Способ проходки вертикальных стволов Советский патент 1993 года по МПК E21D1/06 

Изобретение относится к области шахтного строительства и может быть использовано при проходке вертикальных шахтных стволов при строительстве новых шахт.

Цель изобретения - уменьшение трудозатрат, расширение области применения и создание экологически чистой технологии проходки стволов в условиях шахт-ново- стройках.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе проходки вертикальных стволов, включающем предварительное бурение скважины, предусматривается дополнительно образование полости в нижней части скважины путем взрыва и уплотнения породы, затем расширения скважины до проектных размеров ствола и размещения породы от расширения скважины в образованной полости.

Такая последовательность выполнения производственных процессов позволяет существенно уменьшить трудоемкость работ, расширить область применения комбинированного способа проходки вертикальных

стволов, создать экологически чистую технологию проходки ствола.

Пример. При проходке вертикального ствола диаметром 6 м и глубиной 600 м предусмотрен следующий порядок выполнения производственных процессов. Монтаж установки реактивно-турбинного бурения типа РТБ-2,08 при помощи которой представляется возможность пробурить скважину диаметром 2,08 м и глубиной до 1000м.

Исходя из равенства объемов полости Vi цилиндрической формы, расположенной в нижней части скважины, и объема породы V2 от расширения скважины до проектных размеров ствола с учетом коэффициента разрыхления Кр 1,5, можно записать равенство Vi V2 или

00

о ю о

XI

ел

яО

пол

f

П

яс&в

) Н -Кр,

h

DCTB - dcKB Опол

Н -Кр, м,

(1)

(2)

где Dnon2. -диаметр образуемой полости, ,м;

h - превышение глубины скважины над глубиной ствола, м;

Н - глубина ствола, м;

DCTB. - Диаметр ствола, м;

иске.2 - диаметр скважины, м;

Кр - коэффициент разрыхления пород.

Зная глубину сооружаемого ствола 600 м, его диаметр - б м, принимая Диаметр образуемой полости 20 м, по формуле (2) определяем высоту полости, т.е. превышение глубины скважины над глубиной стерла

(62-22УбЬо 1,5 202

72м

Таким образом установили, что общая глубина бурения скважины должна составлять 672 м.

Необходимое количество взрывчатки для образования полости определяем исходя из работоспособности, коммулятивного воздействия и удельного расхода взрывчатого вещества. Для размещения взорванной породы при расширении скважины диаметром 2 м до проектного размера ртво- ла диаметром 6 м и глубиной 600 м - необходимо полость 22 тыс.м3, для образования которой используем Ютонн водоустойчивого взрывчатого вещества - аммонита скального № 1 прессованного. Указанный заряд в виде рассредоточенного заряда изготавливается на поверхности, крепится к металлическому тросу подъемной лебедки с помощью, которой опускается в нижнюю часть скважины, т.е. до отметки 672 м. При этом длина рассредоточенного заряда соответствует превышению глубины скважины над глубиной ствола и составляет в данном случае 11 м. Для предотвращения вывалов кусков пброды скважина заполнена глинистым раствором, который во время взрыва, т.е. при образовании полости служит в качестве забойки. Производится взрыв и образование полости, объем которой равен объему столба жидкости на которое понизится поверхность глинистого раствора, заполняющего скважину. В случае,если объем

0

5

0

5

0

5

образовавшейся полости меньше объема породы от расширения скважины до размеров ствола, взрывные работы по расширению полости могут быть повторены. Далее приступаем к расширению скважины диаметром 2 и до проектного размера ствола - диаметром 6 м буровзрывным способом по существующей методике. По мере углубки ствола из скважины откачивают глинистый раствор на величину равную подвиганию забоя за цикл, остальной глинистый раствор, заполняющий скважину и образованную полость, выполняет роль крепи - поддерживает стенки .скажины и полости от вывалов породы.

Для регулирования спуска породы по скважине и обеспечения безопасности проходчиков, работающих в забое ствола, в верхней части скважины располагается стержневой затвор. Остальные процессы проходческого цикла {крепление, армирование и т.д.) выполняются в обычном порядке. Ф ормула изобретения Способ проходки вертикальных стволов, включающий предварительное бурение скважины и расширение ее до проектных размеров, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения трудозатрат, расширения области применения и создания экологически чистой технологии, после бурения скважины до расширения в нижней части ее образуют полость путем взрыва, а породу от расширения скважины под действием гравитационных сил размещают в образованной полости, причем глубина скважины должна превышать глубину ствола на величину, определяемую по формуле

П

С&в

С&в

п2 U пол

Н -Кр, м,

где h - превышение глубины скважины по сравнению со стволом, м;

Н - глубина ствола, м;

Оств2 - диаметр ствола,, м;

dcKB2 - диаметр скважины;

Опол2 - диаметр образуемой полости, м;

Кр - коэффициент разрыхления пород.

Использование: при проходке вертикальных стволов. Сущность изобретения: способ включает предварительное бурение скважины, в нижней части скважины образуют полость взрыва, затем расширяют скважину до проектных размеров ствола, а породу от расширения скважины под действием гравитационных сил размещают в образованной полости, причем глубина скважины должна превышать глубину ствола на величину h, определяемую по формуле Iv DCTB QCKB Опол Н -Кр, м, где h-превышение глубины скважины по сравнению со стволом, м; Н - глубина ствола, м; DCTB диаметр ствола, м; - диаметр скважины, м; Опол - диаметр образуемой полости, м; Кр - коэффициент разрыхления породы.