Способ проведения вертикальной выработки круглого сечения

 

ОЛ ИCАНИЕ(950918

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцналнстнческнк

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.03.78 (2! ) 2594199/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень- № 30

Дата опубликования описания 17.08.82 (51)М. Кл.

Е 21 В 7/00

3Ъаударсткааы1 каматвт

СССР аа далам аэобретениа и открытий (53).УД К622. . 233.05 (.8) (72) Авторы изобретения

В. К. Сергеев, Л. А. Фалалеев и К. В. Сергеев . ;, г

j (7I ) Заявитель

Институт горного дела AH Казахской ССР (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ

ВЫРАБОТКИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ

Изобретение относится к горному де Oty, к способам проведения вертикальных скважин и шахтных отводов круглого сечения, большого диаметра, и может быть применено для вскрытия месторождения полезных ископаемых, добычи нефти и газа, сооружения стартовых шахт ракет, убежищ и т. д., в любых породах и климатических условиях, включая зону вечной мерзлоты, на которую он в основ- 1 ном и ориентирован.

Известен способ проведения вертикальных выработок, заключающийся в разрушении забоя буровым агрегатом, поднятии его на поверхность, погрузке породы грейдером и выгрузке ее на поверхность.

СВтерапии повторяют многократно (1)

Этот способ трудоемкий, поскольку яв ляется цикличным, сопряженный с многочисленными подъемами и опусканиями 2о сосудов и буровых органов. Он не позвоаяет совмещать процессы проведения и крепления, а также имеет низкую технику безопасности.

Известен способ проведения вертикаль-. ной выработки круглого сечения с подачей дроби и воды, бурение и отрыв керна от массива, поднятие керна вместе с породоразрушающим агрегатом на поверхность, удаление шлама из шламоотстойника, разгрузка керна в отвал. цикл вышеперечисленных операций многократно повторяют до достижения требуемой глубины (2)

Все эти операции трудоемки, малопроизводительны, а необходимость расположения на поверхности лебедок, копра и другого оборудования, т.е. почти полное отсутствие автономности бурения, не позволило осуществлять беспрерывный способ проведения выработки с одновременным ее креплением. Следовательно, основными недостатками этого способа являются недостаточная эффективность и низкая производительность труда проведения выработки.

Целью изобретения является повышение эффективности и повышение произ9509 водительности труда в проведении вертикальной выработки круглого сечения.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном способе, включающем бурение забоя с подачей на него породораэрушающего органа и воды, под буровой орган на конусообразный забой до бурения заливают легкоплавкую эвтектику с температурой расплава ниже температуры кипения воды (например индий, re- 10 лий, олово), Воду нагревают и нагнетаФ ют в эвтектику,породную пульпу в процессе бурения откачивают, а валуны и га лечник улавливают на поверхности эвтектйки и выдают нагора подъемным сосу- I5 дом. Вокруг бурового. агрегата, по мере продвижения, периодически выбуривают кольцевые ниши, в них заводят упоры, позволяющие гидродомкратами осуществлять, под большим осевым усилием, по- щ дачу породоразрудаккцего органа на забой и его подъем для замены режущего инструмента, перед которым перекрывают подачу воды.

На фиг. 1 показана схема реализации программного способа в момент бурения;, на фиг. 2 — то .же в период замены режущего инструмента, т.е. с призабойной пустотой при поднятом породоразрушаемом органе и установленных предохрани- ЗО тельных стойках.

Для поддержания температуры расплава эвтектики и образования более транспортабельной пульпы бурильных пород 1, подаваемую воду 2 нагревают (до 60—

80 С) и нагнетают, через свершения 3 в буровом органе, непосредственно в эвтектику. Вода и пульпа в несколько раз легче эвтектикн, поэтому они занимают верхнее IIpocTpaHCTBO 4 над ней и 40 буровым органом, откуда, как из зумпфа пульпу откачивают на поверхность. Галечник при проходке грунтов доскальных пород, а в дальнейшем и куски скола породй, в нашем способе, за счет разности

45 удельных весов, всплывают из эвтектики и в круговом желобе 5 на поверхности бурового органа их улавливают и, по мере накопления, выдают в подъемном сосуде

6 кагора. При бурении скальных пород, породный шлам всплывает на поверхность

50 эвтекуики и в месте с водой откачивается йа поверхность, Пля герметизаций бурового агрегата со стенками выработки надувают резинокордовый пояс вокруг агрегата. Для фиксации бурового агрегата в выработке, управления направлением бурения создания давления на буровой орган, его подъем для pevrom и удер18 4 жания в поднятом состоянии, вокруг бурового агрегата, по мере продвижения его, периодически выбуривают кольцевые ниши 7 и заводят в них упоры 8. Шаг выбуривания ниши равен шагу расстояния между упорами, и в зависимости от габаритов ствола и агрегата составляет

0,8 — 1 м. Глубина кольцевых ниш принимается в зависимости от прочности пород и составляет 0,3 — 0,5 м.

Перед подъемом бурового органа перекрывают подачу воды, пульпу олностью откачивают. осуществляют подьем бура, устанавливают предохранительные стойки, Эвтектика иэ жидкого состояния переходит в твердую фазу, в результате чего, образуется между буром и забоем пространство для ремонтных работ. После их осуществления буровой орган опускают, подачей горячей воды разогревают эвтектику и способ воэобновля ется.

Осуществление предлагаемого способа позволяет оттаивать мерзлый грунт, перейти от циклического метода к беспрерывному, воздействоВать на скальный грунт не только режущим инструментом, но и на молекулярном уровне разрушения связей эвтектикой, стабилизировать заданное направление, сократить количество и мощность применяемого оборудования.

В целом все это повышает эффективность и производительность труда при проведении выработок круглого сечения.

Скорость проведения увеличивается в

10-20 раз, в зависимости от физикомеханических свойств пород и их струк-. туры, Срок проведения выработки сокращается в 30 раз за счет увеличения скорости бурения и совмещения работ проходки и крепления. Значительно повышается техника безопасности всех работ, эа счет увеличения механизации работ в забое, крепления и выдачи. большей части пород в виде пульпы по пульпопроводу. о

Формула изобретения

Способ проведения вертикальной выработки круглого сечения, включающий бурение забоя с подачей на него породоразрушающего органа и воды, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения, перед началом бурения на забой подают эвтектику, герметизируют пространство меж.— ду породоразрушаюшям органом и стенками выработки в процессе бурения на5 950918 6 гнетают в эвтектику нагретую воду, при 1. Патент ФРГ М 2551303, этом откачивают породную пульпу. кл. Е 21 С 3/24, опублик. 1976.

2. Федюкин В. А. Проходка шахтных

Источники информации, стволов и скважин бурения, М., Углетехпринятые во внимание.,при экспертизе S иHэ д а т,, 11995599, с. 363-384.

950918

Составитель Л. Черепенкина едактор Г. Гербер Техред А.Ач Корректор Г. Решетник

Заказ 5906/36 Тираж 623 Под исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4