(12)OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13)B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12)OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13)B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (2 1 ) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntC l6: E21B 43/28 (54) Sposób eksploatacji złóż siarki PL B1 (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 18/92 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (57) 1. Sposób WUP 01/96 eksploatacji złóż siarki metoda podziemnego wytapiania za pomocą w ody technologicznej o temperaturze do 165"C wprowadzanej do złoża otworami eksploatacyjnymi przy równoczesnym odbiorze wody złożowej z otworów usytuowanych w sąsiedztwie eksploatacji, przy czym eksploatację prowadzi się w ielorzedow ym frontem, znam ienny tym,zeeksploatację rozpoczyna się od drugiego rzędu przy czym w co drugi o tw ó r (2) tego rzędu wtłacza się wodę technologiczna i równocześnie odpom powuje się siarkę, a z pozostałych otw orów (3) odbiera się rurami okładzinow ym i i wodnym i wodę zło żowa, a gdy jej temperatura na rurze wodnej zbliży się do temperatury topienia siarki, wówczas kończy się odbierać wodę zło żową rurami wodnym i l rozpoczyna się wtłaczanie w rury siarkowe wody technologicznej w ilości do 3 m3/ h, a po osięgnięciu przez wodę złożowa temperatury w y ższej od temperatury topienia siarki, przystępuje się do odbioru siarki po uprzednim odprężeniu otw orów (3) zasilając je wodą technologiczna w ilości 10-30% w stosunku do ilości w ody złożowej z nich odbieranej, a gdy jej temperatura przekroczy temperaturę topienia siarki to zmniejsza się ilość wtłaczanej wody technologicznej o połowę, a gdy to nie spowoduje zahamowania wzrostu temperatury w ody z ło żowej wówczas włącza się te otw ory (3) do normalnej eksploatacji, po czym przystępuje się do eksploatacji zasadniczej włączając w nią otwory kolejnych rzędów (73) Uprawniony z patentu: Kopalnie i Zakłady Chemiczne Siarki "SIARKOPOL" w Grzybowie, Grzybów, PL (72) Twórcy wynalazku: Ryszard Opałka, Staszów, PL Tadeusz Matliński, Staszów, PL Włodzimierz Pawlak, Staszów, PL Eugeniusz Gutman, Tarnobrzeg, PL Kazimierz Weryński, Staszów, PL Feliks Macias, Staszów, PL Stanisław Bucki, Staszów, PL Stanisław Pitek, Staszów, PL Marian Musiał, Staszów, PL Roman Nastemak, Staszów, PL Zofia Guła, Staszów, PL Stanisław Lisiński, Staszów, PL Stefan Dudek, Staszów, PL Jerzy Zieliński, Staszów, PL Leopold Podsiedlik, Staszów, PL Kazimierz Myśliwiec, Staszów, PL Wiesław Grudzień, Staszów, PL Edward Kozera, Staszów, PL Stanisław Sękalski, Staszów, PL Leszek Ptaszkiewicz, Staszów, PL Firmin Wątroba, Staszów, PL Małgorzata Salomon, Staszów, PL Teodor Górski, Bogoria, PL Janusz Gorczyca, Staszów, PL Marek Lech, Staszów, PL Ryszard Socha, Staszów, PL Fig.1

2 Sposób eksploatacji złóż siarki Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób eksploatacji złóż siarki metodą podziemnego wytapiania za pomocą wody technologicznej o temperaturze do 165 C wprowadzanej do złoża otworami eksploatacyjnymi przy równoczesnym odbiorze wody złożowej z otworów usytuowanych w sąsiedztwie eksploatacji, przy czym eksploatację prowadzi się wielorzędowym frontem, znamienny tym, że eksploatację rozpoczyna się od drugiego rzędu, przy czym w co drugi otwór (2) tego rzędu wtłacza się wodę technologiczną i równocześnie odpompowuje się siarkę, a z pozostałych otworów (3) odbiera się rurami okładzinowymi i wodnymi wodę złożową, a gdy jej temperatura na rurze wodnej zbliży się do temperatury topienia siarki, wówczas kończy się odbierać wodę złożową rurami wodnymi i rozpoczyna się wtłaczanie w rury siarkowe wody technologicznej w ilości do 3 m3/h, a po osiągnięciu przez wodę złożową temperatury wyższej od temperatury topienia siarki, przystępuje się do odbioru siarki po uprzednim odprężeniu otworów (3), zasilając je wodą technologiczną w ilości 10-30% w stosunku do ilości wody złożowej z nich odbieranej, a gdy jej temperatura przekroczy temperaturę topienia siarki, to zmniejsza się ilość wtłaczanej wody technologicznej o połowę, a gdy to nie spowoduje zahamowania wzrostu temperatury wody złożowej, wówczas włącza się te otwory (3) do normalnej eksploatacji, po czym przystępuje się do eksploatacji zasadniczej, włączając w nią otwory kolejnych rzędów. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze podczas eksploatacji steruje się przepływem wody w złożu tak, aby temperatura wody złożowej odbieranej z otworów (1 i 3) położonych najbliżej otworów eksploatacyjnych (2) zbliżała się do temperatury nasycenia, wynikającej z ciśnienia na głowicach otworów (1 i 3) odbierających tę wodę. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas eksploatacji zasadniczej do otworów (4) usytuowanych na zapleczu eksploatacji, położonych najbliżej otworów (1) odbierających wodę złożową wtłacza się wodę odbieraną na przedpolu eksploatacji oraz wodę erupcyjną. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób eksploatacji złóż siarki metodą podziemnego wytapiania. Znane sposoby eksploatacji złóż siarki polegają na wtłoczeniu do złoża wody technologicznej o temperaturze C, która wytapia siarkę. Wytopiona siarka spływa w dolną część złoża, a następnie jest pompowana na powierzchnię kolumną wydobywczą przy pomocy sprężonego powietrza. Intensywność wytapiania siarki uzależniona jest od parametrów złoża oraz warunków hydrogeologicznych eksploatowanej partii zasobów. Ciągłość pompowania siarki z otworu eksploatacyjnego jest możliwa pod warunkiem zachowania równowagi między ilością spływającej do otworu siarki i intensywnością jej pompowania. Obszary złoża eksploatuje się szerokim frontem otworów lub otworami usytuowanymi w gniazda eksploatacyjne. Wprowadzona do złoża woda technologiczna po oddaniu ciepła, odprowadzana jest na powierzchnię otworami jako woda złożowa, którą kieruje się do oczyszczania i następnie do ścieków powierzchniowych. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr sposób wytapiania złóż siarki wodą złożową ogrzewaną parą wodną, który polega na tym, że w złożu eksploatacyjnym wywołuje się przepływ wody złożowej przez utworzenie na zapleczu eksploatacyjnym bariery odwiertów represyjnych oraz na przedpolu eksploatacyjnym bariery odwiertów depresyjnych, a ogrzewanie wody złożowej odbywa się przez wtłaczanie przegrzanej pary wodnej do odwiertów wyeksploatowanych w strumień płynącej wody z ł o żowej.

3 Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr sposób eksploatacji złóż siarki metodą podziemnego wytapiania za pomocą gorącej wody wprowadzanej do złoża otworami eksploatacyjnymi, który charakteryzuje się tym, że front eksploatacyjny rozwija się skokowo doprowadzając gorącą wodę do n linii otworów znajdujących się na wyprzedzeniu frontu eksploatacyjnego, przy czym tą n linię dobiera się tak, aby wprowadzana woda wykazywała jeszcze tendencję do przepływu w kierunku wyrobiska, a po uruchomieniu eksploatacji otworów położonych w strefie między n linia i wyrobiskiem pierwotnym oraz ewentualnie linii n+1 -przenosi się eksploatację do ponownie obracanego n rzędu otworów, powtarzając opisany cykl. Wybierana n linia otworów znajduje się najkorzystniej, w zależności od własności złoża, w granicach od drugiej do piątej linii otworów, licząc od linii aktualnie eksploatowanej. W przypadku występowania w złożu lokalnego uprzywilejowanego przepływu wody w kierunku rozwoju frontu eksploatacji -stosuje się tamponowanie tej partii złoża przez wprowadzenie otworami wody odpadowej z wyrobisk. Ponadto znany z polskiego opisu patentowego nr sposób eksploatacji słaboprzepuszczających złóż siarki metodą otworową polega na tym, ze prowadzi się eksploatację wstępną w strefach złoża o naturalnie większej przepuszczalności lub przepuszczalności zwiększonej za pomocą udrażniania, a następnie po udrożnieniu tej strefy złoża lokalizuje się w niej system odprężania dla eksploatacji zasadniczej, która rozwija się w bezpośrednim otoczeniu systemu odprężenia. W procesie eksploatacji zasadniczej dodatkowo stosuje się okresowe odprężanie otworami oczekującymi na eksploatację sąsiadującymi z otworami, którymi aktualnie wydobywa się siarkę. Po włączeniu do eksploatacji kolejnych otworów położonych w dalszej odległości od systemu odprężania ogranicza się podaż wody do otworów wcześniej włączonych do eksploatacji i znajdujących się bliżej systemu odprężania. Sposób eksploatacji złóż siarki metodą podziemnego wytapiania za pomocą wody technologicznej o temperaturze do 165 C wprowadzanej do złoża otworami eksploatacyjnymi przy równoczesnym odbiorze wody złożowej z otworów usytuowanych na przedpolu eksploatacji, prowadząc eksploatację wielorzędowym frontem charakteryzuje się tym, że eksploatację rozpoczyna się od drugiego rzędu, przy czym w co drugi otwór tego rzędu wtłacza się wodę technologiczną i równocześnie odpompowuje się siarkę, a z pozostałych otworów odbiera się wodę złożową rurami okładzinowymi i wodnymi. Gdy temperatura wody złożowej odbieranej z rury wodnej zbliży się do temperatury topienia siarki, wówczas kończy się odbierać wodę złożową rurami wodnymi i rozpoczyna się wtłaczanie w rury siarkowe wody technologicznej w ilości do 3 m3/h, a po osiągnięciu przez wodę złożową temperatury wyższej od temperatury topienia siarki przystępuje się do odbioru siarki po uprzednim odprężeniu otworów, zasilając je wodą technologiczną w ilości 10-30% w stosunku do ilości wody złożowej z nich odbieranej. Gdy temperatura wody złożowej przekroczy temperaturę topienia siarki, to zmniejsza się ilość wtłaczanej wody o połowę, a gdy to nie spowoduje zahamowania wzrostu temperatury wody złożowej, wówczas włącza się te otwory do normalnej eksploatacji, po czym przystępuje się do eksploatacji zasadniczej, włączając w nią otwory kolejnych rzędów. Podczas eksploatacji steruje się przepływem wody w złożu tak, aby temperatura wody złożowej odbieranej z otworów, położonych najbliżej otworów eksploatacyjnych zbliżała się do temperatury nasycenia, wynikającej z ciśnienia na głowicach otworów odbierających tą wodę. Podczas eksploatacji zasadniczej do otworów usytuowanych na zapleczu eksploatacji, położonych najbliżej otworów odbierających wodę złożową wtłacza się wodę odbieraną na przedpolu eksploatacji oraz wodę erupcyjną. Stosowanie sposobu, według wynalazku, pozwala na szybkie nagrzewanie złoża nie tylko w kierunku postępowania frontu eksploatacyjnego, ale również w kierunku prostopadłym do niego, co zapewnia intensyfikację procesu eksploatacji siarki przy równoczesnej znacznej oszczędności wody technologicznej i zawartego w niej ciepła. Sposób eksploatacji złoża jest bliżej objaśniony na rysunku, na którym fig. 1przedstawia eksploatację wstępną złoża siarki, a fig. 2 - eksploatację zasadniczą złoża siarki, przy czym strzałką został oznaczony kierunek postępu frontu eksploatacyjnego. Eksploatację złoża rozpoczyna się trzema rzędami, przy czym otwory 1 rzędu drugiego i trzeciego są otworami "bosymi", przeznaczonymi do odbioru wody złożowej do temperatury

4 nasycenia, natomiast otwory 2 i 3 rzędu drugiego są otworami eksploatacyjnymi, uzbrojonymi w umieszczone współśrodkowo kolumny rur eksploatacyjnych -wodne, siarkowe i powietrzne. W pierwszej fazie eksploatacji w co drugi otwór 2 rzędu drugiego wtłacza się pod ciśnieniem wodę technologiczną o temperaturze do 165 C, co powoduje wzrost represji w złożu i wypływ wody złożowej z otworów 1i 3 najbliżej położonych. Wtłaczana woda wywołuje wokół otworu 2 strefę podwyższonego ciśnienia tzw. stożek represji, natomiast odbierana z sąsiednich otworów 1 i 3 woda złożowa powoduje powstanie stożka depresyjnego, co jest przyczyną intensywnego przepływu wody technologicznej w złożu. Następuje szybkie nagrzewanie złoża i roztapianie siarki, która spływa w dolną część złoża, a następnie jest pompowana na powierzchnię przy pomocy sprężonego powietrza. W pierwszej fazie w co drugi otwór 2 drugiego rzędu wtłacza się wodę technologiczną i odpompowuje się siarkę, a z pozostałych otworów 3 tego rzędu rurami okładzinowymi i wodnymi odbiera się wodę złożową o temperaturze poniżej temperatury nasycenia. Gdy temperatura wody złożowej osiągnie temperaturę niewiele niższą od temperatury topienia siarki, wówczas rozpoczyna się wtłaczanie w rury siarkowe wody technologicznej w ilości poniżej 3 m 3/h i równocześnie odbiera się wodę złożową rurami okładzinowymi. W drugiej fazie przystępuje się do odprężania otworów 3, nie przerywając odbioru wody złożowej. Gdy nastąpi całkowite odprężenie otworów 3, czyli wypłynięcie siarki do rur siarkowych na wysokość, przy której słup siarki równoważy ciśnienie złożowe, wówczas przystępuje się do eksploatacji siarki, zasilając otwory 3 wodą technologiczną w ilości 10-30% w stosunku do ilości odbieranej z nich wody złożowej. Jeżeli otwory 3 się nie odprężą, to zwiększa się zasilanie wodą technologiczną do 50% w stosunku do ilości odbieranej z nich wody złożowej i po około 24 godzinach przystępuje się do eksploatacji siarki. Jeżeli temperatura wody złożowej przekroczy temperaturę topienia siarki, to zmniejsza się ilość wtłaczanej wody technologicznej o połowę w stosunku do stanu poprzedniego, eksploatując siarkę. Jeżeli zmniejszenie ilości wody technologicznej nie spowoduje zahamowania przyrostu temperatury, to wówczas przestaje się odbierać rurami okładzinowymi wodę złożową i otwory 3 włącza się do normalnej eksploatacji. W miarę postępu frontu eksploatacyjnego wyłącza się selektywnie z eksploatacji otwory drugiego rzędu i odbiera się z nich wodę złożową o temperaturze poniżej 130 C, natomiast w otwory 4 pierwszego rzędu oraz skrajne następnych wtłacza się nadmiar wody odbieranej na przedpolu eksploatacji, której temperatura powoduje, że ze względów energetycznych jest nieopłacalna do preparacji i podgrzewu. Otwory 4 tworzą barierę hydrauliczną. Następnie do eksploatacji włącza się otwory 2 i 3 trzeciego rzędu postępując identycznie jak w przypadku eksploatacji wstępnej. W miarę postępu wytapiania siarki eksploatację przenosi się na kolejne rzędy. Głębokość frontu eksploatacyjnego i ilość otworów w rzędzie, przeznaczonych do eksploatacji ustala się w zależności od miąższości złoża, przyjętej wielkości wydobycia oraz mocy energetycznej kopalni.

5

6 Fig. 1 Fig.2 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 1,50 zł