钻孔水力采矿技术及应用前景

钻孔水力采矿已有二十三年的研究历史。近几年来,在市场经济条件下,俄罗斯频繁进行工业试验,并把它作为一种新的采矿方法试采固体有用矿物,以解决俄罗斯部分重要和稀缺矿物的需求,减少进口。本文简介钻孔水力采矿的原理、主要工序及与传统开采方法比较具有的优点;前苏联、美国、俄罗斯进行的典型试验实例及效果;俄罗斯近期加快钻孔水力采矿试验研究及推广应用的动向;钻孔水力采矿的应用前景。     

钻孔水力采矿研究方法的探讨

综合分析工艺流程、喷射机理，水枪设计，升举效率和安全稳定性等，将钻孔水力采矿的众多技术问题归纳为5个方面析要点内容，为开展钻孔水力采矿的技术研究和技术开发工作提出基本思路。     

钻孔水力采矿射流喷嘴初步试验研究

围绕钻孔水力采矿的关键元素——喷嘴，在进行小直径喷嘴试验的基础上，分析研究试验数据，提出喷嘴的设计思路，完成喷嘴的基本选型。针对不同岩层的特性，提出不同的水力采矿方案。研究处在钻孔底高压淹没条件下，水射流的碎岩机理和碎岩能力。     

钻孔水力开采工艺：开采地下矿产的新方法

介绍了国外新兴的采矿技术－钻孔水力开采工艺,指出其工艺特点,影响因素,使用条件和在我国推广的技术经济意义。     

棘爪机构伸缩式钻孔水力开采装置的设计与试验

钻孔水力采矿由于安全系数高、工程效益和生态环境保护好等优点在国外一直被研究和使用。我国相关的科研院所也正在开展研究。本文在分析研究国外钻孔水力开采装置的基础上,研制了具有自主知识产权的棘爪机构伸缩式钻孔水力开采装置。该装置利用机械式伸缩水枪的方式扩大水力开采矿层的范围,创新性地采用棘爪机构固定水枪的伸出角度,从而提高单孔开采量,降低开采成本。初步野外实验结果表明,该装置结构设计合理、工作可靠性高,可有效进行开采,达到了预期的目标。     

加强钻孔水力开采技术研究，拓宽探矿工程创新发展空间

钻孔水力采矿是钻探工程在采矿工程中的一种应用,是一个重要发展方向,具有拓宽创新意义。本文介绍了钻孔水力采矿的工作原理和工艺过程;讨论了石油喷射钻井射流和钻头的水力参数;探讨了钻孔水力采矿时破碎矿石的孔内射流碎岩器具及其结构参数;提出了有关改进这种技术的方法和手段的几点建议。钻孔水力采矿由于工程效益好、安全系数高和生态环境保护好等优点在国外一直在研究和使用。建议我国加强这方面的研究,以拓宽探矿工程的创新发展和服务空间。     

俄罗斯当前的钻孔采矿工艺

本文介绍了当前俄罗斯采矿工艺及矿物原料的使用现状,对钻孔水力采矿法与传统采矿法在经济、采矿等指标方面进行了对比研究,阐述了用钻孔不力法开采矿山的合理投资顺序及方法。研究表明,在目前俄罗斯市场经济的条件,应大力推广钻孔水力采矿工艺。     

一种钻孔水力采煤系统的研究

钻孔水力采煤是指从地表钻孔至煤层借助送至孔底的水射流切割破碎煤层,使之变成具有流动性的煤水混合物。通过水力或气举提升的方法提升到地表并在地表进行煤、水分离的一种采煤方法。文中提出了一种钻孔水力采煤系统的原理、构成及其施工工艺。通过理论分析和试验研究,对该钻孔水力采煤系统的射流泵水力提升、气举提升和水射流破碎的三个关键技术,进行讨论和分析,得出一些有用的结论:(1)为提高采矿效率和单井采煤量并降低能耗,必须将钻孔水力采煤系统的三个关键技术有机地结合起来进行设计。射流泵的设计应该满足煤颗粒最低悬浮速度、无量纲参数的最优化以及防止汽蚀的要求;(2)在射流泵喷嘴形式的选择中,可以根据吸入颗粒的大小来选择中心喷嘴或环形喷嘴射流泵;(3)气举的提升和背压作用可以提高射流泵的提升能力并降低能耗。气举提升单独作为一种开采扬矿工艺具有很大的局限性,但其与射流泵结合后就能很大程度地提高射流泵的提升能力;(4)气举提升与水射流破碎相结合能充分提高水射流的破碎半径和破煤能力。影响水射流效果的主要因素是射流的淹没状态、射流压力和流量,钻孔水力采煤破碎水枪的理想射流是非淹没自由射流,通过气举作用可以在开采峒室内创建非淹没自由射流。     

钻孔地球物理测井在采矿和矿物勘探中的新用途

本文介绍了３种不同地质环境中应用钻孔地球物理测井的情况，讨论的３实例研究是评价纳米比亚奥兰治蒙德附近Ｓｅｎｄｅｌｉｎｇｓ Ｄｒｉｆｔ冲积旬石矿床，马里西部Ｓａｄｉｏｌａ金矿体，以及博茨瓦纳中央地区后利岩筒。本文说明钻孔地球物理测井的用途并不局限于石油工业，石油工业中使用的定量方法也可以推广应用于任何矿床。本文描述的方法对边缘矿体特别有用，可迅速地了解矿床的三维分布。     

钻孔灌注桩泥浆流变特性及水力参数研究分析

钻孔灌注桩泥浆主要功能是稳定孔壁、悬浮和携带钻渣,其泥浆流变特性和水力参数对泥浆作用至关重要。本文首先实验研究了钻孔灌注桩泥浆的流变特性;然后推导出了钻孔灌注桩泥浆流变参数的计算公式;最后分析了钻孔灌注桩泥浆稳定孔壁、携带和悬浮钻渣的特性,对评价和优化钻孔灌注桩泥浆具有重要理论和实践意义。     

基于蜗轮蜗杆伸缩方式的钻孔水力开采钻具设计

钻孔水力开采技术具有建矿周期短、环保、采矿费用低、工作深度大等优势,在我国贫矿、深部矿等资源的开发利用方面,有广阔的应用前景。本文总结了传统水力开采钻具的工作特点,分析了固定式喷嘴对开采效率的影响,介绍了本课题组的研究成果,并在此基础上研制了具有自主知识产权的基于蜗轮蜗杆伸缩方式的钻孔水力开采钻具,该钻具实现了水力喷射装置的伸缩运动,实现了靶距的可控调节,从而增加了单孔采矿区域,提高了开采效率。     

地浸钻孔技术

１钻孔设备为浸出铀而使用的钻孔设备由注入孔、生产孔和监测孔组成,称为组合（图１）注入孔和生产孔应根据矿体情况排列,以达到最有效地回收铀为目的。主要排列方式有５点４角排列、７点６角排列和线性排列。注入孔和生产孔一直钻到矿体底部,置入聚氯乙烯或玻璃纤维套...     

深孔水力采矿碎岩与矿浆举升机具设计与试验

钻孔水力采矿技术作为一种新型非传统采矿方法,在开采易分散、疏松、多孔、弱胶结性等固体矿产时显示出独特的优点。基于钻孔水力采矿原理,主要对碎岩高压水枪工作原理和结构进行了研究,对矿浆举升系统等方面进行了优化设计,通过数值模拟分析和地表、孔内实物模型试验进行了设计验证,并研究了相应的钻孔水力采矿工艺,这些研究为未来深部固体矿产领域开发提供技术支撑。