Гидромеханизация и геотехнологические способы разработки (часть 3)

В основе геотехнологических методов добычи лежат процессы естественной выщелачивающей способности природных подземных и шахтных вод при их взаимодействии с металлами, редкими и рассеянными элементами.
Бесшахтная добыча некоторых полезных ископаемых получает все большее распространение во многих странах мира. Около двух третей мировой добычи серы приходится на метод подземного расплавления ее перегретым паром. Подземным выщелачиванием добывают в год 25-30 млн. т каменной соли, значительное количество меди и других металлов. Эти методы применяют для сооружения подземных резервуаров.
Методы скважинно-гидравлической добычи основаны на использовании способности горных пород при диспергации переходить в подвижное состояние. Сущность способа скважинно-гидравлической добычи (СГД) заключается в следующем. Пласты полезных ископаемых вскрывают серией скважин, располагаемых в определенном порядке. Систему разработки выбирают с учетом горнотехнических и гидрогеологических особенностей месторождения. В подготовленную скважину или в несколько скважин вводят добычное оборудование, включающее гидромониторную установку для образования подземной камеры и рыхления горных пород, гидротранспортирующий агрегат (эрлифт, гидроэлеватор или скважинный землесос) и трубопроводы (рис. 195).

Способ скважинно-гидравлической добычи был применен на обводненной залежи фосфоритов в Ленинградской области. Рудный пласт, представленный мелкозернистыми песками, содержащий фосфориты, перекрыт налегающими породами — глауконитовыми песчаниками, доломитами, известняками и четвертичными отложениями. Общая мощность перекрывающих пород 30-40 м. Отработка залежи производится через скважины. Над устьем скважины смонтирована мачта, оборудованная грузоподъемными устройствами. Для образования подземных камер через скважину вводят дистанционно-управляемый телескопический гидромонитор. Телескопическое устройство позволяет производить удлинение гидромониторного става для сохранения минимального расстояния от забоя до размывающих насадок. Дополнительная насадка служит для подгонки размытых песков к устью всасывающего трубопровода. Всасывание добытого материала и подъем гидросмеси на поверхность производятся при помощи гидротранспортирующего оборудования, например эрлифта. Объем добычи песков из одной скважины при мощности рудного пласта 2-2,5 м составил 700-800 т.
Метод выплавки серы на месте залегания основан на способности серы плавиться при воздействии на нее перегретой водой или паром. Воду, нагретую до температуры 138-165°С, под давлением 1-2 МПа через скважины, расположенные одна от другой на расстоянии 20-60 м, подают в продуктивную залежь. Расплавленную серу эрлифтом выкачивают на поверхность (рис. 196) в виде тяжелой жидкости с плотностью 2.