Московский Государственный Геологоразведочный Университет Кафедра бурения и горного дела Отчёт о горнобуровом практикум
| Вид материала | Практикум |
- Министерство образования и науки Российской Федерации государственное образовательное, 597.33kb.
- Московский Государственный Текстильный Университет им. А. Н. Косыгина Кафедра менеджмента, 1832.35kb.
- Учебники и учебные пособия, получившие гриф Министерства в 2003 году, 2288.45kb.
- Министерство Образования Российской Федерации Московский Государственный Университете, 1997.23kb.
- Задачи курса уметь обобщать и систематизировать исторические сведения о развитии горного, 36.94kb.
- А. И. Данилов Московский государственный университет пищевых производств Предисловие, 1211.45kb.
- Московский Государственный Институт Электроники и Математики (Технический Университет), 763.07kb.
- Отчет государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования, 2810.92kb.
- Московский Государственный Институт Международных Отношений (Университет) мид россии,, 39.44kb.
- Закатов Владислав Павлович Оглавление московский государственный институт международных, 623.88kb.
Московский Государственный Геологоразведочный Университет
Кафедра бурения и горного дела
Отчёт о горнобуровом практикуме
Выполнила:
Проверил: В.В.Чубаров
Москва – 2004 г.
Географическая характеристика территории
Моя производственная практика проходила на территории, административно относящейся к Билибинскому району Чукотского автономного округа Российской Федерации. Географическое расположение – Западная Чукотка, междуречье Малого Анюя и Теленеута. Через территорию проходит северный полярный круг. В пределах площади участка Алучинский расположен национальный жилой пункт Бургахчан, другие населённые пункты на территории работ отсутствуют.
Климат арктический, резко континентальный, температурный режим от +35 до –60, среднегодовая температура минус 12 градусов. Продолжительность зимы 7-8 месяцев. Снежный покров устанавливается в середине сентября, сходит в конце мая – начале июня. Реки вскрываются в конце мая. На всей территории развиты многолетнемерзлые породы, глубина оттайки в самое теплое время не превышает 1,5 метров.
Рельеф. Согласно орографической схемы Северо-Востока (Васьковский А.П.) вся площадь входит в состав Анюйского равногорья и принадлежит системам рек Малый и Большой Анюй. Участок Алучинский охватывает Островершинный, Эргунейский и Орловский хребты. Максимальная абсолютная высотная отметка 1228 м расположена в южной части участка. Минимальная отметка в долине р. Большой Анюй достигает 200 м. Относительные превышения составляют 500 м в северной части участка и достигают 750 м на юге. Рельеф северной части более пологий относительно центральной и южной, где отмечается наличие осыпных склонов.
Ландшафт лесотундры, на крутых склонах и водоразделах – горная тундра.
Гидросеть принадлежит к системе р. Бол. Анюй и лишь участка Ярканский – системе реки Малый Анюй.. Наиболее крупные реки Бургахчан, Теленеут, Орловка, Хивавчан, Агнаутала, Уямканда. Долины крупных рек хорошо разработаны, их ширина достигает 2-3 км. Рисунок гидросети ветвистый. Реки не судоходны, тип горный с непостоянным водным режимом, в поймах развиты старичные и термокарстовые озера. В долине реки Теленеут развиты наледи.
Пути сообщения: постоянные дороги на территории работ отсутствуют. В летнее время проезд планируется на легком гусеничном транспорте – вездеходах, тракторах-болотоходах с учетом уровня воды в крупных реках. В зимнее время перевозки проектируются по временным автозимникам.
Основным полезным ископаемым в районе является золото, профилирующими – серебро, медь, молибден, хром, платина.
Глубинность геологических исследований территории не более относительных превышений гипсометрических отметок водоразделов над урезом воды. В долинах рек, где проводилось поисковое и разведочное бурение на россыпное золото глубинность исследований достигает 30-50 м.
Категория обнаженности первая, что обусловлено широким развитием рыхлых образований квартера, задернованными участками с развитием делювия и солифлюкции, и залесенностью склонов.
Горные работы, проектируемые на исследуемой территории
Я работала по «Проекту поисковых работ на рудную платину в пределах Алучинской площади» в полевых условиях. Мною выполнялся первый этап проекта – литохимическое опробование по профилям (500*100). Также в связи с необходимостью прохождения горно-буровой практики, я ознакомилась с буровой установкой (УКБ-4С), с помощью которой производит разведочное бурение Анюйское ГГГП. Буровой мастер Загоскин М.А. рассказал, как происходит бурение с помощью буровой установки УКБ-4С, сам процесс бурения мне увидеть не удалось, так как бурение проводится в зимний период (в связи с возможностью транспортировки установки по временным зимним дорогам, «зимникам»). Кроме того, начальник Алучинского поискового отряда Мартенс В.В. разъяснил задачи и методы дальнейших полевых исследований, включающих в себя горнобуровые работы.
В полевой период 2005-2006 г.г., планируется проходка поверхностных горных выработок для вскрытия рудных тел, заверки данных штуфного опробования и выявления природы литохимических аномалий, изучения структуры и выяснения перспектив проявлений. Планируется проходка канав с последующей рекультивацией земель. Для проходки канав на разных участках планируются переезды и сопровождение техники.
На данный момент наиболее перспективной выбрана часть Алучинского массива на правобережье р. Агнаутала. Работы планируются на двух участках, с расстоянием между ними 20 км. В дальнейшем, по полученным в ходе работ результатам, участки заложения канав будут скорректированы.
Проходка поверхностных горных выработок будет осуществлена силами Анюйского ГГГП, бульдозером Б-10 в летнее время на оттайку, с последующей ручной зачисткой полотна на ширину 0,6 м, глубиной до 1 м. Объем ручной зачистки, из опыта работ, составляет 5 м3 на 100 м полотна канавы.
Средняя глубина канав планируется в 2,1 м. Угол откоса бортов выработок 56О.
При расчете затрат времени на проходку поверхностных горных выработок необходимо учесть передвижение бульдозера между выработками в режиме работы "по кругу". При средней глубине оттайки 0,1 м и средней глубине выработок 2,1 м количество "кругов" составит 21 шт. Протяженность переездов на настоящий момент можно посчитать чисто условно, так как невозможно наметить места расположения выработок. Так, при средней длине канав в 200 м (10 шт.) и при расстоянии между канавами в 200 м, длина «круга» составит 4 км. При расчете затрат учитывается средняя скорость бульдозера 3 км/час и продолжительность смены машиниста 6,67 часов.
При расчете затрат времени к нормам следует применять коэффициент 1,2 (ССН - IV т.1 п.3) в связи с проходкой выработок в мерзлых породах, при условии послойной разработки наносов, а так же коэффициент на проходку выработок по породам налипающим на отвал равным 1,2 (ССН- IV т.1 п.2). При ручной зачистке следует применять коэффициенты 1,2 (налипание пород) и 1,3 (наличие обломков и глыб свыше 30 %).
Проходка горных выработок бульдозером сопряжена с выполнением горно-подготовительных работ (ГПР), сюда входит обустройство подъездных дорог к канавам, технологические выезды, водоотливные канавы, площадки для планово-предупредительных ремонтов.
В целях сохранения окружающей среды бульдозером будет производиться засыпка канав (рекультивация). Объем горной массы принимается равным объему, выданному при проходке аналогичной категории пород. Для засыпки выработок без трамбования к нормам времени применяется коэффициент 0,8 (ССН 4 гл.XVIII).
Буровые работы, проектируемые на исследуемой территории
На проектируемой территории колонковое бурение с целью поисков и разведки коренных месторождений платиноидов не производилось.
Геологическим заданием определено, что бурение будет проводиться на перспективных участках, при получении положительных результатов, указывающих на наличие оруденения.
Проектом предусматривается колонковое бурение в зимний период (январь-апрель) вертикальных скважин с поверхности с применением буровой установки УКБ-4П, оборудованной буровым станком СКБ-4 и буровой вышкой ВУР-500. Для более полного выхода керна бурение будет осуществляться снарядом ССК-59 и алмазным породоразрушающим инструментом диаметром 59 мм. Угол наклона скважин выбран исходя из предположения о слабонаклонном пластовом характере распределения оруденения. Применение станка СКБ-4 проектируется для бурения скважин глубиной до 200 м.
Места заложения и глубина скважин будут определены по результатам работ.
Результаты бурения позволят получить ряд частных разрезов высокой степени достоверности, данные об условиях залегания рудных тел, оценки оруденения на заданную глубину, и, совместно с результатами, полученными по поверхностным выработкам, будут использованы для подсчета прогнозных ресурсов Р2.
Предполагается бурение мелких скважин 50-100 м от поверхности. Но при получении положительных результатов и необходимости, возможно заложение скважин глубиной до 200м.
Исходя из геологического строения предполагается следующее соотношение категории пород по буримости:
Мерзлые песчано-глинистые зоны дробления, V кат. 2 %
Мерзлые рыхлые отложения, дуниты, перидотиты выветрелые,
пироксениты к/з, VI кат. 3 %
Мерзлые элювиально-делювиальные отложения, слаборассланцованные
кератофиры, порфиры, порфириты, затронутые выветриванием габбро,
диориты, сиениты, пироксениты рудные, хромиты, VII кат. 20 %
Андезиты, диориты, порфириты, перидотиты, риолиты, их туфы,
не затронутые выветриванием, VIII кат. 50 %
Базальты, диабазы, березиты, к/з и с/з граниты, прожилками,
гранодиориты, роговики, IX кат. 20 %
Вторичные кварциты, кварцевые жилы, лампрофиры, риолиты,
гранит-порфиры, X кат. 3 %
Кварц сливной плотный, кварциты XI кат. 2 %
Средневзвешенная категория пород по буримости 8,0.
Работы будут производиться одной буровой бригадой с базированием на участке работ по вахтовому методу при смене вахт один раз в месяц в связи с удаленностью района работ от базы предприятия. Смена вахт осуществляется вертолётом МИ-8. В пределах участка работ доставка грузов и перевозки будут осуществляться тракторами.
Техническое водоснабжение участка работ будет осуществляться водовозкой на базе УРАЛ-4320, оснащенном емкостью 4 м3. Забор воды в зимний период возможен из наледи на слиянии рек Баимка и Мал. Баимка или из глубоких зумпфов в полигонах старательской добычи.
Конструкция скважин
Для повышения производительности бурения и выхода керна предусматривается применение бурового снаряда ССК-59. Согласно инструкции по применению ССК-59 и опыта предыдущих буровых работ, обсадная колонна будет состоять из кондуктора диаметром 108 мм на глубину 3 метра, обсадной колонны диаметром 89 мм на глубину до 5 метров, закрепляющей стенки скважины в делювиальных отложениях и в верхней части неустойчивых коренных пород. Затем для уменьшения межтрубного пространства и вибрации бурового снаряда, до глубины 10 метров скважина будет закрепляться обсадной колонной диаметром 73 мм. Далее бурение до проектной глубины будет производиться снарядом ССК-59 с производством тампонажа в зонах осложнения. Таким образом бурение в скважинах 2 группы составит: диаметром: 112-93 мм – 55,0 м (6,9 %), 76 мм – 51,5 м (6,4 %), 59 мм – 693,5 м (86,7 %).
Вспомогательные работы, сопутствующие бурению скважин
В связи с тем, что невозможно перекрыть все зоны геологических осложнений обсадными трубами, проектируется тампонаж зон осложнений синтетическими или быстросхватывающими смесями (БСС). По опыту работ, осложнения (вывалы, поглощения промывочной жидкости) приурочены, как правило, к зонам дробления и повышенной трещиноватости, поэтому при расчете затрат глубина тампонажей принимается как средняя глубина залегания рудных зон. В скважинах, учитывая опыт предыдущих работ, предусматривается тампонаж до 10% от общего объема бурения
Технология проведения “сухого” тампонажа предусматривает выдержку в течение 8 часов. Затраты на выдержку увеличиваются вдвое в связи с наличием многолетнемерзлых пород (ССН-5, т.72 прим.) и солевого раствора в скважине. Проектом предусматривается 11 тампонажей для всего объема бурения, т.е. по одному на скважину.
Расчет производится по нормам времени на тампонирование скважин быстросхватывающими смесями (ССН-5 , т.71).
Разбуривание цементного моста рассчитывается по нормам времени на бурение 1 м скважины бескерновым способом в породах IV категории (ССН-5, т.11).
При геологических осложнениях, неподдающихся тампонажу, предусматривается крепление стенок скважин обсадными трубами с ниппельным соединением. Для чего проектом предусматривается расширение скважин под обсадную колонну. Объем крепления скважин трубами, учитывая опыт работы предыдущих лет, составит 15% от объема бурения диаметром 59 мм. Учитывая малую глубину скважин, ограничимся 7,5 % от объема бурения комплексом ССК-59.
Проектом предусматривается расширение скважин для ликвидации геологических осложнений способом крепления стенок скважин обсадными трубами диаметром 73 мм. При расширении скважин бурение рассчитываем по нормам времени на бурение 1 п.м. скважины бескерновым способом (ССН-5, т.11). Объем бурения под расширение скважин составит 7,5 % от объема бурения диаметром 59 мм.
Энергоснабжение
Для электроснабжения буровой установки предусматривается применение ДЭС-60, так как суммарная потребная мощность буровой установки составляет:
1. Буровой станок СКБ-4 - 22 квт
2. Маслонасос - 3.2 квт
3. Мех разворот РТ-1200М - 3.2 квт
4. Буровой насос НБ3-120/40 - 7 квт
5. Установка для приготовления эмульсионных растворов - 5 квт
6. Электрокалорифер - 10 квт
7. Освещение (лампы) 9х0,2 квт
8. Освещение (прожектора) 2х1квт
Всего: 54.7 квт
При проведении колонкового бурения с поверхности суммарная мощность потребителей без осветительных точек – 50.9 квт. Необходимая мощность электростанции рассчитывается по максимальной нагрузке работы станции с учетом поправочных коэффициентов:
- коэф. спроса (загрузки) при 6-ти потребителях - 0.7
- коэф. мощности, расходуемой на освещение (определяется по сум-
марной мощности осветительных точек) - 0.8
Необходимая мощность электростанции составит:
(50.9 х 0.7) + (3.8 х 0.8) = 39.67 квт
Для выработки электроэнергии условно принимаем дизель-генератор ДЭС-60 мощностью 60 квт или 75 квА. Расчетное количество вырабатываемой электроэнергии за 1 смену составит:
60 х 0.95 х 0.8 х 0.8 х 7 = 255.36 квт
где: 0.95 – коэф. , учитывающий потери в сети,
0.8 – коэф. использования мощности (коэф. загрузки),
0.8 – коэф. использования по максимальному времени (ППР-75).
Организация водоснабжения при бурении скважин
По опыту буровых работ на участке “Купол” в 1998-2001 годах для проходки 1000 м скважин потребуется 500 т воды, а на весь объем - (800/1000) х 500 = 400 т. Так как проектом предусматривается расширение скважин под обсадную колонну, потребуется дополнительный расход воды в количестве: (46,8/1000) х 500 = 23,4 т. Общий объем воды, необходимой для бурения составит:
400 + 23,4 = 423,4 т
Доставка воды а\м УРАЛ, с емкостью 4,0 м3, будет осуществляться на расстояние в среднем до 20-ти км.
Характеристика буровой установки
Самоходная буровая установка УКБ – 4С предназначена для бурения вертикальных и геологоразведочных скважин глубиной до 300 и 500 м с конечным диаметром бурения 93 и 59 мм соответственно.
Все механизмы установки смонтированы на общей раме, закреплённой на шасси грузового автомобиля Урал-4320.
В комплект установки входят: буровой станок СКБ-4, буровой насос НБЗ-120/40, труборазворот РТ-1200 и транспортная база Урал-4320.
Оборудование установки защищено от действия атмосферных осадков укрытием – металлическим каркасом, облицованным снаружи стальным листом, а изнутри – пластиком. Между стальным листом и пластиком проложен утеплитель.
В конструкции кузова предусмотрены два подвижных боковых бункера, увеличена площадь рабочей зоны.
Буровая мачта – ферма прямоугольного сечения, сваренная из уголков, состоит из двух частей. При перевозках верхняя часть входит в нижнюю, что существенно облегчает транспортировку буровой установки. Подъём мачты и опускание производится с помощью гидравлических домкратов. На нижней части мачты установлен свечеприёмник с откидной дугой. Мачта шарнирно связана с порталом, который в свою очередь жёстко связан с рамой, на которой устанавливается всё буровое и силовое оборудование.
Для предупреждения возможности переподъёма элеватора и затягивания его в кронблок установка снабжена выключателем ограничения подъёма. С целью безопасности подъёма мачты в районах расположения линий электропередачи в установке применён автоматический сигнализатор опасного напряжения АСОН-1, включающий звуковую сигнализацию и отключающий двигатель маслонасоса гидросистемы при приближении мачты на расстояние 1м к линии электропередачи.
Для удобства работы установка имеет рабочую площадку с лестницей, ограждением и двумя регулируемыми опорами. Установка площадки в рабочее положение и перевод её в транспортное положение осуществляются с помощью двух гидроцилиндров гидросистемы.
Двигатель автомобиля через кардинальный вал и редуктор отбора мощности запускает генератор переменного тока типа ЕСС5-91-4-М101 мощностью 50 кВт.
Электроэнергия от генератора через щит управления и электрический шкаф поступает к буровому станку СКБ-4, промывочному насосу, труборазвороту РТ-1200 и в осветительную сеть буровой установки. Питание электросистемы осуществляется от маслостанции гидросистемы бурового станка СКБ-4.
Техническая характеристика буровой установки УКБ-4С
Параметры | Значения параметров |
| Глубина бурения: | |
| твердосплавными коронками диаметром 93 мм | 300 |
| алмазными коронками диаметром 59 мм | 500 |
| алмазными коронками диаметром 46 мм | 700 |
| Начальный диаметр бурения, мм | 151 |
| Диаметр бурильных труб, мм | 55;54;50;42 |
| Угол бурения к горизонту, градус | 90 |
| Подача интсрумента на забой | гидравлическая |
| Перехват ведущей трубы (54 мм) | автоматический |
| Ход шпинделя, мм | 400 |
| Частота вращения шпинделя, об/мин: | |
| правое вращение | 155;280;390;435;640;710;1100;1600 |
| левое вращение | 96;228 |
| Наибольшее усилие подачи шпинделя, даН: | |
| вниз | 4000 |
| вверх | 6000 |
| Наибольшая скорость подачи шпинделя без нагрузки, л/мин | |
| вниз | 1,1 |
| вверх | 0,83 |
| Грузоподъёмность лебёдки на прямом канате на 1й скорости, даН, не более | 2500 |
| Грузоподъёмность мачты, кН, не более: | |
| на крюке | 50 |
| на кронблоке | 100 |
| Максимальный размер свечи, м | 9 |
| Укладка свечей | в штангоприёмник, на подсвечник |
| Ходовая база установки | Урал-4320 |
| Буровой агрегат | станок СКБ-4 |
| Промывочный насос | НБЗ-120/40 |
| Приводной двигатель | Дизель Д-144-60 |
| Мощность двигателя, кВт | 44 |
| Габаритные размеры установки в рабочем положении: | |
| длина | 7600 |
| ширина | 2800 |
| высота | 13200 |
| Масса установки, т | 11 |
Буровой станок СКБ-4 является шпиндельным станком моноблочной компоновки с продольным расположением лебёдки и системой гидравлической подачи бурового инструмента.
На станке собраны: электродвигатель, коробка передач со сцеплением от автомобиля ЗИЛ-131, раздаточная коробка с закреплённым на её фланце вращателем, лебёдка, тормоза спуска и подъёма, маслонасос с индивидуальным электроприводом, пульт управления гидросистемой, маслобак, ручной маслонасос и цилиндр перемещения станка с гидрозамком.
Станина установлена на раме, которая является основанием станка, соединяющимся с основанием буровой установки или каким-либо другим фундаментом с помощью анкерных болтов.
К особенностям станка относятся: высокая частота вращения шпинделя и рациональное распределение диапазона скоростей, плавность подачи бурового инструмента с помощью новой гидросистемы с напорным золотником и дросселем на сливе, возможность бурения снарядами со съёмным керноприёмником (для чего увеличен диаметр проходного отверстия шпинделя), оснащение усовершенствованной системой автоматического перехвата ведущей трубы в процессе бурения без остановки вращения, установка указателя давления на забой килловаттметра, которые обеспечивают достаточной информацией и технологическом процессе. В станке применены автомобильная коробка скоростей и муфта сцепления автомашины ЗИЛ-131, имеющие высокую надёжность.
Характеристика бурового станка СКБ-4
| Параметры | Значения параметров |
| Номинальная глубина бурения, м: | |
| твёрдосплавным породоразрушающим инструментом с конечным диаметром 93 мм | 300 |
| алмазным породаразрушающим инструметом с конечныи диаметром 59 мм | 500 |
| алмазным породаразрушающим инструметом с конечныи диаметром 46 мм | 700 |
| Начальный диаметр скважины, мм | 151 |
| Диаметр рабочей штанги, мм | 54 |
| Диаметр бурильных труб, мм | 50;42;55;54 |
| Угол бурения, градус | 0-360 |
| Подача инструмента на забой | Гидравлическая |
| Перехват рабочей штанги | автоматический |
| Число патронов вращателя, шт | 2 |
| Ход шпинделя, мм | 400 |
| Частота вращения шпинделя, об/мин: | |
| правое вращение | 155;280;390;435;640;710;1100;1600 |
| левое вращение | 90;228 |
| Наибольшее усилие подачи шпинделя, кН: | |
| вверх | 60 |
| вниз | 40 |
| Наибольшая скорость подачи шпинделя, м/мин, не менее | |
| вверх | 1,1 |
| вниз | 0,83 |
| Грузоподъёмная сила лебёдки на прямом канате на 1й скорости, кН | 25 |
| Скорость навивки каната на барабан лебёдки (на 2-м слое), м/с | 0,9;1,75;2,75;4 |
| Канатоёмкость барабана лебёдки при навивки в три слоя, м | 37 |
| Тип каната лебёдочного | 15,0-ГЛ-1-ЖС-Н-180 |
| Перемещение станка на раме | Гидравлическое |
| Тип маслонасоса | 8Г12-31 |
| Подача маслонасоса, л/мин | |
| Максимальное давление, Мпа | 5 |
| Марка масла для гидросистемы | И-20А |
| Приводной двигатель маслонасоса | Электродвигатель АОЛ-2-32-4 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 3 |
| Частота вращения электродвигателя, об/мин | 1500 |
| Тип приводного двигателя станка | Электродвигатель АО-2-71-4 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 22 |
| Частота вращения электродвигателя, об/мин | 1500 |
| Габаритные размеры, мм: | |
| длина | 1800 |
| ширина | 1020 |
| высота | 1600 |
| Масса станка с приводным двигателем, кг | 1800 |
| Масса электрического шкафа, кг | 200 |
| Масса комплекта запасных частей инструмента, принадлежностей и набора рабочих штанг, кг | 300 |
| Масса механизма РТ-1200 | 295 |
| Масса дизель-генераторной станции для привода агрегатов буровой установки, кг | 2100-6000 |
| Мощность дизель-генераторной станции, кВт | 50-75 |