МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО ВГУ)

Геологический факультет

Кафедра полезных ископаемых и недропользования

Курсовая работа по теме

«Проходка горноразведочных выработок»

Выполнил студент-геохимик

3-го курса 3-й группы

Васильченко Олег Вячеславович

Руководитель: Стрик Юрий Николаевич

Воронеж 2014

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..............4
ЧАСТЬ I. БУРЕНИЕ СКВАЖИН…………………………………………………………...5
1.1. Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины…………5
1.2. Выбор и обоснование проектной конструкции скважин………………………………...7
1.2.1. Расчёт параметров многоствольной скважины……………………………………..7
1.2.2. Составление ГТН……………………………………………………………………...9
1.3. Выбор и обоснование бурового оборудования……………………………………………..10
1.4. Промывка скважины……………………………………………………………………………11
1.4.1. Схема промывки скважины…………………………………………………………12
1.4.2. Выбор промывочной жидкости……………………………………………………..13
1.4.3. Очистка промывочного раствора от шлама………………………………………...14
1.4.4. Расчёт количества буровых растворов……………………………………………...14
1.5. Тампонаж скважины……………………………………………………………………………15
1.5.1. Схема тампонирования скважины………………………………………………….16
1.5.2. Расчёт количества тампонирующего раствора…………………………………….17
1.6. Технология колонкового бурения……………………………………………………………...18
1.6.1. Технологические режимы бурения…………………………………………………18
1.6.2. Бурение по пласту полезного ископаемого………………………………………..19
1.7. Ликвидация скважин…………………………………………………………………………...20
1.8. Техника безопасности………………………………………………………………………….22
ЧАСТЬ II. ПРОХОДКА ГОРНОРАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК……………………..24
2.1. Проходка шурфов……………………………………………………………………………….24 2.1.1. Выбор и обоснование типа, формы и размеров сечения горных выработок…....24
2.2. Выбор и обоснование способа проходки, основного оборудования…………………..25
2.3. Буровзрывные работы………………………………………………………………………....26
2.3.1. Расчёт длины заходки и глубины шпуров………………………………………....27
2.3.2. Разметка и бурение шпуров………………………………………………………...27
2.3.3. Обоснование выбора и расчёт требуемого количества ВВ………………………28
2.3.4. Обоснование способа и выбор средств взрывания……………………………….30
2.3.5. Хранение взрывчатых веществ………………………………………………….....35
2.4. Вентиляция горных выработок……………………………………………………………..37
2.5. Уборка отработанной породы……………………………………………………………...39
2.6. Крепление горных выработок……………………………………………………………….40
2.7. Водоотлив и освещение……………………………………………………………………....41
2.8. Ликвидация горных выработок……………………………………………………………..42
2.9. Техника безопасности………………………………………………………………………...42 2.9.1. Техника безопасности при проходке разведочных вертикальных ГВ………….42 2.9.2. Техника безопасности при проведении взрывных работ………………………..44 3.1. Проходка канав…………………………………………………………………………………45 3.1.1. Выбор и обоснование типа, формы и размеров сечение ГВ…………………….45 3.2. Выбор и обоснование способа проходки основного оборудования………………….46 3.3. Буровзрывные работы………………………………………………………………………..47 3.3.1. Расчёт количества и глубины шпуров……………………………………………47 3.3.2. Разметка и бурение шпуров…………………………………………………….....48 3.3.3. Обоснование выбора и расчёт требуемого количества ВВ……………………..49 3.3.4. Обоснование способа и выбор средств взрывания……………………………...50 3.3.5. Хранение взрывчатых веществ…………………………………………………...54 3.4. Вентиляция канав……………………………………………………………………………..55 3.5. Уборка отработанной породы…………………………………………………………….55 3.6. Крепление канав……………………………………………………………………………….56 3.7. Водоотлив и освещение……………………………………………………………………...56 3.8. Ликвидация канав…………………………………………………………………................56
Список используемой литературы……………………………………………………...57

---

Введение

Разведочное бурение и горноразведочные выработки являются важнейшим средством поисков и разведки всех видов полезных ископаемых, а также инженерно-геологических изысканий.

Данный курсовой проект даёт возможность ближе познакомиться с бурением и проходкой горных выработок. Целью курсового проекта является ознакомление студентов с имеющимися техническими средствами разведки месторождений полезных ископаемых, технологиями проведения геологоразведочных работ и проектированием геологоразведочных скважин.

1. подсечь тремя двуствольными скважинами мульдообразную залежь карналлита мощностью 18м с углом падения 40⁰ на СВ, залегающую средигалитовой толщи. Глубина подсечения основным стволом 700м от устья скважины. Приращение зенитного угла 20(выполаживание), азимутального 3⁰(положительное), интервалы замеров через 50м;

2. пройти 2 штольни длиной 115 м каждая;

3. пройти 30 канав длиной 25м каждая;

Проектные геологические разрезы:

а) по основному стволу скважины: 0,0-9,0м – наносы; 9,0-450,0 – доломиты; 450,0 и ниже каменная соль с залежью карналлита. В интервале 125,0-145,0 – зона поглощения.

б) по штольни: 0,0-12,0 – наносы; 12,0-80,0 – доломиты, 80,0-100,0 – каменная соль, 100,0 – 113,0 – карналлит, 113,0 – 115,0 каменная соль

в) по канавам: 0,0-2,0 – наносы, 2,0-2,5 –карналлит.

ЧАСТЬ I. БУРЕНИЕ СКВАЖИН

1.1. Выбор и обоснование способов бурения и основных параметров скважин

При разведке твёрдых месторождений полезных ископаемых применяются колонковое, роторное и ударно-канатное бурение скважин.

В данном проекте для бурения скважин выбран колонковый способ бурения.

Колонковое бурение является основным техническим средством разведки месторождений твёрдых полезных ископаемых.

Оно также широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и на структурно-картировочных изысканиях при поисках нефтяных и газовых месторождений. Кроме того, это бурение применяется для различных инженерных целей. Колонковым способом могут буриться шурфы и разведочные шахты.

Колонковое бурение получило столь большое распространение по следующим причинам:

1. Оно помогает извлекать из скважины столбики породы – керна, по которым можно составить геологический разрез месторождения и опробовать полезное ископаемое.

2. Колонковым способом можно бурить скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твёрдости и устойчивости. Из подземных выработок можно бурить восстающие скважины.

3. Бурить скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно лёгкое оборудование.

Глубины колонковых скважин различные – от нескольких метров до нескольких тысяч метров.

К недостаткам колонкового бурения относятся высокая аварийность и низкий выход керна при проходке рыхлых, неустойчивых и трещиноватых пород.

---

Диаметры колонок скважин зависят от целей их проходки и от типа породоразрушающего инструмента.

При алмазном способе скважины бурятся в основном коронками диаметром 76, 59 и 46мм. При твёрдосплавном бурении разведочных скважин чаще применяют коронки диаметром 92, 76, 59мм, а при инженерно-геологических изысканиях применяются коронки диаметром 190, 151, 132 и 112мм. (Воздвиженский, 1979)

Определение глубины скважины.

В общем случае глубина скважин определяется необходимостью полного подсечения тела полезного ископаемого. При этом углубление в подстилающие рудный пласт породы должно быть в пределах 5-20м.

По условию глубина подсечения рудного пласта 700м, мощность пласта 18м, углубление в подстилающие породы принимаем 10м. Тогда общая глубина скважины составит 728м.

Определение начальных углов забуривания скважины.

В общем случае ствол скважины должен по возможности пересекать пласты горных пород под углом близким к 90⁰.

По заданию аз. пад. рудного пласта СВ, угол падения 40°.

Т.к. угол падения рудного пласта 35⁰, то выбирается бурение искривленной скважины, чтобы сэкономить время и средства.

Начальный зенитный угол Q₀ забуривания зависит от глубины скважины.

Если глубина скважины до 300м, Q>20⁰

300-800м, Q = 5-20⁰

>800м, Q = 2-5⁰ .

Т.к. глубина скважины 728м, то Q₀ должно быть в интервале 5-20⁰. Выбираем Q₀ = 10⁰.

Начальный азимутальный угол забуривания α зависит от аз. пад. рудного пласта:

α = аз. пад.−180⁰

α = 220−180=40 СВ.

Выбор конечного диаметра бурения.

В общем случае конечный диаметр скважины должен быть минимально необходимым. В нашем случае конечный диаметр скважины зависит от способа колонкового бурения. При бурении скважины алмазными коронками d_к = 46-59мм.

Таблица 1

Распределение объёмов буровых работ по категориям.

№ п/п	Категория пород по буримости	Название породы	Глубина проходки	Способ бурения
1	I	наносы	12	тв
2	XIII	доломиты	68	а
3	V	Каменная соль	20	а
4	V	карналлит	13	а
5	V	Каменная соль	2	а

Т.к. при бурении будет применяться алмазное и твёрдосплавное бурение, то d_к = 59мм, запасной диаметр 46мм.

1.2. Выбор и обоснование проектной конструкции скважины

Конструкцией скважины называется её технический разрез, в котором указаны диаметры бурения по интервалам глубины, диаметры обсадных труб и глубины их установки, места и способы тампонажа, технологические параметры бурения по интервалам глубин.

Бурение скважин будет осуществляться по типовому профилю по данному типу разреза.

Для построения многоствольной скважины используется графо-аналитический способ.

1.2.1. Расчёт параметров многоствольной скважины

По заданию приращение зенитного угла составляет 2°, азимутального 3° (положительное); интервалы замеров через 50 метров.

---

Среднее значение зенитных и азимутальных углов забуривания основного ствола скважины вычисляются по формуле:

Q=( α₁+α₂)/2, где Q – среднее значение зенитного угла.

Данные расчётов приведены таблице 1.

Таблица 2

Средних значений азимутального и зенитного углов по стволу скважины.

Интервал замера	Q ср	α ср
0	10	220
50	12	223
100	14	226
150	16	229
200	18	232
250	20	235
300	22	238
350	24	241
400	26	244
450	28	247
500	30	250
550	32	253
600	34	256
650	36	259
700	38	262

На основе данной таблицы строится типовой профиль и инклинограмма основного ствола скважины. См приложение №1.

Интенсивность зенитного искривления скважины определяется по формуле:

γ0 =	∆Q	, (1)
	∆l

где ∆Q – приращение зенитного угла; ∆l – интервал между замерами;

γ₀ - интенсивность зенитного искривления.

γ0 =	2	= 0,04 град/м
	50

Интенсивность азимутального искривления определяется по формуле:

γ =	∆d	,
	∆l

где γ – интенсивность азимутального искривления; ∆d – приращение азимутального угла.

γ=	3	= 0,06 град/м
	50

Радиус искривления основного ствола вычисляется по формуле:

R =	57.3	,
	γ0

где R – радиус искривления.

R = 1432 м

Угол встречи основного ствола скважины с рудным пластом определяется графически:

γ = 91⁰

Построение дополнительного ствола скважины.

Точка забуривания дополнительного ствола скважины находится на расстоянии не менее 10м от башмака последней колонны обсадных труб. Определяем точку забуривания дополнительного ствола – 250 м.

Расстояние от точки подсечения (точка А) основным стволом рудного пласта до точки подсечения (точка Б) дополнительного ствола должно быть 50-150м. Выбираем 100 м. См. приложение № 2.

Глубина дополнительного ствола скважины:

L = (α*R)/57.3

L = 45⁰*700/57.3 = 549.7+20+10=579.9м

Радиус кривизны дополнительного ствола скважины определяется графически:

R = 579.7

Угол встречи дополнительного ствола скважины определяется графически:

γ₁ = 91⁰.

1.2.2. Составление ГТН

Конструкция скважины определяется на основании геолого-технических условий бурения, выбранного конечного диаметра проектной глубины скважины.

Проектная глубина 728м.

d_к = 59мм.

Категория пород по буримости: 1, 13, 5.

Способы бурения основного ствола скважины:

- в интервале от 0,0 до 12,0м – ручное бурение;

- в интервале от 12,0м до конца скв (728м) – бурозрывательное бурение.

Интервалы бурения с осложнёнными условиями бурения, согласно приведенного геологического разреза, следующие:

1. наноы 0,0-9,0;

2. зона поглощения 125,0-145,0.

Осложнёнными считаются условия, требующие специальных технологических операций при бурении в этих интервалах.

---

Предусматривается перекрытие интервалов с осложнёнными условиями бурения колоннами обсадных труб и производство затрубного цементного тампонажа на 10м выше и 10м ниже раздробленных пород.

Тампонаж проводится с целью гидроизоляции:

- устья скв в интервале 0,0 – 9,0м ;

- зоны поглощения в интервале 115 – 155м .

Диаметры обсадных труб 89мм и 73мм соответственно интервалам.

Промывка основного ствола скважины:

- в интервале 0,0 – 9,0м – промывка глинистым раствором;

- в интервале 9,0 – 728,0м – промывка технической водой.

Способы бурения дополнительного ствола скважины:

- в интервале от 125 до 728м – алмазное бурение.

Промывка дополнительного ствола скважины:

- в интервале 125 до 728м – техническая вода. См приложение № 3.

1.3. Выбор и обоснование бурового оборудования

Буровое оборудование должно быть минимально необходимым для бурения проектируемой скважины. Оно выбирается в зависимости от глубины бурения, диаметра скв, способа бурения. Исходя из глубины скв (728м), конечного диаметра (59мм) и колонкового способа бурения проектом предусматривается применение установки колонкового бурения - УКБ-5П (УКБ-500/800).

Передвижная буровая установка УКБ-5П (УКБ-500/800) является модификация установок 5 класса (ГОСТ 7959-74).

В состав установки входят:

- буровой станок СКБ – 5;

- буровая мачта БМТ – 5;

- передвижное буровое здание ПБЗ – 5;

- контрольно-измерительная аппаратура «Курс - 411»;

- транспортная база ТБ – 15;

- буровой насос НБ4 – 320/63(2 шт.);

- грузоподъёмные принадлежности:

элеватор – 50;

элеватор 50/54;

вертлюг-пробка – 50;

вертлюг-пробка – 54;

полуавтоматический элеватор;

- труборазворот РТ – 1200.

Станок СКБ – 5 оснащен контрольно-измерительной аппаратурой «Курс - 411»,в которую входят:

- индикатор веса бурового снаряда, Н 50000

- индикатор усилия на крюке, Н 80000

- измеритель нагрузки, Н 25000

- манометр для измерения давления, Н/см² 0 – 1000

- индикатор механической скорости бурения, м/ч 0 - 3; 0 – 15

Таблица 3

Техническая характеристика буровой установки УКБ – 5П

Параметры	УКб – 5П
Глубина бурения при конечном диаметре скв 59мм,	800
Начальный диаметр скв	151
Диаметр бурильных труб	50;54;63;5;68
Частота вращения, об/мин	120;260;340;410;540;720;1130;1500
Наибольшее усилие подачи, Н:
Вверх	85000
Вниз	65000
Грузоподъёмность лебедки, кг	3500
Скорости навивки каната на барабан, м/с	0,7-6,0
Мощность электродвигателя для привода бурового станка, кВт	30
Мощность буровой установки, кВт	98
Высота мачты, м	19
Длина свечи, м	13,5
Тип бурового насоса	НБ – 320/63
Число буровых насосов	1
Минимальный расход, л/мин	320
Максимальное давление, Н/ см2	400
Мощность электропривода насосов, кВт	22
Габаритные размеры установки, м:
Длина	10,70
Ширина	4,56
Высота	19,10
Масса, кг
Станка	2200
Установки	17500

---

Смотрите также файлы

• Э. Дюркгейм.doc

• мет_указ8.doc

• методичка по структурной геологии часть 1.doc

• Механизьмы - 4.doc

• Требования к курсовой работе.doc