Буровые работы

БУРОВЫЕ РАБОТЫ

9.1. Бурение скважин осуществляют как в скальных, так и в мерзлых грунтах, которые разрабатывают с применением взрывного рыхления. Характеристика оборудования, рекомендуемого для бурения скважин, приведена в прил. 9 и 10.

Для образования скважин следует применять:

а) вращательный способ бурения – в мерзлых и скальных грунтах невысокой крепости (до VI группы); в качестве породоразрушающего инструмента применяются резцовые долота, очистка скважин от выбуренного грунта (шлама) осуществляется преимущественно шнеком с добавлением небольшого объема сжатого воздуха (шнеко-воздушная очистка) и сжатым воздухом;

б) шарошечный способ бурения – в скальных грунтах VI-IX групп, в мерзлых грунтах с наличием крепких скальных включений; породоразрушающий инструмент – шарошечные долота, очистка скважин от шлама – сжатым воздухом;

в) ударно-вращательный – в скальных грунтах IX-XI групп и грунтах этой группы с наличием нескальных прослоек.

Буровой инструмент – погружные пневмоударники и буровые коронки, очистка скважин от шлама – сжатым воздухом;

Бурение должно выполняться, в основном, машинами БТС-75, БТС-150, СБШ-160.

9.2. Наиболее эффективной машиной, предназначенной для бурения взрывных скважин шарошечными долотами, является самоходная буровая машина СБШ-160, производительность которой на 20-30% выше производительности машины БТС-150. Она развивает наибольшее осевое усилие, что обеспечивает возможность эффективной работы в грунтах IX группы.

9.3. Для бурения взрывных скважин малого диаметра в скальных грунтах любой крепости предназначена машина БТС-75, которая с наибольшим эффектом может быть использована при разработке неглубоких выемок, при уширении скальных выемок под второй путь, для образования \”гладких\”, ненарушенных откосов. Машина БТС-75 универсальная, ее можно использовать при бурении практически любых скальных грунтов. Она обеспечивает бурение вертикальных и наклонных скважин, причем наклон может быть осуществлен как в продольной, так и поперечной плоскостях. Последнее позволяет значительно сократить объемы земляных работ при послойной разработке выемок, так как при таком бурении практически исключается необходимость в устройстве дополнительных полок на верхних уступах для размещения машин.

9.4. При разработке небольших, значительно удаленных друг от друга объектов следует применять станки с погружными пневмоударниками: УГБ-50; УРБ-2м; при разработке труднодоступных объектов необходимо применять станки СБУ-100-32.

9.5. При бурении грунтов VI-VII групп следует использовать шарошечные долота типа \”Т\” и \”ТЗ\”. В грунтах VIII группы следует применять долота типа \”К\”, а в грунтах IX группы – долота типа \”ОК\”. Во всех случаях предпочтение следует отдавать долотам с продувкой опор (типа \”ПВ\”).

Бурению предшествует осмотр долота с целью определения его работоспособности: шарошки должны нормально вращаться, вооружение должно быть исправным.

Каждое новое долото должно быть приработано на облегченном режиме в течение 10-15 мин (осевое усилие 1-2 тс, частота вращения 60-80 об/мин при непрерывной подаче сжатого воздуха). Для удобства приработку лучше организовать централизованно: все новые долота можно приработать на специальном стенде, где в качестве забоя можно использовать плиту, изготовленную из любого мягкого металла (бронза, латунь, дюралюминий, свинец и пр.). Приработку можно осуществлять на буровом станке, проходящем обкатку.

При бурении в обводненных грунтах шарошечными долотами, имеющими продувочные каналы в лапах, во избежание зашламовывания опор, необходимо применять специальные обратные клапаны.

9.6. Для увеличения срока службы долот бурение следует осуществлять с принудительной смазкой, для чего над долотом необходимо устанавливать лубрикаторы,

9.7. Чтобы избежать сильных вибраций бурового става и машины при глубине бурения свыше 6 м следует применять противовибрационные буровые штанги.

9.8. Для эффективного бурения машинами БТС-150 крепких скальных грунтов IX-XI групп рекомендуется в качестве сменных рабочих органов использовать погружные пневмоударники, оснащенные либо буровыми коронками (ударно-вращательное бурение), либо шарошечными долотами (ударно-шарошечное бурение).

Для реализации указанных способов на буровой став с помощью специальных переходников устанавливается погружной пневмоударник либо с буровой коронкой, либо через дополнительный переходник шарошечное долото.

Важным преимуществом ударно-шарошечного способа является возможность эффективного бурения на сниженном осевом давлении, что позволяет избежать сильных вибраций бурового става и машины при глубине скважин более 6 м.

В зависимости от требований можно рекомендовать следующие режимы ударно-шарошечного бурения:

а) для достижения наибольшей скорости бурения осевое усилие 7-8 тс, частота вращения 180-190 об/мин;

б) для достижения наибольшей проходки на долото осевое усилие 4-5 тс, частота вращения 100-120 об/мин.

При бурении погружными пневмоударниками с коронками осевое усилие не должно превышать 0,3-0,4 тс, а частота вращения 40-60 об/мин (для машины БТС-150 минимальная – 80-90 об/мин).

9.9. Наиболее часто встречающееся осложнение при бурении скальных пород – это осыпание грунта с поверхности в скважину. В этом случае для закрепления устья скважины используют увлажненную глину, подавая ее непосредственно под долото.

9.10. Бурение мерзлых грунтов осуществляют преимущественно вращательным способом с применением резцовых долот.

9.11. Если размеры скальных включений превышают 15-20 мм, следует применять шарошечное или ударно-вращательное бурение.

9.12. Удаление бурового шлама при бурении в мерзлых грунтах рекомендуется производить:

шнековыми штангами при вращательном способе бурения;

продуванием сжатым воздухом при шарошечном и пневмоударном способах бурения.

При бурении вечномерзлых суглинистых или глинистых грунтов, влажность которых равна 10% и более при температуре ниже -20°С, а также при бурении грунтов с содержанием более 10% твердых включений, удаление бурового шлама можно производить шнековыми штангами с одновременным продуванием сжатым воздухом.

В процессе бурения скважин необходимо следить за тем, чтобы выдача породы из скважин была равномерной. Прекращение выдачи буровой крошки свидетельствует о том, что продувочные отверстия долота забиты грунтом и требуется их прочистка или замена. При перерывах в работе более получаса буровой став рекомендуется извлекать из скважины во избежание его прихвата.

9.13. Особые трудности при проходке грунтов с включениями валунов и глинистых прослоек вызываются тем, что происходит сильная вибрация бурового става, искривление скважин, а также его поломка. Для исключения этого необходимо снижать осевое давление на буровой став и скорость его вращения, увеличивать число продувок.

9.14. При бурении сильнообводненных мелкодисперсных грунтов из-за разогревания долота и от подаваемого компрессором сжатого воздуха с температурой +15° – +20°С происходит оттаивание мерзлого грунта, вследствие чего практически прекращается выдача шлама на поверхность, оттаявший грунт налипает на буровой став, образуются грунтовые сальники. В этих случаях рекомендуется усиленная продувка долота и частая очистка шарошек и штанг при подъеме их на поверхность.

9.15. На пологих косогорах буровые машины вводятся в действие без нарезки проходов и площадок. Если коренные (скальные) породы покрыты слоем рыхлых отложений, то последние предварительно удаляются механическими средствами (бульдозерами). На косогорах средней и выше средней крутизны для работы буровых машин необходимо устраивать вспомогательные технологические полки.

9.16. На крутокосогорных участках для реализации лобовой проходки целесообразно бурить горизонтальные скважины с использованием машин БТС-75 и станков ШПА-3М, оснащенных погружными пневмоударниками.

9.17. При уширении скальных выемок под второй путь предпочтение следует отдать машинам БТС-75.

При доработке подошвы выемок и карьеров следует применять машины БТС-75 и станки типа СБР и СБУ.

9.18. На косогорах средней крутизны нарезку продольных рабочих полок в рыхлом слое породы для буровых машин выполняют бульдозерами. Откосные и контурные скважины при глубине выемок более 7 м и крутизне откоса 1:0,5 и круче бурят в плоскости отрыва породы. Скважины рыхления при глубине полувыемки до 7 м бурят и взрывают участками длиной 20 м и более по всему сечению или на всю длину полувыемки в один прием; при большей глубине полувыемки рыхление породы и ее разработка ведется в несколько слоев (уступов) также по всей ширине полувыемки.

9.19. На карьерах рекомендуется применять станки СБШ-250, 2СБШ-200 (2СБШ-200Н, 4СБШ-200), СБУ-125 и СБУ-100Г.