Технология бурения шурфов - Буровые установки
Общие рекомендации по бурению шурфов состоят в следующем. Процесс углубления шурфа при вращательном бурении состоит из разрушения забоя осуществляемого лезвиями шнекового, ложкового, конусного, тарельчатого или цилиндрического породоразрушающего инструмента, накопления выбуренной породы в емкости бура, подъема его на поверхность, очистки от грунта и последующего спуска на забой.
Частота вращения бура должна составлять 20-60 об/мин. Начальные интервалы шурфа должны проходиться при минимально возможной частоте вращения инструмента и осевой нагрузке, не превышающей 2-2,5 кН. Особенно тщательно необходимо следить за тем, чтобы шурфу было придано строго вертикальное направление.
При бурении шурфов в крупнообломочных, валунно-галечниковых и глинистых грунтах полутвердой и твердой консистенции целесообразно в начале бурить лидер-скважины небольшого диаметра (250-270 мм) с последующим поэтапным расширением (0,4-0,6-0,8 м).
Осевая нагрузка при бурении шурфов вращательным способом может достигать 10 кН. Регулированию осевой нагрузки следует уделять особенно большое внимание, поскольку чрезмерная нагрузка может привести к снижению скорости бурения и к искривлению шурфа. При использовании конусного, ложкового и цилиндрического бура большая величина нагрузки может вызвать увеличение подачи, а это, в свою очередь, затруднит поступление грунта во внутреннюю полость бура.
При использовании буров шнекового типа очищать их от грунта можно быстрым вращением (200-260 об/мин) над закрытым устьем шурфа. При этой скорости грунт под действием центробежных сил разбрасывается вокруг устья шурфа на расстояние 1-1,5 м. Высота подъема бура над поверхностью земли в этом случае должна составлять 0,2-0,5 м.
Сущность ударного способа проходки шурфов состоит в том, что породоразрушающий инструмент специальной конструкции с помощью ударов погружают в грунт и после наполнения его грунтом извлекают на поверхность для очистки. Подъем и спуск инструмента производится на канате с помощью лебедки.
Как и при бурении скважин, различают две разновидности ударно-канатного бурения шурфов: клюющий и забивной.
Сущность Клюющего способа состоит в том, что буровой снаряд, включающий породоразрушающий инструмент и жестко связанную с ним утяжеленную штангу, сбрасывается с определенной высоты на забой шурфа, в результате чего породоразрушающий инструмент внедряется в грунт и затем с грунтом извлекается на поверхность. При подъеме инструмента грунт удерживается от выпадения силами трения о внутренние стенки и перемычки породоразрушающего инструмента. После очистки последнего от поднятого грунта снаряд опять сбрасывается на забой шурфа.
При клюющем способе в зависимости от плотности грунта в течение одного рейса снаряд может сбрасываться один или несколько раз. Двукратное и трехкратное сбрасывание может быть рекомендовано в слабовлажных микропористых глинистых грунтах. Оно позволяет увеличить углубление породоразрушающего инструмента за рейс.
Забивной способ (без отрыва инструмента от забоя) состоит в том, что породоразрушающий инструмент углубляется в грунт серией наносимых по нему ударов. Удары наносятся с помощью специального ударного патрона, размещаемого над породоразрушающим инструментом.
При Комбинированном способе проходки начальные интервалы шурфа бурятся вращательным способом, а последующие - ударно-канатным. Это дает возможность каждую разновидность бурения использовать с наибольшей эффективностью.
Рациональной областью применения ударно-канатного способа проходки шурфов являются неплотные глинистые грунты. Высокие технико-экономические показатели обеспечиваются в лессовых и лессовидных суглинках. В этих грунтах предпочтительным является клюющий способ по сравнению с забивным. Использование ударного способа бурения шурфов в неустойчивых грунтах не рекомендуется.
Ударное бурение шурфов клюющим способом целесообразно применять только при проходке глубоких шурфов (более 10 м). Минимальная глубина шурфа, при которой удается обеспечить эффективное углубление, составляет 4 - 5 м. Поэтому начальные интервалы шурфа следует проходить вращательным или забивным способом. Рациональной высотой сбрасывания инструмента при клюющем бурении является 5 - 6 м. Дальнейшее увеличение высоты сбрасывания к существенному увеличению углубления за удар не приводит. Углубление породоразрушающего инструмента за удар в зависимости от грунтов может изменяться от 0,05 до 0,2 м.
Рекомендуемым диаметром инструмента при проходке шурфов является 0,65 - 0,75 м. Такие шурфы, как правило, проходятся без крепления.
В отдельных случаях возникает необходимость в закреплении шурфов. В большинстве случаев для этой цели различными организациями применяется крепь собственной конструкции. Известны конструкции крепи для шурфов ПНИИИСа и ГорьковТИСИЗа (эластичная подвесная крепь), Теплоэлектропроекта, Уральского ТГУ, Производственного объединения "Геомаш" и др.
В Уральском ТГУ разработана кратковременная раздвижная металлическая крепь КР-2-900. Комплект крепи состоит из кондуктора и секций, соединенных между собою цепными тягами с замками. Соединение позволяет изменять диаметр любой секции крепи, а также обеспечивать подвижность одной секции по отношению к другой. Корпус секции имеет вырез, ширину которого можно изменять от 80 до 300 мм. С внутренней стороны корпус усилен ободами, к которым крепятся два распорных домкрата.
Техническая характеристика крепи КР-2-900
Диаметр закрепляемого шурфа, мм .................... 900
Минимальный диаметр крепи, мм..................... 820
Комплектность для шурфа глубиной 15 м:
Кондуктор, шт. ............................................ 1
Секции, шт. ............................................................... 10
Число домкратов на одну секцию, шт. ............ 2
Шаг туннельной лестницы, мм ............................... 400
Высота секции, мм .................................................... 1125
Зазор между секциями, мм .................................... 70
Масса кондуктора, кг ........................ 65
Масса секции, кг ...................................................... 70
В институте Теплоэлектропроект разработана облегченная (предохранительная) крепь, предназначенная для защиты людей от поверхностных вывалов сравнительно небольших масс грунта со стенок вертикальных горных выработок цилиндрической формы. Крепь можно применять в породах, свойства и состояние которых исключает возможность глубинных деформаций грунта в массиве за время описания разреза и отбора монолитов, т. е. в глинах и суглинках твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции. При наличии внешних факторов, снижающих устойчивость грунта (наличие рядом проходящих железных или автомобильных дорог, производство взрывных работ или высокая сейсмичность района), крепь применять нельзя.
Техническая характеристика предохранительной крепи института Теплоэлектропроект
Диаметр крепи, мм........................................ 670
Диаметр выработки, мм.......................... 720
Максимальная глубина закрепляемой выработки, м ...... 10
Тип соединения секций ........................... Стальным канатом и направляющими планками
Способ спуска крепи в выработку .......... После проходки на канате при использовании траверсы и кондуктора
Длина секций, м:
забойной ............................................................ 2,2
рабочей..................................................................... 1
Время использования........................................ Не более одних суток непрерывного
нахождения человека в выработке
Масса крепи, кг............................................................ 520
Крепь может использоваться многократно. Она представляет собой металлический каркас, обтянутый стальным листом толщиной 2 мм.
Похожие статьи
-
Ударно-канатное бурение кольцевым забоем - Буровые установки
Ударно-канатное бурение кольцевым забоем осуществляется посредством грунтоносов (забивных стаканов, иногда разъемных), сбрасываемых на забой и...
-
Инструмент для бурения скважин большого диаметра в мягких и рыхлых породах - Буровые установки
Скважины большого диаметра (в том числе шурфы круглого сечения) при инженерно-геологических изысканиях в рыхлых и мягких породах проходятся...
-
Особенности и область применения различных способов бурения скважин - Буровые установки
В табл.3 приведен перечень применяемых и перспективных механических способов бурения. Перечень дан с использованием терминологии, принятой при бурении...
-
Вибрационно-вращательное бурение, Бурение погружными пневмопробойниками - Буровые установки
Вибрационно-вращательное бурение при инженерно-геологических изысканиях применяют в комбинации с вибрационным. Оно эффективно при глубине скважины более...
-
Качество ствола скважины. Влияние способа бурения на поперечные размеры скважины - Буровые установки
Задача получения качественного ствола скважины при инженерно-геологических исследованиях является составным элементом в общей проблеме обеспечения...
-
Шнековое бурение - Буровые установки
Шнековое бурение - вращательное бурение, при котором разрушенная порода доставляется из скважины на поверхность шнеком (бурильной трубой c навитой на ней...
-
Существует большое число классификаций способов бурения скважин различного назначения. В табл.3 представлена классификация способов, видов и...
-
Рекомендации по выбору различных буровых станков и установок - Буровые установки
Основными факторами, определяющими выбор буровой установки, являются целевое назначение, глубина бурения, конечный диаметр скважин, характер и свойства...
-
Медленновращательное бурение - Буровые установки
При Медленновращательном бурении в качестве породоразрушающего инструмента используют Ложковые и спиральные буры . Процесс бурения может осуществляться,...
-
Инструмент для ударно-канатного бурения скважин кольцевым забоем - Буровые установки
В комплект основного бурового инструмента для ударно-канатного бурения кольцевым забоем входят забивные стаканы (зонды, гильзы), ударные патроны,...
-
Установки для бурения шурфов - Буровые установки
Шурфы при инженерно-геологических изысканиях могут проходиться вручную, специализированными шурфопроходческими установками и буровыми станками. В...
-
Процесс и технология бурения скважин различными способами - Буровые установки
Технология бурения скважин - это способ, последовательность и режим выполнения процессов и операций, связанных непосредственно с углублением скважины....
-
Инструмент для шнекового и медленновращательного бурения - Буровые установки
В комплект инструмента для Шнекового бурения входят долота и шнеки. Порода при бурении разрушается двух - и трехступенчатыми долотами. Торец каждой...
-
Обобщенная схема выбора оборудования при бурении скважины - Буровые установки
Выбор бурового оборудования для бурения скважины является многофакторной задачей, решение которой в значительной мере способствует успешному проведению...
-
7.5 Породоразрушающий инструмент для бурения колонковым способом - Буровые установки
В состав инструмента для колонкового бурения входят породоразрушающие инструменты, расширители, кернорватели, колонковые трубы, промывочные сальники,...
-
Выбор технологического режима бурения - Буровые установки
Под Режимом бурения понимается совокупность параметров, определяющих эффективность процесса разрушения пород тем или иным способом. Для равных способов...
-
Вибрационное бурение - Буровые установки
Основными технологическими параметрами, определяющими эффективность Вибрационного бурения, являются: момент дебалансов, частота колебаний и сила тяжести...
-
Глубина скважин, Крепость пород и устойчивость стенок скважин - Буровые установки
Проектная глубина скважины (наряду с ее значением) определяет тип и мощность выбираемого бурового станка, основные параметры бурового оборудования и...
-
Особенности бурения на акваториях - Буровые установки
Бурение скважин производится с плавучих буровых установок (ПБУ), со стационарных оснований, а в отдельных случаях - непосредственно со дна. В районах с...
-
Инструмент для вибрационно-вращательного бурения - Буровые установки
Разрушение грунта при вибрационно-вращательном бурении производится совместным воздействием ударных импульсов и крутящего момента. Поэтому...
-
Инструмент для ударно-вибрационного бурения - Буровые установки
В качестве породоразрушающего инструмента при вибробурении чаще всего используют Виброзонды. Виброзонд представляет собой трубу длиной 1-3 м, имеющую на...
-
Способы и технические средства погружения и извлечения обсадных труб - Буровые установки
При бурении инженерно-геологических и гидрогеологических скважин в рыхлых и мягких породах производится искусственное закрепление стенок скважин,...
-
Буровые установки и оборудование - Технология бурения скважин
Буровая установка или буровая -- комплекс бурового оборудования и сооружений, предназначенных для бурения скважин. Состав узлов буровой установки, их...
-
Классификация аварий при бурении нефтяных и газовых скважин В процессе бурения нефтяных и газовых скважин аварией считают нарушение технологического...
-
Предупреждение и ликвидация аварий при колонковом бурении Во избежание аварий с бурильными трубами необходимо : 1. Тщательно следить за износом бурильных...
-
Многозабойное бурение - Буровые установки
Вид наклонно-направленного бурения, включающий проходку основного ствола c последующим забуриванием и проходкой в его нижней части дополнительных...
-
Грунтоносы - Буровые установки
Грунтоносы классифицируются: - по способу погружения; - по способу удержания монолитов в грунтоносе; - по конструкции затворных (подрезающих) устройств в...
-
Породоразрушающий инструмент для бурения - Буровые установки
Механические и абразивные свойства разбуриваемых горных пород варьируют в широких пределах. Целевое назначение долот также различно. Долота различают: По...
-
Колонковое бурение алмазным породоразрушающим инструментом - Буровые установки
Алмазными коронками бурят породы VII - XIIкатегорий по буримости, а на больших глубинах и породы V - VIIкатегорий. Aлмазное бурение применяют обычно в...
-
Колонковое бурение твердосплавным породоразрушающим инструментом - Буровые установки
Твердыми сплавами бурят осадочные, а также некоторые метаморфические и изверженные породы, относящиеся к I-VIкатегориям по буримости. Кроме того,...
-
Выбор способа бурения Способ бурения необходимо выбирать в зависимости от свойств проходимых грунтов, назначения и глубины скважин, а также условий...
-
Назначение буровых работ - Буровые установки
К Буровым работам относятся сооружение скважин инженерно-геологического назначения любого диаметра и глубины, которое осуществляется преимущественно...
-
Как объект горных разработок горные породы характеризуются различными технологическими свойствами - Крепостью, абразивностью, твердостью, буримостью,...
-
Установка СПБУ на точке бурения - Полупогружные буровые установки
До установки СПБУ на точке бурения проводят инженерные изыскания грунта морского дна. Порядок и объем инженерных изысканий определяются в соответствии с...
-
Общие сведения о технологии бурения скважин - Технология бурения скважин
При Механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее. Классификация механических способов:-...
-
Бурильный инструмент - Технология бурения скважин
Породоразрушающий инструмент (ПРИ) предназначен для разрушения горной породы на забое при бурении скважины. По назначению породоразрушающие инструменты...
-
Пневмоударники - Буровые установки
Пневмоударное бурение - разновидность ударно-вращательного бурения c использованием погружного бурильного молотка ( Пневмоударника ) (рис.14)....
-
Колонковое бурение проводят с целью получения из скважины образцов горных пород. Керн формируется на забое скважины в процессе ее углубления с помощью...
-
При бурении инженерно-геологических скважин применяется широкий комплекс грузоподъемного, насосного, энергетического и компрессорного оборудования....
-
Назначение буровых скважин - Буровые установки
По назначению скважины, проходимые при инженерно-геологических изысканиях, подразделяются на: А)зондировочные; 6) разведочные (в том числе технические);...
Технология бурения шурфов - Буровые установки