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.

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:

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:

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. 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 опытно-промышленном участке.

Прочитать и скачать статью в формате PDF можно на нашем канале в в ВК по настоящей ссылке​