Развитие технологии скважинной гидродобычи глубокозалегающих месторождений при совершенствовании процесса всасывания

• Автор: Кудряшов, Руслан Валерьевич
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СПОСОБА СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ, ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Особенности технологии скважинной гидродобычи для условий развития Курской магнитной аномалии
1.2 Опыт работ по технологии скважинной гидродобычи на руднике «Гостищевский» Курской магнитной аномалии
1.3 Особенности процесса всасывания и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ХАРАКТЕРА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАТОПЛЕННЫХ СТРУЙ В МАССЕ ЖИДКОСТИ.
2.1 Аналитическое обоснование расстояния распространения затопленных струй в массе жидкости
2.2 Развитие исследования основного расчётного выражения для распространения затопленных струй
2.3 Обоснование закономерности распространения отражённой струи.
2.4 Особенности воздействия отражённой и спутной струи в процессе всасывания
Выводы
ГЛАВА 3 АНАЛИЗ ОПЫТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОДЯНЫХ СТРУЙ В ВОДЕ И РАЗУПЛОТНЁННОЙ ГОРНОЙ МАССЕ
3.1 Анализ опытных исследований распространения плоских струй в водной и разуплотнённой горной массе (песке)
3.2 Исследование аналитической закономерности перемещения затопленной струи в горной массе
Выводы
ГЛАВА 4. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ГИДРОВЗВЕШИВАНИЯ ЧАСТИЦ ГОРНОЙ МАССЫ В ПЛОСКОСТИ ВСАСЫВАНИЯ
4.1 Исследование аналитической связи текущей скорости гидравлического потока в струе и гидравлической крупности твёрдого
4.2 Методика расчёта процесса гидровзвешивания частиц твёрдого в плоскости всасывания

Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Скважинная гидродобыча является одним из перспективных скважинных способов добычи полезных ископаемых.
Освоение ресурсов богатых руд Белгородского рудного региона КМА является важной социально-экономической задачей, как для Белгородской области, так и для железорудной отрасли России в целом, что было отмечено в ряде федеральных целевых программ, учитывая общие оцененные ресурсы богатых железных руд до 40 млрд. тонн. Качество добываемой руды (практически концентрат) весьма высок, до 62 - 69% Бе, Б1С - (1.5 — 2.0)% (в среднем по России Бе - 30%), содержание меняющихся примесей для металлургического передела весьма незначительно.
Работы по СГД проводились Белгородской экспедицией в соответствии с приказом Мингео СССР №200 от 26.04.1982 г. Анализ результатов выполненных работ по СГД и принятых технических и технологических решений показал отсутствие на предприятии системного подхода к освоению технологии, недостаточное научное сопровождение и, в конечном итоге, отсутствие систем инженерных расчетов процессов СГД, что является причиной низких показателей эффективности добычи и показало необходимость переоснащения эксплуатационных скважин на принципиально новую идею СГД на КМА, основанную на совершенно иных научно-практических предпосылках.
Особую актуальность вовлечения в хозяйственный оборот России ресурсов богатых руд Белгородского рудного района приобрела в силу выработки ряда крупных месторождений на Урале, выноса основных фондов действующих предприятий, невозможности строительства новых карьеров и подземных рудников из-за экологических проблем дефицита ценных земель, необходимых для сельского хозяйства, больших капитальных затрат и сроках освоения.
Цель работы - развитие процесса всасывания в технологии скважинной гидродобычи.

Сравнивая расчетные выражения скоростей трогания для горизонтального перемещения частиц и икр и для вертикального (7) и (8) заметим, что критические скорости трогания при горизонтальном воздействии всасывающего потока на частицу повышаются с увеличением содержания горной массы Б. При вертикальном движении всасываемого потока, процесс гидровзвешивания (псевдоожижения) начинается при меньших скоростях с увеличением содержания горной массы вокруг всасывающего наконечника. При свободном всасывании с использованием выдвижного гидромонитора с отклонителем, процесс разрушения (размыва) продуктивных песков (горной массы) не связан с зоной всасывания, поэтому поднять эти пески до плоскости всасывания сложно.
Частица песка при взаимодействии с потоком жидкости характеризуется ее гидравлической крупностью, т.е. скоростью падения твердого в воде. Ранее было показано, что гидравлическая крупность при падении одиночной частицы, определяется по выражению (7), а при движении твердого в объеме гидросмеси -по выражению (8).На практике искомые скорости в плоскости всасывания должны составлять 3.(Н4.0 м/с, т.к. при удалении от всасываемого отверстия, скорости всасывания интенсивно снижаются.
При скорости гидросмеси в эрлифтной трубе даже 4 м/с, на расстоянии от этой трубы всего в один диаметр, потенциально гидровзвешиваются и способны перемещаться только мелкие частицы.
Режим всасывания «из-под слоя» в условиях полного завала горной массы (песком) эрлифтной трубы позволяет постоянно находиться частицам песка (несвязной рудной массы) в плоскости всасывания, т.е. в зоне максимальных скоростей. Всасываемые частицы песка (руды) из плоскости всасывания замещаются новыми, интенсивно поступающими в гидровзвешенном состоянии из общего объема горной массы. Как уже было отмечено выше, состояние подвижности (гидровзвешивания) песка (несвязной горной массы) обеспечивается разрушающими скоростями фильтрации по поровым каналам и воздействием на песок (несвязную горную массу) гидромониторной струей максимально приближенным к забою.