Технологические расчёты процесса бурения скважин

Содержание

1. Буровзрывные работы…………………………………………...……..2

1.1. Выбор вида бурения, модели бурового станка

и технологические расчеты процесса бурения скважин..……...…4

1.2. Выбор взрывчатого вещества………………………………………6

1.3. Технологический расчет взрывных работ…………………………7

2. Выемочно-погрузочные работы…..…………………………….….....14

2.1 Расчет производительности экскаватора……….……...…………14

3. Перемещение горной массы ……...……………………..………........17

3.1 Основные требования правил безопасности на

железнодорожном транспорте……………………………………22

4. Отвальных работы…………………………….……..………………..23

4.1 Расчет параметров экскаваторного отвалообразования…….…..24

4.2 Правила безопасности при отвальных работ…………………….25

5. Список использованной литературы…………………………………27

I. Взрывная подготовка горных пород.

Исходные данные:

· Разрушаемые горные породы – Крепкие мергели;

· Коэффициент крепости – 8-10;

· Категория трещиноватости – III-IV;

· Объёмная масса пород – 2,6 т/м³;

· Обводнённость породного массива – небольшая;

· Класс взрываемости – III-IV;

· Высота уступа – 14 м;

· Угол откоса уступа – 75°;

· Тип применяемого экскаватора – ЭКГ-8;

· Вид транспорта – автомобильный;

· Годовой объём горных работ – 6,5 млн. м³;

· Число рядов одновременно взрываемых скважин – 4.

Выбор вида бурения, модели бурового станка и

технологические расчёты процесса бурения скважин.

Сначала определяем показатель трудности бурения:

МПа;

МПа;

МПа,

где σ_сж, σ_р, σ_сдв – соответственно пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг;

γ=2,6 т/м³ – объёмный вес.

Данная порода по трудности бурения относится к II классу – средней буримости (П_б=5,11÷10).

Рассмотрим существующие способы бурения:

· Пневматические бурильные молотки - применяются для бурения шпуров диаметром 32-40 и 52-75 мм в скальных породах.

· Станки шарошечного бурения в последнее время получили наибольшее распространение при бурении скважин с диаметром 160-320 мм и глубиной 35 м. Наиболее перспективны для бурения в породах с показателем трудности бурения от 6 до 15 и крепостью пород от 6 до 18. Достоинства: высокая производительность, непрерывность бурения и возможность его автоматизации.

· Станки шнекового бурения применяют для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125-160 мм и глубиной до 25 м в мягких породах с показателем бурения до 5.

· Станки с погружными пневмоударниками применяются для бурения скважин диаметром 100-200 мм и глубиной до 30 м при разработке пород с показателем бурения от 5 до 20 и крепостью от 10 до 20. При производственной мощности до 4 млн. м³/год.

· Термическое (огневое) бурение используется при бурении скважин диаметром 250-360 мм и глубиной до 22 м главным образом в весьма и исключительно труднобуримых породах. Успешно применяется в породах с показателем бурения от 10 до 15.

· Станки вибрационного бурения находятся пока на стадии испытаний; их достоинства - относит небольшая масса, простой буровой инструмент и высокая производительность.

Исходя из вышеперечисленных способов бурения, выбираем бурение с шарошечными долотами.

Буровой станок выбираем СБШ-250МН, диаметр скважины равно d_с=0,25 м.

Техническая характеристика станка СБШ-250МН:

§ Диаметр скважины – 250 мм;

§ Глубина бурения – 32 м;

§ Угол бурения к горизонту – 60°, 75°, 90°;

§ Установленная мощность электродвигателей – 400 кВт;

§ Частота вращения долота – 0,2-2,5 с^-1;

§ Максимальное осевое усилие подачи на забой – 300 кН;

§ Скорость подачи/подъёма бурового снаряда – 0,017/0,12 м/с;

§ Скорость передвижения – 0,737 км/ч;

§ Расход воздуха на очистку скважин – 25 м³/мин;

§ Масса станка – 71,5 т.

Требуемое осевое усилие на долото диаметром D=250 мм для разрушения породы крепостью ƒ=8:

кН,

где k=15÷17 большие значения для более крупных долот.

Глубина внедрения зуба шарошки с углом заострения зуба α=90°:

мм,

где μ₁=0,25÷1,0 – коэффициент трения металла шарошки о породу;

k_з=1÷1,3 – коэффициент затупления зуба (большее значение для пород более высоких крепости и абразивности).

Формула для определения сменной производительности:

м/смену,

где k_и.см.=0,8 – коэффициент использования сменного времени;

Т_см=8 ч – продолжительность смены;

ч – продолжительность основных операций, приходящаяся на 1 м скважины;

v_т=14 м/ч – техническая скорость бурения, которая принимается 14-15 м/ч при П_б=8-10 (Таблица 2.5 из учебника П. И. Томакова «Технология, механизация и организация ОГР»);

Т_в=0,05 ч - продолжительность вспомогательных операций, приходящаяся на 1 м скважины, в расчётах для СБШ – 0,033-0,083 ч;

Формула для определения годовой производительности:

м/год,

где n_см=75 и N_мес=12 – соответственно среднее число рабочих смен в календарном месяце и число рабочих месяцев в году.

Рабочий парк буровых станков:

где V_год=6500000 т – годовой объём горных работ;

q_г.м=37,8 м³ - выход взорванной горной массы с 1 м скважины