Тема 2.10. Проведение подземных горно-разведочных выработок

Требования к знаниям:

- типы подземных горно-разведочных выработок, условия и способы их проведения.

- Требования к умениям:

- определять тип и способ проходки подземных горно-разведочных выработок; составлять график цикличной организации работ по проведению выработок; определять место заложения горной выработки и организовывать горнопроходческие работы.

Содержание учебного материала

Горно-геологические условия и физико-механические свойства торных пород,
определяющие выбор типа и способа проведения подземных горно-разведочных
выработок. Основные параметры проходки горизонтальных, вертикальных и
наклонных горных выработок. Бурильные машины и инструмент.,
Технологический процесс проходческих работ. Понятие о проходческом цикле
проведения надземной горно-разведочной выработки. Документация выработок.
Меры безопасности при проходке. подземных горных выработок.

 

Т е м а 2. 11Проведение открытых горно-разведочных выработок

Требования к знаниям:

- типы открытых горно- разведочных выработок, условия и способы их

проведения.

Содержание учебного материала

Типы открытых горно разведочных выработок, формы их поперечных сечений и размеры, условия и способы проведения. Оборудование, применяемое

при механизированном способе проведения выработок. Крепление канав. Документация выработок. Меры безопасности и охрана окружающей среды.

 

Тема 2.12. Вскрытие и разработка месторождеинй полезных ископаемых.

Требования к знаниям:

-способы вскрытия и разработки месторождений полезных ископаемых.

Содержание учебного материала

Способы вскрытия месторождений полезных ископаемых. Технология открытой разработки месторождений. Системы подземной разработки рудных месторождений. Системы подземной разработки рудных месторождений. Охрана окружающей природы и недр пои вскрытии и разработке месторождений полезных ископаемых.

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

1. Требования к оформлению контрольной работы

1. На титульном листе работы должны быть указаны фамилия, имя, отчество студента.

2. Перед написанием задания должно быть приведено его условие.

3. Работа выполняется в тетради или на листах формата А4.

4. Если это рукописный текст писать необходимо аккуратным и разборчивым почерком, необходимые таблицы, рисунки, схемы аккуратно вычерчиваются.

5. В работе не разрешается сокращать слова (допускаются только обще принятые сокращения).

6. В конце работы необходимо привести список используемой литературы, поставить дату выполнения.

7. Вариант выбирается по последней цифре шифра в студенческом билете.

2. Критерии оценивания контрольной работы

Контрольная работа оценивается «зачтено», «не зачтено». При выполнении контрольной работы учитывается следующие критерии:

· полнота и правильность выполнения (не ниже 65%);

· понимание изученного материала;

· оформление работы.

Контрольная работа не может быть зачтена если:

· выполнена не по своему варианту;

· не соответствует требованиям выполнения;

 

3. Варианты контрольных работ

Номер варианта	Вопросы к письменной работе
	1. Скважина и ее размеры. Основные физико-механические свойствам способы разрушения горных пород. 2. Буровые установки для колонкового бурения. 3. Классификация горных пород. Способы проведения горных выработок. 4. Область применения взрывных работ. Взрывчатые вещества и их свойства.
	1. Способы разрушения горных пород при бурении. Ручное вращательное и вращательно шнековое бурение. 2. Подземные горные выработки, способы их проведения. 3. Освещение горных выработок. Нормы освещенности. 4. Классификация взрывных веществ.
	1. Ударно-канатное бурение. Комбинированное бурение. 2. Общие сведения и оборудование для погрузки пород. 3. Правила безопасности при организации освещения в горных выработках. 4. Средства и способы инициирования. Правила безопасного обращения с ВВ и ВМ.
	1. Ударно-механическое бурение. Инструменты и буровые установки для ударно-механического бурения. 2. Транспортирование породы. Оборудование электровозной откатки. 3. Водоотлив при проходке горных выработок. 4. Технология взрывных работ. Технология взрывания с помощью детонирующего шнура.
	1. Роторное бурение и бурение турбобуром. 2. Общие сведения о подъеме при проходке разведочных шурфов и стволов шахт. Транспортирование породы на поверхности. 3. Правила безопасности по водоотливу при проведении горных выработок. 4. Прием, выдача и учет ВМ. Склады ВМ.
	1. Бурение электробуром. Правила безопасного ведения буровых работ. 2. Проведение наклонных выработок и подземных камер. 3. Общие сведения по транспортированию ВМ. Доставка ВМ к месту работы. 4. Испытание и уничтожение ВМ.
	1. Бурение сверхглубоких скважин. Оборудование и инструмент для сверх глубокого бурения. 2. Искривление буровых скважин. 3. Проведение горизонтальных выработок. 4. Правила ведения взрывных работ.
	1. Морское бурение. Бурение скважин с плавучих установок. 2. Материалы для крепления горных выработок. Виды и конструкции рудничной крепи. 3. Вентиляционное оборудование. 4. Методы ведения взрывных работ.
	1. Бурения скважин со льда и со дна моря. 2. Выбор способа бурения скважин на воду. Оборудование для бурения скважин на воду. 3. Меры безопасного ведения работ при проходке подземных разведочных горных выработок. 4. Кислородный баланс и реакции превращения ВВ.
	1. Временное тампонирование скважин. Тампонирование без обсадных труб. 2. Проведение разведочных канав экскаваторам, бульдозерами и скреперами. 3. Меры безопасного ведения работ при проведении открытых разведочных выработок. 4. Факторы, влияющие на скорость и устойчивость детонации зарядов ВВ.

Задачи для контрольной работы

Задача № 1. Разработать конструкции геологоразведочных скважин. Мощность горных пород приведена ниже.

 

варианты	порода	мощность
	Почвенно-растительный слой Глина с галькой Мелкозернистый известняк Уртиты (нефелиновые руды) Сиениты
	Суглинки Среднезернистый песок Плотные глины Известняк трещиноватый (зона поглощения) Мергель Песок разнозернистый Плотные глины Бокситы Глины углистые
	Почвенно-растительный слой Глинистые сланцы Кварцево-хлористые сланцы Кварцевая жила Кварцево-хлоритовые сланцы Кварцевая жила Кварцево-хлоритовые сланцы Гранит	0,5
	Суглинки Глины Кварцевые порфиры Медный колчедан Кварцевые порфиры Гранит
	Почвенно-растительный слой Среднезернистый песок Глинистый песчаник Разнозернистый песок Плотные глины Гематитовые руды Известняк
	Почвенно-растительный слой Среднезернистые пески Суглинки Алевролиты Песчаник Алевролиты Каменная соль Доломит
	Суглинки Песок Плотные глины Мел Плотные глины Песчаник Сульфидные руды Песчаник Гнейсы
	Суглинки Глинистые сланцы Песчаные сланцы Каменный уголь Песчаник Песчанистые сланцы Каменный уголь Песчаные сланцы Песчаник Известняк	1,5
	Почвенно-растительный слой Мелкозернистый песок Глинистые сланцы Порфиры с вкрапленностью пирита и халькопирита Дацитовые порфиры
	Суглинки Среднезернистый песок Валунно-галечниковые отложения Глина Аргиллит Бурый уголь Аргиллит Известняк

 

Задача № 2 Подобрать параметры технологического режима бурения ударно-канатным способом.

 

Номер варианта	Интервал глубины бурения, м	породы	Буровая установка	Диаметр скважины, мм
	60 – 80	Дресва V категории по буримости	«Амурец-6»
	140-160	Выветрившиеся известняки IV категории по буримости	БУ-20-2М
	380-460	Конгломераты изверженных пород VI категории по буримости	УГБ-4УК
	220-260	Мрамор V категории по буримости	УГБ-3УК
	20 – 40	Мерзлые гравийно-песчаные грунты IV категории по буримости	«Амурец-6»
	30 – 70	Плотные мергели IV категории по буримости	БУ-20-2М
	25 – 50	Суглинки с примесью гальки III категории по буримости	УГБ-4УК
	10 – 30	Мерзлые глины	УГБ-3УК
	100-140	Слабоцементированные песчаники IV категории по буримости	УГБ-3УК
	180-240	Песчано-глинистые выветрившиеся сланцы III категории по буримости	УГБ-4УК

 

4. Образцы решения задач

 

Задача №1 разработать конструкцию геологической скважины, следующий геологический разрез (в м):

Почвенно-растительный слой……………..1

Суглинки …………………………………...10

Мергель ……………………………………..150

Мел…………………………………………..230

Глинистый песок……………………………50

Плотная глина……………………………….35

Известняк ……………………………………80

Верхние 10 м……………………известняк трещиноватый -зона поглощения

Богатые железные руды (магнетито-гематитовые)…….25

Железистые кварциты……………………………………70

Сланцы…………………………………………………….50

 

Решение: 1. Почва железистых кварцитов залегает на глубине 651 м. Скважина углубляется в подстилающие сланцы на 14 м. Следовательно, глубина скважины 665 м. Для железных руд и кварцитов рекомендуется минимально допустимый диаметр керна 32 мм (учебник 1, в списке рекомендуемых источников, таб. 8). Железные руды по отбору керна относятся ко второй группе и должны пересекаться двойной колонковой трубой диаметром 59мм. Для бурения по кварцитам допустим диаметр скважины 46 мм, но т.к. в скважине предусматривается геофизические исследования с применением приборов диаметром 50 мм, конечный диаметр ее принимается равным 59 мм.

2. Зона поглощения имеет небольшую мощность (до 10 м), поэтому будет ликвидироваться цементированием (бурение этой зоны предусматривается с поглощением промывочной жидкости). Перед вскрытием зоны поглощения необходимо осадочную песчано-глинистую толщу перекрыть обсадной колонной, спускаемой на глубину 465 м (не доходя 10м до зоны поглощения). Через эту колонну должен проходить буровой снаряд диаметром 59 мм. Следовательно, колонна обсадных труб должна быть диаметром 73/63 мм (учебник 1 табл. 1 и 42). Т.к. осадочная толща имеет большую мощность, диаметр скважины в ней под обсадную колонну предусматривается 93 мм. Через направляющую трубу, опускаемую на глубину 4 м, должен проходить буровой снаряд диаметром 93 мм, поэтому диаметр направляющей трубы должен быть 108/98 мм (учебник 1 табл.1), а для бурения под направляющую трубу следует использовать инструмент диаметром 112мм.

С учетом изложенного выше конструкция скважины будет следующей. До глубины 4 м диаметр скважины 112 мм. Этот интервал затем перекрывается направляющей трубой диаметром 108мм. Башмак ее задавливается в суглинки. До глубины 465 м для бурения используется инструмент диаметром 93 мм. Перекрывающая этот интервал обсадная колонна диаметром 73 мм задавливается в пласт длины. Зона поглощения, вскрываемая инструментом диаметром 59 мм цементируется. Затем разбуривание цементной пробки в скважине и дальнейшее бурение до проектной глубины проводится породоразрушающим инструментом диаметром 59 мм. Конструкция проектируемой скважины приведена ниже:

 

 

Задача № 2 Подобрать параметры технологического режима бурения ударно-канатным способом.

условие: бурение ведется на глубине L=200 м

по выветрившимся диабазам V категории по буримости с помощью буровой установки УГБ-3УК, диаметр скважины D=345 мм

 

решение: 1.Задавшись для пород V категории по буримости относительной массой бурового снаряда m_o=40 кг/см, определяем массу рабочей (ударной)части снаряда:

M_p=D m_o=34,5*40=1380 кг.

 

2. пользуясь табл. №45 (учебник 1), подбираем составные части снаряда:

а) долото (масса М₁=180 кг, длина L₁=1000 мм);

б) раздвижная штанга (масса М₃=340 кг, длина L₃=2030 мм, наибольший диаметр D₃=220 мм);

в) канатный замок (масса М₄=95 кг, длина L₄=800 мм, наибольший диаметр D₄=188 мм);

г) ударная штанга;

для обеспечения необходимой массы рабочей части снаряда массы штанги должен быть

М₂ = М_P – (М₁ + М₃ /2) =1380 – (180+340/2)=1030 кг.

Принимаем две ударные штанги с высаженными концами общей массой

М₂ =545*2=1090 кг. Общая длина двух штанг L₂=4000*2=8000 мм

 

3.Общая масса рабочей части снаряда

М = М₁ + М₂ + М₃ /2 = 180 + 1090+340/2 = 1440 кг.

 

4.Фактическая относительная масса рабочей части снаряда

М_Р = M/D = 1440/34,5 =41,7 кг/см

 

5.Общая длина снаряда

L_C = L₁ + L₂ + L₃ + L₄ = 1000+8000+2030+800 = 11830 мм.

 

6.Общая масса снаряда

М_C = М₁ + М₂ + М₃ + М₄ = 180+1090+340+95 = 1705 кг.

 

7.Учитывая достаточно высокую твердость пород и значительную глубину скважины, принимаем амплитуду качания снаряда s = 1000 мм =1 м.

 

8.рациональная частота ударов в 1 мин

n_y = 21√ b/s = 21 √6/1 = 51,4уд/мин.

Принимаем n_y = 50 уд/мин.

 

9.Для обеспечения необходимой плотности шлама в скважине рекомендуется на каждый рейс подливать 20 л воды.

10.Ориентировочное углубление за один рейс должно быть 0,4 – 0,5 м.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Володин Ю.И., Мишенькин И.М. Руководство к практическим занятиям и сборник задач по бурению скважин – Недра, 1987

2. Шехурдин в.К., Несмотряев В.И., Федоренко П.И. Горное дело– Недра, 1987

3. Советов Г.А., Жабин Н.И. Основы бурения и горного дела – Недра, 1991

4. Володин Ю.И. Основы Бурения – Недра,1986

5. Кутузов Б.Н. Взрывные работы – Недра, 1988

6. www.mining-enc.ru