разведке и разработке месторождений полезных

ископаемых
1.2 Технологические аспекты освоения плывунных титан-циркониевых месторождений способом скважинной гидротехнологии
1.3 Разработка структуры скважинной гидротехнологии и обоснование комплексного решения задачи

1.4 Цель и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ СТРУЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ

СКВАЖИННОЙ ГИДРОТЕХНОЛОГИИ В ЗАТОПЛЕННЫХ ОЧИСТНЫХ КАМЕРАХ.
2.1 Исследование распространения затопленных гидромониторных струй
2.2 Исследование производительности скважинной гидротехнологии во взаимосвязи с возможностью зрлифтного подъема
2.3 Конструктивные особенности гидромониторной секции
гидродобычного агрегата при крупнообъемном опробовании плывунных
титан-циркониевых песков
Выводы
ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ СУЩНОСТИ ПРОЦЕССА ЭРЛИФТИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ ОПТИМИЗАЦИИ ГИДРОПОДЪЕМА С ГЛУБИН 50-55 м.
3.1. Анализ гидродинамики газожидкостных трехфазных смесей
3.2 Экспериментальные исследования эрлифтного подъема с учетом процесса всасывания
3.3 Обоснование предельно-допустимой плотности гидросмеси в технологии эрлифтного подъема плывунных титан-циркониевых песков
Выводы
ГЛАВА 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ СКВАЖИННОЙ ГИДРОТЕХНОЛОГИИ ПЛЫВУННЫХ ТИТАН-
ЦИРКОНИЕВЫХ ПЕСКОВ.
4.1 Обоснование необходимости гидроразмыва при скважинной
гидротехнологии плывунных титан-циркониевых песков
4.2 Транспортирующая способность всасываемого потока гидросмеси в процессе пульпоприготовления
4.3 Расчетные эксплуатационные характеристики эрлифта по воде и
гидросмеси
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ.
Приложение
Приложение
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
В основу постановки задач и проведения аналитических исследований, составивших содержание данной диссертации, легли работы отечественных и зарубежных исследователей в области разработки технологии и технических средств для геологоразведочных н геотехнологических работ: Аренса В.Ж., Алексеева В.В., Бабичева Н.И., Башкатова Д.Н., Балаева В.А., Брюховецкого О.С., Бубиса Ю.В., Грабчака Л.Г., Дробаденко В.П., Калинина А.Г., Калинина И.С., Козловского Е.А., Колесникова В.И., Колибаба B.JL, Лобанова Д.П., Малухина Н.Г, Мучника B.C., Неберы В.П., Соловьева Н.В., Тигунова Л.П., Хчеяна Г.Х. , Хрулева
A.C. , Чернея Э.И., Ялтанца И.М. и многих других.
Крупнообъемное опробование, является важнейшим этапом, предшествующим освоению месторождения. Целью получения крупных проб минерального сырья (100-500 т.), является установление исходных данных для уточнения технологических типов и сортов руд, оценка в полупромышленных условиях возможных технологических схем переработки минерального сырья, обоснование постоянных кондиций на оконтуривание месторождения, а также оценка эффективности применяемых технологий и надежности работы оборудования [97].
Во многих случаях крупнообъемное опробование традиционными способами ограничивается сложноструктурными условиями залегания минерально-сырьевых ресурсов (обводненность месторождения, а также залегание под водоемами), что увеличивает стоимость горно-разведочных работ.
Осадочные месторождения титан-циркониевых песков России представлены, как правило, погребенными россыпями, залегающими нередко на значительной глубине от поверхности, в сложных гидрогеологических условиях, что создает соответствующие трудности их крупнообъемного опробования и промышленного освоения.
В этих условиях необходимо использовать нетрадиционные способы, в частности скважинную гидротехнологию (СГТ), основанную на гидродинамическом процессе переведения руд и пород в состояние гидросмеси,

и действует на стенки воронки давлением определенной величины, приводящее к образованию трещин и расширению щели [24]. Г.Н. Роер полагает, что разрушение происходит отходящим потоком после удара струи в породный массив. При этом считает, что влияние нормальной составляющей силы удара струи, (что вызывает фильтрацию воды в поры породы) на образование врубовой щели незначительно. B.C. Мучник полагает, что разрушение массива струей теоретически произойдет, если давление в месте контакта превысит временное сопротивление массива разрушению. Разрушение при этом протекает интенсивно, если нарушена сплошность массива трещинами (струя воды действует в этом случае как гидравлический клин) [83].
Другие исследователи [78] основным фактором, влияющим на разрушение массива горных пород, считают осевое динамическое давление струи, оказываемое на породы забоя. Конечно, фактор динамического давления струи является основным, без которого разрушения породного массива происходить не будет. Однако многочисленными экспериментами установлено, что величина критического давления начала разрушения горных пород затопленной струей воды в несколько раз ниже предела прочности материала на одноосное сжатие [38].
По мнению некоторых исследователей [63] разрушению горных пород способствует дополнительная вода, подаваемая на забой массива, что снижает крепость пород, уменьшая силу сцепления смежных частиц посредством перевода связей между частицами с оболочек прочносвязной воды на более низкий уровень — оболочки рыхлосвязной воды, обуславливая включение природного механизма дезинтеграции. Это характерно только для пород, природа связей которых основана на водных оболочках.
В нашей работе особый интерес представляет изучение взаимодействия осесимметричной затопленной турбулентной струи с песчаным массивом пород, гранулометрический состав которого по своим горнотехническим свойствам может быть определен как плывун.
Струя, работающая в затопленном пространстве должна не только разрушать породный массив, но и доставлять разрушенный материал к всасу выданного