Виды бурения и их технологическая характеристика.

Бурение скважин и шпуров на карьерах производится специальными породоразрушающими (буровыми) машинами, разделяющимися на две группы:

1. Механического воздействия на забой скважины (ударное, вращательное, ударно-вращательное бурение).

2. Физических методов воздействия на забой скважины (термическое, гидравлическое, взрывное бурение и др.)

Ударное бурение осуществляется станками ударно-канатного и шарошечного бурения.

Пневматические бурильные молотки (ручные и колонковые) применяются для бурения шпуров диаметром 30 – 40 и 50 – 75 мм в скальных породах.

Станки шарошечного бурения получили наибольшее распространение (70% объема буровых работ), при бурении скважин диаметром 160 – 320 мм и глубиной до 35м в породах с П_б>15. Основные их достоинства – высокая производительность (20 – 150м/см), непрерывность процесса бурения, возможность его автоматизации.

Недостатки – большая масса станков, малая стойкость долот в труднобуримых породах.

Вращательное бурение скважин осуществляется станками шнекового, алмазного бурения. Станки шнекового бурения широко применяют (22% объема буровых работ) для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125 – 160 мм и глубиной до 25м в породах с П_б = 1 – 5 главным образом на угольных карьерах. Производительность их 15 – 20 м/см.

Станки характеризуются простотой эксплуатации, при их работе обеспечиваются благоприятные санитарно-гигиенические условия.

Станки алмазного бурения применяют главным образом для бурения разведочных скважин (в особо вязких абразивных породах) так как позволяют получить керн. Станки эти относительно легкие и маломощные – 5-10 м/см. Бурение осложняется большим количеством спуско-подъемных операций.

Ударно-вращательное бурение станками с погружными пневмоударниками применяются для бурения скважин диаметром 100 – 200 мм и глубиной до 30 м при разработке строительных горных пород с П_б = 5 – 20, на рудных карьерах производственной мощностью до 4*10⁶ т/год, а также при вспомогательных работах на крупных рудных карьерах (заоткоска бортов, выравнивание подошвы уступа и т.д.). Производительность их составляет 10 – 35 м/см. Достоинством данных станков является простота конструкции. К недостаткам следует отнести малую стойкость буровых коронок, низкая производительность и большое пылеобразование.

Термическое (огневое) бурение в следствии его избирательности получило распространение при бурении скважин диаметром 250- 360 мм и глубиной до 17 – 22м главным образом в весьма и исключительно труднобуримых кварцитосодержащих породах. Возможность термического расширения диаметра заряжаемой части скважины (до 400 – 500мм) позволяет сократить объем бурения в сильнотрещиноватых породах за счет увеличения расстояния между скважинами. Производительность в хорошо термобуримых породах достигает 12 – 15м/час. В трудно термобуримых породах этим способом эффективно производить расширение скважин, пробуренных станками шарошечного бурения.

Технология бурения обуславливает последовательность выполнения операций для образования скважин.

При обуривании блока породного массива в общем случае следующие операции:

- установка станка на заданной отметке;

- непосредственно бурение;

- наращивание бурового става по мере углубления скважины;

- разборка бурового става;

- замена изношенного инструмента;

- переезд станка к отметке следующей скважины.

Техническая скорость бурения зависит от буримости горных пород, конструкции и типа бурового инструмента, нагрузки на буровой инструмент, частоты его вращения, способа и условий удаления буровой мелочи.

Режим бурения характеризуется величиной развиваемых усилий, частотой ударов и вращения бурового инструмента и удалением буровой мелочи. Каждый вид бурения характеризуется своими возможными параметрами режима бурения.