Способ проведения вертикальной выработки круглого сечения Советский патент 1982 года по МПК E21B7/00 E21D1/06 

(54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ

1

Изобретение относится к горному де&iy, к способам проведения вертикальных скважин и шахтных отводов круглого сечения, большого диаметра, и может быть применено для вскрытия месторождения полезных ископаемых, добычи нефти и газа, сооружения стартовых шахт ракет, убежищ и т. д., в любых породах и климатических условиях, включая зону вечной мерзлоты, на которую он в основ- , ном н ориентирован.

Известен способ проведения вертикальных выработок, заключающийся в разрушеЕШИ забоя буровым агрегатом, поднятии его на поверхность, погрузке породы,5

грейдером н вьпрузке ее на поверхность. Операшш повторяют многократно l .

Этот способ трудоемкий, поскольку яв ляется цикличным, сопряженный с многочисленными подъемами и опусканиями 20 сосудов и буровых органов. Он не позво(юет совмещать процессы проведения и креплеэаня, а также имеет низкую технику безопасности.

Известен способ проведения вертикальной выработки круглого сечения с подачей дроби и воды, бурение и отрыв керна от массива, поднятие керна вместе с породоразрушающим агрегатом на поверхность, удаление шлама из шламоотстойника, разгрузка керна в отвал.

Цикл вышеперечисленных операций многократно повторяют до достижения требуемой глубины 2 .

Все эти операшш трудоемки, малопроизводительны, а необходимость раоположения на поверхности лебедок, копра и другого оборудования, т.е. почти полное отсутствие автономности бурения, не позволило осуществлять беспрерывный способ проведения выработки с одновременным ее креплением. Следовательно, основными недостатками этого способа являются недостаточная эффективность и низкая производительность труда проведения выработки.

Цепью изобретения является повышение эффективности и повышение прои водитепьности труда в проведении вертикальной выработки круглого сечения. Поставленная цель достигается за счет того, что в известном способе, включающе 6ypeime забоя с подачей на негю породоразрушающего органа и воды, под буровой орган на конусообразный забой до бурения заливают легкоплавкую эвтектик с температурой расплава ниже температуры кипения воды (например индий, геЛИЙ, олово). Воду нагревают и нагнетают в эвтектику, породную пульпу в процессе бурения откачивают, а валуны и га лечник улавливают на поверхности эвтектИки и выдают нагора подъемным сосудом. ЕЗокруг бурового-, агрегата, по мере продвижения, периодически выбуривают кольцевые шшш, в них заводит упоры, позволяющие гидродомкратами осуществлять, под больщим осевым усилием, подачу породоразрущающего 1 органа на забой и- его подъем для замены режущего инструмента, перед которым перекрывают подачу воды. На фиг. 1 показана схема реализации программного способа в момент бурения; на фиг. 2 - то.же в период замены режущего инструмента, т.е. с призабойной пустотой при поднятом породоразрушаемом органе и установленных предохранительных стойках. Для поддержания температуры расплава эвтектики и образования более транспортабельной пульпы бурильных пород 1, подаваем то воду 2 нагревают (до 60 80 С) и нагнетают, через свершения 3 в буровом органе, непосредственно в эвтектику. Вода и пулияа в несколько раз легче эвтектики, поэтому они занимают верхнее пространство 4 над ней и буровым органом, откуда, как из зумпфа пульпу откачивают на пеиверхность. Галечнйж при проходке грунтов доскальных пород, а в дальнейшем и куски скола породы, в нашем способе, за.счет разнос удельных весов, всплывают из эвтектики И в круговом желобе 5 на поверхности бурового органа их улавливают и, по viep накопления, выдают в поцъемаом сосуде 6 нагора. При бурении скальных порсд, породный шлам всплывает на поверхность эвтекггики и в месте с водой откачиваетс на поверхность. Для герметизации Вурового агре.гата ср. стенками выработки надувают резинокордовый пояс вокруг аг регата. Для фиксации бурового агрегата в выработке, управления направлением бурения создания давления иа буровой орган, его подъем для ре.монта йудержания в поднятом состоянии, вокруг бурового агрегата, по мере продвижения его, периодически выбуривают кольцевые нищи 7 и заводят в них упоры 8. Шаг выбуривания ниши равен шагу расстояния между упорами, и в зависимости от габаритов ствола и агрегата составляет 0,8 - 1 м. Глубина кольцевых ниш принимается в зависимости от прочности пород и составляет 0,3 - 0,5 м. Перед подъемом бурового органа перекрывают подачу воды, пульпу пол- носгью откачивают, осуществляют подъем бура, устанавливают предохранительные стойки, Эвтектика из жидкого состояния переходит в твердите фазу, в результате чего, образуете между буром и забоем пространство для ремонтных работ. После их осуществления буровой орган опускают, подачей горячей воды разогревают эвтектику и способ возобновляется. Осуществление предлагаемого способа позволяет оттаивать мерзльхй грунт, перейти от циклического метода к беспрерывному, воздействоэать на скальный грунт не только режущим инструментом, но и на молекулярном уровне разрушения связей эвтектикой, стабилизировать заданное направле1ше, сократить количество и мощность применяемого оборудования. В целом все это повьш1ает эффективность и производительность труда при проведении вьфаботок круглого сечения. Скорость проведения увеличивается в 10-20 раз, в зависимости от физикомеханических свойств пород и их струк-. турь1,Срок проведения выработки сокращается в 30 раз за счет увеличения скорости бурения и совмещения работ проходки и крепления. Значительно повышается техника безопасности всех работ, за счет увеличения механизации работ в забое, крепления и выдачи. большей части пород в виде пульпы по пульпопроводу. Формула изобретения Способ проведения вертикальной выработки круглого сечения, включающий бурение забоя с подачей на него породоразрушающего органа и воды, о т л и ч а ющ и.й с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения, перед началом бурения на забой подают эвтектийу, герметизируют пространство между породоразрушающим органом и стенками выработки в процессе бурения нагнетают в эвтектику нагретую воду, при этом откачивают породную пупьпу. Источники информация, принятые во внимание.при экспертизе 950S S 186 1.Патент ФРГ Ne 2551303, кп. Е 21 С 3/24, опУблик. 1976. 2.Федюкин В. А. Проходка шахтных стволов и скважин бурения, М., Угпетехиздат, 1959, с. 363-384.

Фиг1