Реферат: Московский Государственный Геологоразведочный Университет Кафедра бурения и горного дела Отчёт о горнобуровом практикум

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