Скважинный снаряд для гидродобычи россыпных и осадочных полезных ископаемых

1.

к.т.н. горный инженер, геотехнолог, гидрогеолог
Николай Дмитриевич Бычек (Россия. Астрахань)
Астрахань. тел. +7 927 586 3826 e-mail: sapropex@mail.ru
Скважинный снаряд для гидродобычи россыпных и осадочных
полезных ископаемых
Скважинный снаряд гидродобычи россыпных полезных ископаемых предназначен для
малого самоходно-передвижного оборудования, используемого при геологическом
апробировании месторождений и эксплуатационной СГД. Обычная глубина разработки
варьируется от 15 до 450 м, средняя – 20-65 м.
Наиболее эффективным скважинным гидромониторно-гидроэлеваторным снарядом
(СГГС) для работы на глубинах до 35 м в малом горном бизнесе признан осевой снаряд
«труба в трубе» с двумя гидромониторными горизонтальными насадками, одной
вертикальной и центральной гидроэлеваторной насадкой.
СГГС комплектуется на самоходной или передвижной буро-добычной установке (БДУ),
например, типа УГБ вместе с насосным напорным оборудованием.

2.

Для расчета скважинного гидромониторно-гидроэлеваторного снаряда необходимо
выполнить несколько этапов:
1. Определение параметров гидромониторов
Гидромониторы предназначены для разрушения и размыва пород. У нас есть:
2 горизонтальных гидромонитора (для размыва пород),
1 вертикальный гидромонитор (для создания гидросмеси).
Расчет диаметра насадок гидромониторов:
Оптимальная скорость струи для размыва слабосцементированных пород — 100–150 м/с.
Примем скорость струи v=120 м/сv=120м/с.
Расход воды через один гидромонитор:
Q = μ⋅A⋅v
где:
μ = 0,95 (коэффициент расхода),
A =πd2/4 (площадь насадки),
v = 120 м/с.
Общий расход воды на 3 гидромонитора:
Выбор диаметра насадки:
Примем давление насоса P = 5 МПа.
Скорость струи связана с напором:
(что соответствует давлению ~7,2 МПа, но для упрощения примем P = 5 МПа, v ≈ 100м/с.
Тогда диаметр насадки:
Примем Qгидр = 0,01 м3/с (10 л/с) на один гидромонитор:

3.

Выбираем диаметр насадки гидромониторов 12 мм.
2. Расчет гидроэлеватора
Гидроэлеватор поднимает пульпу с глубины 35 м.
Диаметр пульпоподъемной трубы Dp = 100 мм.
Диаметр насадки гидроэлеватора de выбирается из соотношения:
Коэффициент эжекции (соотношение воды и пульпы):
Для глубины 35 м принимаем Ke = 2−4.
Пусть Ke = 3, тогда:
3. Выбор насоса
Общий расход воды:
На 3 гидромонитора: 3⋅10 л/с = 30 л/с
На гидроэлеватор: 20 л/с (примем),
Итого: 50л/с = 180 м3/ч.
Напор насоса должен обеспечить:
Потери в трубах (примем ΔH = 10 м),
Рабочее давление гидромониторов (H = 500 м),
Подъем пульпы (35 м).
Итого напор: ~550 м.
Подходит насос типа ЦНС 180-500 (180 м³/ч, 500 м напора).

4.

4. Производительность по породе
Плотность пульпы:
Объемная концентрация:
Производительность по твердому:
Итоговые параметры:
Диаметр насадок гидромониторов: 12 мм,
Диаметр насадки гидроэлеватора: 40 мм,
Насос: ЦНС 180-500 (180 м³/ч, 500 м),
Производительность по пульпе: 60 м³/ч,
Производительность по породе: 45 м³/ч (или ~117 т/ч при плотности 2600 кг/м³).
Рекомендации: 1) Провести оценку горно-геологических условий и запасов полезного
ископаемого выбранного месторождения. 2) Сделать технико-экономическую оценку
будущего бизнеса, заключить договор для подготовки концепции будущего предприятия с
автором технологии, проектного обоснования и оборудования.
✅ Начать с пилотного проекта опытно-примышленного участка СГД
✅ Отработать технологический режим СГД на опытно-промышленном участке
✅ Изготовить оборудование СГГС с учетом полученных данных на опытнопромышленном участке.
Прочитать и скачать статью в формате PDF можно на нашем канале в в ВК по настоящей
ссылке