Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Вскрытие месторождений скважинами
|
|
Выработки, обеспечивающие доступ к месторождению полезного ископаемого с поверхности земли и служащие для его подготовки и разработки, называются вскрывающими. При геотехнологических методах вскрывающей выработкой является скважина.
По своему назначению вскрывающие скважины подразделяются на добычные и вспомогательные (разведочные, кольматационные, водоотливные, оценочные, контрольные и т. д.).
Добычные скважины (могут быть вертикальные, наклонные и наклонно-горизонтальные) предназначаются для добычи полезного ископаемого. Они оборудуются колоннами эксплуатационных труб для подвода к продуктивной залежи рабочего агента и извлечения из недр полезного ископаемого. Диаметр добычной скважины определяется конструкцией ее оборудования, глубина — глубиной залегания полезного ископаемого.
Разведочные скважины закладываются на открытых месторождениях с целью уточнения параметров залежи, водоотливные — с целью регулирования технологических параметров и поддержания пластового давления. Контрольные и оценочные скважины предназначены для систематического наблюдения за технологическим процессом и оценки результатов работы добычных скважин. Диаметр этих скважин в пределах продуктивного пласта обычно не превышает 93—112 мм.
Добычная скважина является основной выработкой при геотехнологических методах добычи полезных ископаемых и представляет собой самостоятельный объект. Геотехнологические методы требуют нового подхода к вопросу вскрытия и подготовки фронта работ, потому что делить проходку и оборудование добычных скважин на вскрывающие (горно-капитальные), подготовительные и нарезные работы было бы в данном случае неверно. При геотехнологических методах добычные скважины являются одновременно вскрывающими, подготовительными и нарезными выработками, так как они вскрывают месторождение, подготавливают его к разработке и используются для добычи полезного ископаемого.
Выбор способа вскрытия зависит от многочисленных факторов, главнейшими из которых являются технологическая схема разработки, размеры месторождения в плане, мощность, угол падения, глубина залегания залежи, физико-механические свойства залежи и вмещающих пород, рельеф поверхности и др. Вопрос о типе и месте расположения скважин решается применительно к конкретным условиям разработки. В таблице 6.1 и на рисунках 6.1—6.5 представлена классификация способов вскрытия месторождений при отработке их геотехнологическими методами.
Вскрытие месторождения добычной скважиной — один из самых ответственных моментов в процессе подготовки его к разработке. Малейшие упущения при бурении, подготовке и оборудовании скважины могут привести к потере скважины или вызвать необходимость в проведении трудоемких ремонтных работ.
Наклонно-горизонтальные добычные скважины наиболее эффективны при отработке маломощных залежей, так как позволяют отработать большие запасы. Однако в положении каждой скважины совершенно необходима строгая определенность, так как отклонение от проекта может нарушить работу соседних скважин и вызвать повышенные потери полезного ископаемого.
Таблица 6.1 – Классификация способов вскрытия месторождений при отработке их геологическими методами
| Способ вскрытия месторождения | Область применения |
| 1 Отдельной скважиной: | Скважинная гидродобыча (устойчивые покрывающие породы), подземное растворение солей (мощные залежи) |
| а) вертикальной (рисунок 6.1, а) | |
| б) наклонной, наклонно-горизонтальной (рисунок 6.1, б) | Скважинная гидродобыча (неустойчивые покрывающие породы) |
| 2 Группой скважин: | |
| а) спаренными (рисунок 6.2) | Скважинная гидродобыча (небольшая глубина залегания), подземное растворение солей, добыча тепла земли |
| б) взаимодействующими (вертикальными, наклонными и вертикальными (рисунок 6.3) | Подземные выщелачивание металлов, выплавка серы, газификация угля (залежи полезного ископаемого небольшой мощности) |
| 3 Горной выработкой и скважинами: | Отработка локальных рудных тел в сочетании с традиционной технологией добычи (подземное выщелачивание металлов, скважинная гидродобыча и т.д.) |
| а) скважинами из подземных выработок (рисунок 6.4) | |
| б) скважинами с поверхности и из подземной выработки (рисунок 6.5) | |
| в) подземными горными выработками |
а —вертикальной скважиной; 1—кондуктор; 2—колонна обсадных труб; 3—зацементированное затрубное пространство; 4 — скважина в продуктивной толще; б — наклонно-горизонтальной скважиной; 1, 2, 3, 4 — соответственно направляющая, промежуточная, обсадная, водоподающия колонна труб; 5 — каменная соль
Рисунок 6.1 – Вскрытие месторождения полезного ископаемого
а—оборудование скважин гидромонитором и эрлифтом; б—вывод ствола гидромонитора в горизонтальное положение; в — выемка руды телескопическим гидромонитором
Рисунок 6.2 – Вскрытие двумя спаренными скважинами и технологическая схема отработки камеры СГД
| 1, 2, 3 — соответственно розжиговая, дутьевая и газоотводящая скважины | 1— скважина; 2— насос; 3—зумпф; 4— шахта; 5—река |
| Рисунок 6.3 – Вскрытие месторождения несколькими, одновременно работающими скважинами для подготовки газогенератора при ПГУ | Рисунок 6.4 – Схема вскрытия залежи золотоносного песка скважинами из выработки (обычная разработка месторождения осложнена наличием большого числа крупных валунов) |
Вскрытие месторождения состоит из ряда последовательно выполняемых операций: выбор места заложения и уточнение конструкции скважины, бурение, обсадка, цементация (крепление) и опрессовка ее, геологические, гидрогеологические и геофизические исследования и заканчивание (специальная подготовка) скважины (кислотная обработка, гидроподруб, гидроразрыв и т.д.), оборудование, оформление документации и сдача скважины в эксплуатацию.
I—горный участок; II—узел приготовления рабочих растворов; III—узел переработки продуктивных растворов; скважины: 1 — нагнетательные, пробуренные с поверхности, 2 — разгрузочные подземные, 3 — подземные нагнетательные, 4 — наблюдательные; емкости: 5 — для рабочих растворов, 6 — для реагента; 7 — смеситель; 8 — сорбционная колонна; 9 — десорбционная колонна; 10 — емкости для продуктивных агентов; 11 — насосы; 12 — хвостохранилище; 13 — трубопровод растворов на доукрепление; 14—расходомеры; 15 — отстойник; 16 — трубопроводы рабочих растворов; 17 — трубопроводы продуктивных агентов
Рисунок 6.5 – Схема вскрытия скважинами с поверхности и из подземной выработки и технология ПВ при отработке месторождения с трещинной проницаемостью руд [17]