Выбор способа бурения и типа бурового станка

Одним из важнейших факторов определения параметров паспорта БВР является диаметр скважины. В практических условиях этот показатель определяется типоразмером бурового станка, применяемого для бурения скважин в заданных условиях.

Способ бурения (вращательное, шарошечное, пневмоударное и т.д.) и тип бурового станка определяется только показателем трудности бурения пород П_б.

Бурение зависит, от категорий пород по трудности бурения.

Так как категория породы по трудности бурения – 8, принимаю тип бурового станка – 2СБШ-200, соответственно диаметр станка – 200мм, способ бурения – шарошечное. Техническая характеристика станка 2СБШ – 200 приведена в таблице 1.

 

Таблица 1 – Техническая характеристика бурового станка 2СБШ – 200

 

Параметры	Значения
1Диаметр скважины, мм
2Максимальная глубина бурения,м
3Частота вращения бурового инструмента, с^-1	0,5 – 2,5
4Угол наклона скважины к горизонтали, градус	60;75;90
5Максимальное осевое усилие, кН

 

Техническая скорость бурения

Техническая скорость бурения определяется с учетом способа бурения, технических параметров бурового станка и показателя буримости породы.

Техническую скорость шарошечного бурения можно определять по формуле

 

(2.1)

 

где P_о - усилие подачи, Кн; принимается 80…90% от максимальной из технической характеристики станка;

n - частота вращения става, с^-1; принимается 60…70% от максимальной из технической характеристики станка;

d - диаметр скважины, м;

П_Б - показатель трудности бурения.

Сменная и годовая производительности станка

Сменная производительность станка может быть рассчитана по формуле

 

(2.2)

 

где Tс, Tп.з. и Tр - продолжительность, соответственно, смены, подготовительно-заключительных операций и регламентированных перерывов в смене, часов;

Tп.з. + Tр = 0,5…1,0 час (2.3)

t_о и t_в - соответственно, основные и вспомогательные операции на бурение 1 п.м. скважины

 

(2.4)

 

где V_Б - техническая скорость бурения,м/час.

При определении величины t_в необходимо учитывать способ производства буровых работ и трудность бурения породы.

Так как трудность бурения породы равен – 8, для шарошечного бурения t_в принимается равным – 2минуты.

Годовая производительность станка определяется по формуле

Q_б.год = N_см· Q_б.см ·K_год =915·3,6·0,8=2635,2 м/год (2.5)

 

где K_год - среднегодовой коэффициент использования сменного фонда рабочего времени;

N_см - число смен в году.

При количестве рабочих дней в году равном 305, величина N_см составляет 915, а значение коэффициента K_год можно принимать в пределах от 0,8 до 0,85.

 

Расчет параметров взрывных работ

Выбор типа ВВ

Так как категория породы по трудности взрывания – 6, скважина имеет обводненную часть с непроточной водой принимаю тип ВВ - гранулотол.

Проектный удельный расход ВВ

Проектный расход ВВ определяется по формуле

q_п = q_э·K_вв·K_д·K_т·K_сз·K_сп·K_v= 48·0,9·0,8·1,4·1·5·0,17=41 г/м³ (2.6)

где q_э - эталонный расход эталонного ВВ - определяется по категории трудности взрывания, q_э =8·6=48г/м³;

K_вв - коэффициент пересчета расхода эталонного ВВ к расходу реального ВВ;

K_д - коэффициент, учитывающий требуемую степень дробления;

K_т - коэффициент, учитывающий трещиноватость взрываемого массива;

K_сз - коэффициент, учитывающий сосредоточенность скважинного заряда;

K_сп - коэффициент, учитывающий число свободных поверхностей;

K_v - коэффициент, учитывающий высоту уступа.

Значения K_вв для гранулотола составляет – 0.9.

Коэффициент K_д определяется по формуле

 

(2.7)

 

где dср – требуемый средний размер куска породы, м.

Величина dср в зависимости от применяемого выемочно-погрузочного оборудования определяется формуле

 

(2.8)

 

где E - емкость ковша экскаватора, м³.

Коэффициент K_т можно определять по формуле

 

K_т = 1.2·l_ср + 0.2 =1,2·1+0,2=1,4м (2.9)

 

где l_ср - средний размер отдельностей в массиве,м.

В зависимости от трещиноватости пород l_ср для крупноблочных равен – 1. Коэффициент K_сз для скважин диаметром 200 мм принимаю равным – 1. Коэффициент K_сп для короткозамедленного взрывания принимаю равным – 5.

Коэффициент K_v при Н_у ≥ 15 м определяется по формуле

 

(2.10)

 

где Hу - высота взрываемого уступа, м.

Параметры сетки скважин

Для короткозамедленного взрывания предельная величина сопротивления по подошве (С.П.П.), равная горизонтальному расстоянию от нижней бровки уступа до оси скважины, Wпр определяется по формуле

Wпр = Wод (1.6 - 0.5 m)= 9,5·(1,6-0,5·1)=10,4 м (2.11)

 

где Wод - величина Л.С.П.П. для одиночного заряда.

По условию качественной проработки подошвы уступа и предотвращения образования порогов величина Wод определяется по формуле

 

(2.12)

 

где K_Т - коэффициент трещиноватости;

D - плотность заряжания, кг/дм³;

g - объемный вес породы, т/м³;

dс - диаметр скважины, м;

Kвв - коэффициент пересчета расхода ВВ.

По Правилам безопасности запрещается производить работы в пределах призмы возможного обрушения, т.е. на расстоянии от верхней бровки уступа, меньшем установленного ПБ (3 метра). Следовательно, величина Wпр должна удовлетворять неравенству

Wпр ³ Hу (ctg aу - ctg bс) + 3 =18·(ctg 78⁰ – ctg90⁰)+3=6,8 м (2.13)

 

10,4 ³ 6,8 м

 

где aу - угол откоса уступа, град.,aу=78⁰;

bс - угол наклона скважины к горизонту, град.,bс=90⁰.

Основными параметрами сетки скважин являются:

a - расстояние между скважинами в ряду, м;

b - расстояние между рядами скважин, м.

Величина a определяется по формуле

 

a = m Wпр =1·10,4=10,4 м (2.14)

 

Значение b определяется в зависимости от вида сетки расположения взрывных скважин.

При шахматной сетке b = 0,85а =8,8 м

Объем породы, взрываемой одной скважиной определяется:

для скважин первого ряда

V₁ = W_пр· a ·H_у= 10,4·10,4·18=1947 м³; (2.15)

 

для скважин последующих рядов

V_n = a· b· H_у= 10,4·8,8·18=1647 м³ (2.16)

 

где Hу - высота взрываемого уступа, м.