Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Строительство тоннелей и метрополитенов Минимаркер Проходка стволов шахт бурением

Проходка стволов шахт бурением

Страница 7 из 8

Бурение шахтных стволов является наиболее технически совершенным и прогрессивным способом проходки, позволяющим комплексно механизировать и максимально автоматизировать все процессы по сооружению стволов без пребывания людей под землей.

В настоящее время можно надежно бурить стволы в любых даже в слабых неустойчивых грунтах. Недостатками этого способа являются трудность обеспечения вертикальности глубоких стволов и громоздкость бурового оборудования. Препятствием для бурения являются также включения валунов в несвязных грунтах и наличие пластов крепких грунтов.

В грунтах слабой и средней крепости для бурения шахтных стволов применяют буровые установки вращательного бурения типа УЗТМ.

Бурение ствола установкой УЗТМ-6,2 выполняется в две или три фазы в зависимости от крепости грунтов. Во всех случаях сначала бурят по оси ствола передовую скважину диаметром 1,2 м. При пересечении грунтов средней крепости расширяют направляющую скважину до диаметра 3,6 м, а затем производят расширение до диаметра 6,2 м.

Подготовительные работы к бурению установкой УЗТМ-6,2 (рис. 6.24) заключаются в следующем. Устраивают оголовник (10) и монтируют стальной копер (1). Для монтажа расширителей копер снабжен двумя консольными поворотными кранами (3), расположенными над опорами (9) и (14) для расширителей диаметром соответственно 6,2 и 3,6 м.

Опоры, а также платформа (13) для перекрытия устья ствола перемещаются по рельсовым путям. На копре устанавливают буровое оборудование: лебедку (6), ротор (7), тали (2) грузоподъемностью 250 т, буровую колонну (5) с вертлюгом (4) и тройником (8) для отвода пульпы. Подготавливают отстойники, желоба и трубопроводы циркуляционной системы для глинистого раствора и пульпы.

Схема бурения стволов шахт установкой УЗТМ-6,2

Рис. 6.24 – Схема бурения стволов шахт установкой УЗТМ-6,2

Бурение ствола установкой в мягких грунтах выполняется в две фазы: после бурения передовой направляющей скважины (12) диаметром 1,2 м разбуривают расширителем (11) скважину сразу до проектного диаметра ствола 6,2 м.

На первой фазе бурения чистый глинистый раствор нагнетается насосом через колонну буровых труб и, выходя из долота, омывает шарошки и забой скважины. После этого раствор, насыщенный частицами разрушенного грунта (шламом), поднимается по кольцевому пространству между колонной и стенками скважины вверх (прямая промывка). При расширении осуществляется обратная промывка, т. е. чистый раствор поступает по кольцевому пространству в забой скважины, а затем вместе со шламом подается сжатым воздухом по буровым трубам на поверхность, где по шлангам поступает в помещение очистки глинистого раствора. Глинистый раствор насыщает стенки ствола и удерживает их от обрушения. В процессе бурения ведется постоянное наблюдение за консистенцией и другими характеристиками глинистого раствора. В водонасыщенных грунтах с большими коэффициентами фильтрации в раствор вводят химические добавки, способствующие его загущению.

При бурении в грунтах средней крепости промывку осуществляют чистой водой. По окончании бурения и промывки ствола поднятый буровой инструмент демонтируют и при помощи грузоподъемного оборудования копра монтируют обделку ствола из чугунных и железобетонных тюбингов или стальных колец погружным или секционным способом.

Погружной способ применяют при креплении ствола диаметром 4–6 м глубиной до 150 м. Сущность способа заключается в погружении обделки в заполненный глинистым раствором ствол. Работы ведут в следующем порядке. На платформе устанавливают железобетонное днище, на котором монтируют 3–5 м крепи, после чего платформу надвигают на ствол. Затем днище с крепью поднимают, платформу удаляют и днище с крепью опускают в ствол, заполненный глинистым раствором, до тех пор пока звено с днищем не окажется на плаву. На платформе монтируют следующее звено крепи, которое тоже подводят к стволу. Затем его поднимают буровой лебедкой и устанавливают на ранее опущенную в ствол крепь и соединяют с ней. Монтажный шов герметизируют. По мере наращивания крепи она постепенно погружается в ствол. Так как для погружения крепи ее собственного веса недостаточно, то внутрь нее закачивают балластную жидкость (воду или глинистый раствор).

По мере погружения глинистый раствор через кольцевой зазор вытесняется. После возведения-крепи на всю глубину ствола ее приводят в вертикальное положение, пространство за крепью заполняют густым цементно-песчаным раствором, а балластную жидкость из ствола откачивают.

Основное достоинство этого способа состоит в том, что крепь опускают одной герметичной колонной. Недостатки способа: при погружении крепь испытывает значительные монтажные нагрузки; для спуска крепи необходим значительный (25–35 см) зазор между крепью и грунтовой стенкой; трудно соблюсти высокие требования к вертикальности ствола.

Секционный способ возведения крепи применяют в стволах глубиной более 100–150 м. В этом случае сначала методом подводного бетонирования в забое ствола устраивают подушку. В стороне от ствола на самоходной платформе собирают звено крепи высотой 4–5 м, которое доставляют к стволу и бурильной лебедкой поднимают на высоту 5–6 м. Под него подводят следующее звено, которое соединяют с приподнятым звеном. Оба звена опускают в оголовник ствола и устанавливают на специальные выдвижные кулаки. Третье звено устанавливают на крепь, установленную в оголовнике. Секцию крепи из трех звеньев поднимают на 0,5–1 м, убирают выдвижные кулаки и на бурильной колонке опускают в ствол. Опущенную секцию центрируют и бетонируют, а затем тампонируют цементно-песчаным раствором закрепное пространство. После приобретения тампонажным раствором необходимой прочности на буровой колонне опускают следующую секцию и т. д. на всю глубину ствола. Для обеспечения соосности примыкания секций внутри них укрепляют направляющие устройства. После возведения крепи на всю глубину ствола и заполнения закрепного пространства цементно-песчаным раствором из ствола откачивают глинистый раствор.

На основании опыта эксплуатации буровой установки УЗТМ-6,2 Уральский завод тяжелого машиностроения изготовил усовершенствованные буровые установки УЗТМ-7,5 и УЗТМ-8,75. Основные технические данные указанных буровых установок приводятся в таблице 6.1.

Таблица 6.1

01042014_t1


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика