История бурения

Впервые способ бурения для сооружения ствола соляной шах. диаметром 3,65 м в свету и глубиной 125,75 м применили на руднике в Леопольдсгадле (Германия) в 1887 г. Бурение осуществляли способу Кинда – Шадрода. При этом способе породы разрушали ударным методом, а разбуренные породные частицы выдавали желонкой. В 1887–1889 гг. в Браундшвейге этим же способом пробурили ствол соляной шахты диаметром 3,2 м в свету и глубиной 116,5 м. В обоих случаях бурение применяли для окончания про ходки стволов после того, как обнаруживались значительные водопритоки при обычном способе проходки.

В 1894 г. способ бурения применили на калийной шахте в Иессенитце (Германия) также для окончания проходки ствола. Вначале ствол проходили способом замораживания до глубины 70 м, затем обычным способом — до глубины 125 м. Передовыми разведочными скважинами, пробуренными из забоя, установили наличие обводненных пород, залегающих вплоть до глубины 180 м. Участок ствол 125–190 м первоначально решили пройти также способом замораживания. Однако бурение замораживающих скважин выполнить не удалось из-за наличия вокруг ствола ранее замороженных пород Тогда решили пробурить восемь замораживающих скважин из внутренней части пройденного участка ствола. После бурения скважины замораживания пород прошли ствол до глубины 150 м неполным диаметром, намереваясь впоследствии его расширить. Однако при расширении ствола на глубине 150 м произошел прорыв рассола с песком. Дополнительное замораживание пород, продолжавшееся:13 мес, также оказалось безуспешным. Проходку ствола до проектной глубины решили осуществить бурением по способу Кинда-Шадрона. Ствол был пробурен до глубины 270 м и закреплен чугунными тюбингами диаметром 4,1 м в свету. Однако ниже 270 м залегали также обводненные породы. На оставшемся участке до глубинь300 м удалось пробурить ствол диаметром только 3,95 м и закрепить его тюбингами диаметром в свету 3,15 м. Участок ствола от 141,3-до 300 м способом бурения проходили около 6 лет.

Недостатки такой проходки стволов способом бурения следующие: низкие скорости проходки (в среднем 2 м/мес); технические затруднения при ведении работ по гидроизоляции закрепного пространства, предохраняющей проникновение подземных вод кепрока в соляную залежь (последнее удавалось осуществить только путем спуска в ствол двух, а иногда и трех тюбинговых колонн меньшего диаметра). Вследствие этих недостатков способ бурения стволов в 80-х годах прошлого столетия начал вытесняться способами предварительной цементации и искусственного замораживания горных пород. Возрождение способа бурения для проходки Стволов на калийных месторождениях произошло в 1965 г., когда фирмой Кермак Потэш Компани (штат Нью-Мексико, США) был пробурен ствол диаметром 2,59 м в свету (3,12 м вчерне) на глубину 503 м. Затем, в 1967 г. на калийном месторождении Кейн-Крик (штат Юта, США) был пробурен ствол глубиной 825 м и конечным диаметром в свету 1,21 м. В ГДР в 1972 г. на соляном месторождении пробурен ствол диаметром в свету 1,5 м и глубиной 553 м. В СССР ведется подготовка к бурению стволов на Верхнекамском и Старобинском калийных месторождениях. Намечается бурение стволов на калийных месторождениях и в других странах (ГДР, Канада, США и др.). В последние годы в других отраслях промышленности проходка стволов бурением получила широкое распространение. Максимальная глубина ствола, пройденного бурением, достигла 1790 м, а наибольший диаметр бурения 8,75 м. За последние 20 лет в СССР было пройдено более 150 стволов диаметрами вчерне от 2,08 до 7,5 м; общий объем бурения превышает 40 тыс. м. За рубежом проводка стволов способом бурения наибольшее распространение получила в США, ФРГ и ГДР, а также в Венгрии, Польше, Чехословакии, Голландии, Франции, Англии, Бельгии и др.

Причина возрастающего объема проходки стволов способом бурения состоит в том, что это наиболее прогрессивный из всех способов проходки стволов. При проходке стволов способом бурения осуществляется комплексная механизация (а в ближайшем будущем и автоматизация) работ по разрушению, транспортированию породы и возведению крепи, позволяющая освободить проходчиков от тяжелого труда под землей. При сооружений стволов способом бурения выполняют следующие основные работы: подготовительные — исследования гидро-геологических условий на участке бурения, разработка проектно-сметной документации, строительство подъездных путей, прокладка внешних и внутренних коммуникаций, строительство временных зданий и сооружений, монтаж буровой установки; бурение ствола по породам, содержащим пресные воды; бурение по рассолоносным породам; опускание крепи для крепления пробуренного участка ствола; первичный (основной) тампонаж закрепного пространства; бурение ствола по необводненным породам соленосной толщи; опускание крепи для крепления пробуренного участка — ствола; первичный (основной) тампонаж закрепного пространства; демонтаж буровой установки и монтаж проходческого копра и оборудований; откачка из ствола балластной жидкости (в случае опускания крепи наплаву) и контрольный (вторичный) тампонаж; сооружение кейлькранцев в колонне крепи на участке водоупорных пород; работы по армированию ствола, проведению сопряжений и пр.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector