Назовите способы проходки траншей.

Расчет опасных зон при взрывных работах на карьерах.

БЕЗОПАСНЫЕ РАССТОЯНИЯ при взрывных работах (а. safe passing distance; н. Sicherheitsabstand, Sicherheitsradius; ф. distance de securite; и. aviso de distancia de seguridad) — минимальное расстояние от заряда взрывчатых веществ, на котором действие взрыва безопасно для людей, механизмов, зданий и сооружений или не вызывает передачу детонации другому заряду; служит границей опасной зоны взрыва.

Расчёт опасных зон при взрывных работах производится в соответствии с "Едиными правилами безопасности при взрывных работах", а также "Техническими правилами ведения взрывных работ на дневной поверхности". В зависимости от назначения и условий проведения взрывных работ определяют безопасные расстояния (или радиусы опасных зон): по разлёту кусков породы, действию ударной воздушной волны, передаче детонации, допустимой концентрации ядовитых газов и сейсмическому действию взрыва. Безопасные расстояния по разлёту кусков породы исключают возможность повреждения осколками и обломками; зависит от показателя действия взрыва, максимального значения линии наименьшего сопротивления, метода взрывания, вида взрывных работ и местных условий. Безопасные расстояния по действию ударной воздушной волны зависят от расположения зарядов (открытые и заглублённые заряды) и рассчитываются из условия,

Буровые станки и технология бурения взрывных скважин.

Технологии бурения скважин

Бурение скважины шнековым способом

При проходке неглубоких скважин в мягких и рыхлых породах получило широкое распространение вращательное бурение с транспортировкой разрушенной породы на поверхность шнековым транспортером, выполняющим одновременно функции бурильной колонны. Этим способом осуществляется бурение скважин глубиной до 50 м (реже до 80 м) диаметрами от 60 до 800 мм. Шнековое бурение применяется для бурения взрывных скважин при сейсморазведке, инженерно- и гидрогеологических исследованиях, геологической съемке, поисках и картировании, разведке некоторых видов полезных ископаемых (строительных материалов, россыпей месторождений тяжелых металлов, никеленосных латеритов в корах выветривания и др.).

Процесс шнекового бурения включает в себя разрушение породы на забое, которое, в зависимости от ее физико-механических свойств, представляет собой резание или разрыхление, и транспортировку продуктов разрушения шнековым транспортером к устью скважины.

Для бурения с отбором керна применяют шнеки с большим проходным отверстием в трубе, позволяющим размещать внутри колонны съемный керноприемник-грунтонос.

Разрушенная порода вытесняется вращающимися лопастями долота на ленту шнекового транспорта. Дальнейший ее подъем возможен при условии, что угол винтовой линии спирали меньше угла трении породы о поверхность шнека. Движение породы вверх происходит в результате того, что пластичная породная масса образует со спиралью шнека пару «винт»-«гайка». Породная масса («гайка»), удерживаемая от вращения неровностями ствола, при вращении винтовой поверхности шнека перемещается вверх. Режим ее перемещения определяется частотой вращения шнековой колонны. Необходимое условие работы шнекового транспортера – замедленное, по сравнению со шнеком, проворачивание породной массы в стволе скважины, что обусловлено различием коэффициентом трения пар порода-порода (0,8-1,0) и порода-сталь (0,3-0,65).

 

Бурение по обсадной трубе

Бурение по обсадной трубе используется в тех случаях, когда бурение скважины происходит в неустойчивых (сыпучих или увлажненных) грунтах или с прослойками такого грунта. Защита боковых стенок скважины осуществляется инвентарной обсадной трубой, оснащенной башмаком – “коронкой”, укрепленной твердым сплавом. Чаще используется опережающее бурение, когда шнек бурит скважину, опережая обсадную трубу на 0,5-1 метр, после чего труба осаживается с вращением, либо задавливается зажимным хомутом. По достижении заданной глубины бурения, шнековая колонна извлекается из скважины. В скважину, находящуюся под защитой инвентарной обсадной трубы, подается раствор, погружается каркас, после чего обсадная труба извлекается. Погружение армокаркаса возможно осуществлять после извлечения обсадной трубы.

 

Ударное бурение

Ударное бурение - процесс проведения шпуров и скважин путём ударного разрушения горной породы внедряющимся инструментом, рабочие лезвия которого, как правило, имеют форму клина. Ударно-канатное бурение вертикальных (взрывных, разведочных, гидрогеологических и вентиляционных) скважин диаметром 150—600 мм, глубиной 20—500 м и более производится буровыми станками при помощи падающего на забой инструмента массой 0,5—3,0 т; частота ударов 40—60 в 1 мин.

Колонковое бурение

Колонковое бурение - вращательное бурение, при котором разрушение породы осуществляется не по всей площади забоя, а по кольцу с сохранением внутренней части породы в виде керна. При К. б. частицы разрушенной породы удаляются из забоя и выносятся на поверхность промывочной жидкостью, нагнетаемой буровым насосом в колонну бурильных труб. Выбуренный керн входит в колонковую трубу и по мере углубления скважины заполняет её. Периодически керн заклинивают, отрывают от забоя и поднимают на поверхность. К. б. осуществляется буровыми установками, с помощью которых производятся спуск и подъём инструмента, вращение и подача бурового снаряда и др. операции. В зависимости от твёрдости и абразивных свойств горных пород для бурения используются буровые коронки (или долота) различных типов (см. Долото буровое, Коронка буровая). К. б. проходят вертикальные, наклонные, восстающие, многозабойные скважины в породах с самыми разнообразными физико-механическими свойствами. К. б. применяется, как правило, при разведке твердых полезных ископаемых, а также в инженерно-геологических изысканиях.

Схема обуривания керна при колонковом бурении: 1 — буровая коронка; 2 — керн; 3 — колонковая труба; 4 — переходник; 5 — колонна бурильных труб для подачи промывочной жидкости к забою, вращения коронки и передачи осевой нагрузки на неё.

Пневмоударное бурение

Пневмоударное бурение - способ бурения с применением в качестве рабочего органа пневмоударника (забойного двигателя, погружаемого в скважину и работающего от энергии сжатого воздуха). Погружной пневмоударник предназначен для бурения скважин различного назначения диаметром 110-152 мм на открытых горных породах средней и высокой крепости, в том числе абразивных, разрушенных и трещиноватых наглубину 30-150 м. в зависимости от рабочего давления энергоносителя на выходе в пневмоударник. Пневмоударник в комплекте с буровой коронкой является рабочим органом буровой машины. Он представляет собой пневматический ударный механизм, имеющий беззолотниковую систему воздухораспределения с центральным подводом сжатого воздуха в рабочие камеры цилиндра и центральным выхлопом отработанного воздуха на забой скважины через канал бурового инструмента. Основные достоинства пневмоударников: легкое забуривание, отсутствие заклинивания буровых коронок при бурении по разрушенным и трещиноватым породам, эффективная очистка забоя от шлама, удобная и быстрая смена инструмента. Пневмоударники обладают высокой стойкостью и высокой производительностью бурения.

Пневмоударное бурение глубоких скважин производят с помощью стационарных буровых установок, а взрывных — с помощью лёгких, средних и тяжёлых буровых станков. Сжатый воздух для станков подаётся от передвижных или стационарных компрессоров. Пыль, образующуюся при бурении, подавляют с помощью пылеулавливающих установок или воздушно-водяной смеси. Стойкость долота, армированного твёрдым сплавом, зависит от крепости и абразивности буримых горных пород и изменяется от 5—10 до 500—1000 м.

 

Комбинированное бурение

Комбинированное бурение - сочетание или поинтервальное чередование различных способов и видов бурения (ударного с вращательным, бескернового с колонковым и т.д.) при проходке одной скважины. Основное преимущество К. б. перед любым видом бурения заключается в том, что оно позволяет рационально применять при проходке одной скважины несколько видов бурения, каждый из которых оптимален в определённых горно-геологических условиях. Например, вблизи от поверхности земли горные породы (грунты) особенно разнообразны по физико-механическим свойствам, поэтому бурение неглубоких скважин при инженерно-геологических изысканиях, поисково-съёмочных работах, разведке нерудных строительных материалов часто производится комбинированным способом. Для проходки этих скважин (глубиной обычно 40—50 м) выпускаются передвижные и самоходные установки, которые позволяют сочетать несколько способов бурения. При детальной разведке глубокими скважинами многих полезных ископаемых бескерновое бурение часто сочетается с колонковым. При этом мощная толща пород, не содержащих полезного ископаемого, пробуривается бескерновым способом на форсированном режиме, а толща пород, вмещающая полезное ископаемое, проходится колонковым способом при тщательном отборе керна. К. б. применяется при глубоком бурении на нефть и газ: мощные толщи вязкопластичных пород бурятся роторным способом, а скальные породы — с помощью Турбобуров и Электробуров.

Или

БУРОВОЙ СТАНОК (а. drill, borer, drilling rig; н. Воhrgerat; ф. engin de forage, foreuse, sondeuse; и. perforadora) — машина для бурения взрывных и горнотехнических скважин различного назначения, а также шпуров приоткрытой и подземной разработках полезных ископаемых. Буровой станок является основной частью многоузловых буровых установок, а одноузловые буровые установки, применяемые при бурении геологоразведочных и других скважин, по конструкции аналогичны буровым станкам. В зависимости от типа породоразрушающего инструмента различают буровые станки шнековые, шарошечные, пневмоударные, гидроударные и огневые. Буровые станки выпускаются с электрическим или дизельным приводом. По конструктивному исполнению вращательно-подающего механизма различают буровые станки с торцевым, патронным и роторным вращателями. Наиболее распространены первые две схемы. Подача бурового инструмента на забой производится с помощью гидро- или пневмоцилиндров, реечной или канатно-полиспастной системы.

У средних и тяжёлых самоходных станков все рабочие механизмы и оборудование устанавливаются на платформе. Самоходный буровой станок включает платформу (раму) на гусеничном, пневмомашинном ходу или автомобиле, мачту, вращательно-подающий механизм с буровым ставом, компрессор, маслостанцию, различные двигатели приводов с пусковой аппаратурой, контрольно-измерительные и регулирующие процесс бурения устройства, системы пневмотранспорта и пылеулавливания, домкраты для установки станка. Лёгкие станки получают сжатый воздух от стационарных или передвижных компрессоров. Некоторые карьерные зарубежные буровые станки оборудуются противопожарными системами. Передвижные (переносные) буровые станки имеют рабочий орган с приводом, распорные колонки для его установки в подземной выработке, раму, на которой смонтированы все части станка, пульт управления.

Область применения буровых станков определяется условиями разработки, крепостью пород и др. На подземных горных работах, а также в дорожном и гидротехническом строительстве используют лёгкие (до 1000 кг) передвижные (на раме) или самоходные буровые станки. Для бурения скважин диаметром до 70 мм применяют высокопроизводительные (100-300 метров в смену) буровые станки с мощными пневматическими и гидравлическими бурильными молотками. В СССР наибольшее распространение получили станки с погружными пневмоударниками, которые используют в основном для бурения скважин диаметром 80-105 мм, для руд, добываемых подземным способом (более 50%).

На карьерах применяют шарошечные, огневые и шнековые буровые станки, а также пневмоударные станки для скважин диаметром главным образом 105-160 мм (см. Пневмоударное бурение). Шарошечные буровые станки (рис. 2) используют для бурения скважин диаметром 160-400 мм в породах средней и высокой крепости (f>=6); ими бурят свыше 70% добываемой горной массы в СССР (см. Шарошечное бурение).

Для мягких пород (f6) применяют шнековые буровые станки при бурении скважин диаметром 125-160 мм (см. Шнековое бурение). Около 2% горной массы (кварцсодержащие породы, f>=14) бурят огневыми буровыми станками (см. Термическое бурение), которыми более эффективно расширять нижнюю часть скважины, пробуренной шарошечным буровым станком, для размещения в ней большего заряда взрывчатых веществ. Ударно-канатные буровые станки (см. Ударно-канатное бурение) применяют для бурения водопонизительных и других скважин диаметром до 60 см и глубиной до 300 метров и более. Для достижения максимально возможной производительности буровые станки при соблюдении санитарно допустимых норм для рабочих и оборудования по вибрации разрабатываются и применяются системы автоматических управления (САУ). Например, САУ шарошечного станка при установлении его на ось будущей скважины производит автоматическое горизонтирование станка, а затем переводит его на режим бурения; при этом в зависимости от крепости пород автоматически устанавливаются оптимальные величины осевого усилия и частоты вращения бурового инструмента. При превышении максимально допустимого уровня вибраций блок логики вырабатывает сигнал на уменьшение осевого усилия и частоты вращения инструмента.

Перспектива развития буровых станков связана с применением гидроударных бурильных машин, систем автоматического управления, гидропривода узлов, созданием станков-роботов.

Назовите способы проходки траншей.