Что такое восстающие скважины
Восстающая горная выработка
ВОССТАЮЩАЯ ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА (а. raise; н. schwebender Grubenbau, Aufhauen; ф. montage, montee, cheminee; и. chimenea) — вертикальная или крутонаклонная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и служащая для перепуска полезных ископаемых или породы, доставки закладочных и других материалов с одного горизонта на другой, передвижения людей, вентиляции, прокладки трубопроводов и электрокабелей, а также для разведочных целей. На рудных шахтах восстающая горная выработка называется восстающей, на угольных — гезенк.
В зависимости от назначения, восстающие горные выработки проводят по полезным ископаемым или пустым породам, оборудуют одним, двумя или тремя отделениями (для полезных ископаемых, породы, лестничных ходов и т.п.). Размеры восстающих горных выработок вчерне: при двух отделениях — 2,7х1,26 м, 3х2 м; трёх — 3,6х1,6 м, 4х2 м. Крепь распорная, срубовая, сплошная венцовая и так называемых на бабках. Во всех случаях рудоспускное отделение отшивается досками. Проведение восстающей горной выработки — буровзрывным или машинным (бурением) способами. Буровзрывной способ с использованием выдвижных лестниц, временных шагающих полков и щитов применяется при проходке восстающей горной выработки высотой до 40 м в устойчивых породах и ниже средней крепости, требующих возведения крепи и оборудования специальных отделений.
Проведение восстающей горной выработки высотой более 40 м в устойчивых породах осуществляют с помощью самоходных полков. Вариант с подвесной клетью применяется при проходке восстающей горной выработки высотой 40-80 м с углом наклона не менее 80-85°. Технологическая схема включает проведение передовой скважины до верхннего горизонта. Различают шпуровую проходку восстающей горной выработки, а также с применением глубоких скважин. Во втором случае скважины бурят на полную высоту восстающего и затем взрывают снизу вверх отдельными заходками по 2-4 м. В центральной части забоя — одна или несколько скважин для врубовых и вспомогательных зарядов; вспомогательные скважины располагаются на расстояниях 10-15 диаметров от врубовых. Количество и расположение оконтуривающих скважин устанавливают в зависимости от поперечного сечения выработки. Бурение восстающей горной выработки (в породах с f = 4-6) включает проходку передовой скважины с последующим разбуриванием её в обратном направлении с помощью расширителя.
Скорость проведения восстающей горной выработки зависит от горнотехнических условий, сечения выработки и применяемого оборудования. При использовании самоходных полков (сечение выработки 1,5-10 м 2 ) скорость достигает 120 м/мес, при бурении выработок таких же сечений — до 200 м/мес.
Что такое восстающие скважины
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Термины и определения
Mine working. Terms and definitions
Дата введения 2018-06-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом «Межведомственная комиссия по взрывному делу при Академии горных наук» (ЗАО «МВК по ВД при АГН»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 269 «Горное дело»
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2018 г.
Введение
Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области горного дела в части горных выработок горнодобывающих предприятий.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Нерекомендуемые к применению термины-синонимы приведены в круглых скобках после стандартизованного термина и обозначены пометой «Нрк».
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.
Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены термины, имеющие общие терминоэлементы.
Помета, указывающая на область применения многозначного термина, приведена в круглых скобках светлым шрифтом после термина. Помета не является частью термина.
Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.
В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения понятий в области горного дела в части горных выработок горнодобывающих предприятий.
Термины, установленные стандартом, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы в области горных выработок, входящих в сферу работ по стандартизации и/или использующих результаты этих работ.
2 Термины и определения
Общие понятия
1 горная выработка: Искусственное сооружение в недрах Земли или на ее поверхности, созданное в результате ведения горных работ с целью выполнения ее функционального назначения и сохранения в течение определенного срока времени.
2 подземная выработка: Горная выработка, проводимая в недрах Земли, независимо от того имеет она выход на поверхность или нет, ограниченная по контуру ее поперечного сечения горными породами или частично другими выработками.
1 Горные выработки классифицируют по назначению (разведочные и эксплуатационные), положению относительно земной поверхности (открытые и подземные), положению в пространстве (вертикальные, наклонные, горизонтальные), сроку службы, форме, размеру, принципу работы, по способу финансирования ее строительства.
3 По вспомогательным выработкам доставляют породу, людей, материалы, оборудование, осуществляют вентиляцию, подводят электроэнергию, воду, а также выполняют другие процессы, не связанные с транспортировкой полезного ископаемого.
3 открытая выработка: Горная выработка, образуемая в пределах карьерного поля и имеющая незамкнутый контур поперечного сечения, вследствие ее примыкания к земной поверхности.
4 разведочная выработка: Горная выработка, предназначенная для поиска и разведки месторождений полезных ископаемых.
5 эксплуатационная выработка: Подземная выработка, предназначенная для эксплуатации месторождений полезных ископаемых.
6 вскрывающая выработка: Подземная горная выработка, открывающая доступ к рудному телу, пласту или его части и обеспечивающая возможность проведения подготовительных выработок.
7 подготовительная выработка: Подземная горная выработка, проводимая после вскрытия шахтного поля для оконтуривания и подготовки к очистной выемке отдельных его частей.
8 нарезная выработка: Подземная горная выработка, проводимая в процессе подготовительных работ и непосредственно прилегающая к массиву полезного ископаемого, предусматриваемого к выемке.
9 окаймляющая выработка: Нарезная горная выработка, предназначенная для ослабления связи отрабатываемого блока с основным массивом, применяется при разработке непластовых месторождений полезных ископаемых.
10 капитальная выработка: Подземная горная выработка, обслуживающая шахту в течение всего срока работы горного предприятия или значительной части этого срока, предназначенная для вскрытия или подготовки месторождения или его части, проводимая за счет капитальных вложений и числящаяся на балансе основных фондов предприятия.
11 откаточная выработка: Подземная горная выработка, предназначенная для транспортирования полезных ископаемых и пород к стволу или на поверхность.
12 групповая выработка: Подземная горная выработка, обслуживающая разработку группы пластов, жил и других видов залежей, а также этажей.
13 пластовая выработка: Подземная горная выработка, проводимая по пласту полезного ископаемого.
14 полевая выработка: Подземная горная выработка, проводимая по пустым породам на некотором расстоянии от залежи полезного ископаемого и, как правило, параллельно поверхности залежи или пласта.
15 погашенная [старая] выработка: Горная выработка, использование и поддержание которой после выполнения цикла подземных работ прекращено.
Подземные горные выработки. Очистные выработки
16 очистная выработка: Подземная горная выработка, проводимая по пласту или залежи полезного ископаемого, в которых осуществляется выемка полезного ископаемого.
18 забой: Поверхность, ограничивающая место непосредственной выемки полезного ископаемого или породы и перемещающаяся в результате ведения горных работ.
19 узкий забой: Забой, ширина которого ограничивается шириной основной проводимой выработки без раскоски.
20 широкий забой: Забой выработки, ширина которого слагается из ширины забоя основной проводимой выработки и ширины забоя раскоски.
21 очистная камера: Очистная горная выработка с забоем небольшой протяженности (до 12-16 м), ограниченная по бокам массивом или целиками полезного ископаемого, и не имеющие непосредственного выхода на земную поверхность.
22 заходка: Короткая горная выработка, проводимая из очистной камеры или выемочной печи и служащая для выемки угля из междукамерных целиков, при этом оборудование, используемое при очистной выемке, может находиться как в заходке, так и за ее пределами.
Подземные горные выработки. Вертикальные выработки
23 вертикальная выработка: Подземная выработка, пройденная по вертикали в толще полезного ископаемого или по породе.
24 шахтный ствол: Вертикальная, реже наклонная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ в пределах шахтного поля, его крыла или блока.
29 слепой шахтный ствол: Вертикальная или наклонная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проводимая между горизонтами, предназначенная для обслуживания подземных эксплуатационных работ, в первую очередь, для подъема полезных ископаемых с нижних горизонтов на верхние.
30 гезенк: Вертикальная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, предназначенная для спуска полезного ископаемого или породы из вышележащих выработок в нижележащие под действием силы собственной массы или в специальных сосудах механическим способом в угольных шахтах.
1 Гезенк также может быть использован для спуска-подъема людей, материалов, оборудования, породы.
2 В случае, если гезенк оснащен подземными машинами для спуска полезного ископаемого или породы с верхних горизонтов на нижние, и спуска и подъема людей, материалов и оборудования, существенных различий между гезенком и слепым шахтным стволом нет.
31 скважина: Вертикальная, реже наклонная горная выработка цилиндрического сечения, диаметр которой намного меньше ее глубины, проведенная в горной породе или полезном ископаемом с земной поверхности или из подземных выработок под любым углом наклона к горизонту механическими или не механическими способами бурения в разведочных и эксплуатационных целях.
32 шурф: Вертикальная, реже наклонная неглубокая выработка, обычно небольшой площади поперечного сечения, проведенная с земной поверхности и предназначенная для геологоразведочных или эксплуатационных работ.
33 дучка [выпускная дучка]: Короткая вертикальная или наклонная горная выработка, квадратного реже круглого сечения, служащая для выпуска отбитой или обрушенной руды из очистного пространства на выработки приемного горизонта.
Подземные горные выработки. Горизонтальные выработки
34 горизонтальная выработка: Подземная выработка, проведенная горизонтально или с незначительным углом наклона в толще полезного ископаемого или по породе.
35 штольня: Вскрывающая горная выработка, пройденная с поверхности к месторождению и предназначенная для транспортирования полезного ископаемого или вспомогательных целей.
Бурение горизонтальных и восстающих скважин
Технология бурения горизонтальных и восстающих скважин
Снаряды ССК для горизонтального и восстающего бурения
Интенсивность отклонения скважин
Еще более положительные результаты были достигнуты при бурении скважин жесткой центрированной двойной бурильной колонной (буровым снарядом БС-КГК-59), предназначенной для бурения горизонтальных и восстающих скважин с гидротранспортом керна в монолитных, слабо- и средне трещиноватых породах VI—IX категорий по буримости.
Закономерности искривления горизонтальных и восстающих скважин
Для сохранения прямолинейности и снижения интенсивности искривления горизонтальных и восстающих, также как и для наклонных скважин, наряду с применением специальных центрированных компоновок колонковых наборов, большое значение имеет технология бурения.
Пологовосстающие скважины
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что пологовосстающие скважины постепенно уменьшают угол наклона, пересекают горизонтальную плоскость и далее выкручиваются, причем уменьшение угла больше при использовании стандартных колонковых наборов чем ССК-ГНБ.
Выкручивание стволов пологовосстающих скважин
Исследованиями ВИТР установлено, что выкручивание (рис. 9.9) ствола такой скважины обусловлено массой призабойной части бурового снаряда и, чем она значительней, тем выкручивание интенсивней.
Компоновка для увеличивания зенитного угла
С целью снижения подработки лежачей стенки скважины следует применять компоновки ССК-ГНБ и другие центрированные компоновки, а для сохранения направления ствола или увеличения зенитного угла — компоновки, нижняя часть которых построена по принципу «промежуточной опоры» (рис. 9.10).
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Восстающая скважина
Восстающие скважины бурятся из специальных камер. Форма и размер камер выбираются в зависимости от схемы выполнения спуско-подъемных операций, длины бурильных труб, угла наклона скважины, проектной глубины, устойчивости горных пород, размеров оборудования и способов его размещения. Для комплекса технических средств КТС-1ВБ используются одно-и двухступенчатые камеры, состоящие из подходной выработки ( рассечка, штрек, квершлаг) и камеры ( машинный зал из одной или двух ниш), которая находится на уровне или выше кровли подходной выработки. [1]
Бурение восстающих скважин является перспективным способом, которому в настоящее время как в СССР, так и за рубежом уделяется большое внимание. [2]
Однако бурение восстающих скважин имеет и недостатки. Скважины имеют иногда значительные отклонения от заданного направления. При глубине скважины более 75 м требуются специальные приспособления для контроля за отклонением. Буровой инструмент имеет невысокую износоустойчивость, что снижает эффективность использования дорогостоящего оборудования и повышает себестоимость работ. [5]
При бурении восстающих скважин ( до 90) кернорвательное устройство необходимо главным образом для отрыва керна; в колонковой трубе керн удерживается под действием собственной силы тяжести. [6]
При бурении слабонаклонных и восстающих скважин условия обмыва забоя скважины и торца коронки резко изменяются в отличие от вертикальных и наклонных скважин: под торцом коронки не может скапливаться шлам, который мог бы предотвратить зашлифовку алмазов при бурении в малоабразивиых породах. Поэтому в этих случаях необходимо особенно тщательно и правильно выбирать алмазные коронки по твердости матрицы и зернистости алмазов в зависимости от степени абразивности и твердости горных пород. [7]
Проанализирована практика бурения восстающих скважин в СССР и за рубежом. Рассмотрены специальные работы, проводимые в скважинах большого диаметра, такие как геологическая документация, наблюдения за деформациями оснований плотин гидротехнических сооружений при помощи контрольно-измерительной аппаратуры. Кратко изложены вопросы искусственного закрепления неустойчивых пород путем цементирования, силикатизации, а также крепления стенок ствола скважины. [8]
Средняя техническая скорость бурения восстающих скважин диаметром 1 02 м с учетом времени на передвижку буровой машины, ее установку, бурение напр авля-ющей скважины: я ее расширение, а также па демонтаж установки составляет около 2 5 м / смену. [11]
Особенностью установок для бурения восстающих скважин являются большие значения крутящего момента и осевой нагрузки. Необходимая скорость вращения колеблется от 8 до 35 об / мин в зависимости от размера восстающей скважины и типа пород. [12]
При креплении обсадными трубами горизонтальных, слабонаклонных и восстающих скважин подача труб производится механическим, гидравлическим или пневматическим задавливанием. Труба, находящаяся у устья, тщательно крепится цементированием или специальным задерживающим устройством. [13]
На руднике Истерн Тауншип восемь восстающих скважин диаметром 1220 мм и общей длиной 664 м были пробурены за 280 восьмичасовых смен, что соответствует скорости бурения 7 65 м / сут. С помощью этого же станка за 42 сут было пробурено пять восстающих скважин общей длиной 336 м при средней скорости бурения 8 м / сут. [14]
Для более широкого внедрения бурения восстающих скважин необходимо отработать конструкции установок, долот-расширителей, а также совершенствовать технологию бурения. [15]
Скважина. Этапы строительства, виды, назначение
Скважина – вертикально или наклонная горная выработка круглого сечения небольшого диаметра (75 – 350мм) глубиной от 100 – 150 до 5000 – 8000м и боле
Конструкция скважины должна отвечать следующим требованиям:
предоставлять возможность свободного доступа к забою геофизических приборов и глубинного оборудования;
не допускать обрушения стенок ствола;
обеспечивать надежное разделение друг от друга всех проходимых пластов и не допускать перетекания флюидов из пласта в пласт;
давать возможность герметизировать устье в случае нештатных ситуаций.
Этапы строительства скважин:
Скважины могут быть по направленности:
Категории скважин, которые бурят с целью извлечения нефти, газа или воды из недр, а так же с целью поиска, разведки, выявления нефтегазоносных структур и т.д:
— для выявления продуктивных объектов;
— для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;
Скважины по количеству стволов могут быть:
многоствольные, которые имеют более 2 стволов и точка разветвления расположена выше уровня продуктивного горизонта;
многозабойные, которые имеют более 2 стволов и точка разветвления расположена в пределах продуктивного горизонта;
кустовые скважины, устья которых находятся близко друг к другу и несколько стволов расходятся под разными углами и на разную глубину.
По глубине скважины делятся:
По дебиту скважины делятся:
Различают 3 основных способа добычи нефти: