Введение.

Разведочное бурение и горноразведочные выработки являются важнейшим средством поисков и разведки всех видов полезных ископаемых, а также инженерно-геологических изысканий.

Данный курсовой проект дает возможность ближе познакомиться с бурением и проходкой горных выработок. Целью курсового проекта является ознакомление студентов с имеющимися техническими средствами разведки месторождений полезных ископаемых, технологиями проведения геологоразведочных работ и проектированием геологоразведочных скважин.

По заданию № 1 необходимо:

1. подсечь тремя двухствольными скважинами жилообразную залежь титаномагнетитовых руд мощностью 20м с углом падения 35 на ЮВ, залегающую в массиве габбро. Глубина подсечения 750м от устья скважины. Приращение зенитного угла 2⁰(выполаживание), азимутального 1⁰(положительное), интервалы замеров через 50м;

Проектные геологические разрезы:

а) по стволу скважины: 0,0-10,0м – пески, 10,0-15,0 – кора выветривания по габбро, 15,0 и ниже – габбро с рудной залежью. В интервале 95,0-150,0 – зона поглощения.

Часть 1. Бурение скважин.

1. Выбор и обоснование способов бурения и основных параметров скважин.

При разведке твердых месторождений твердых полезных ископаемых применяются колонковое, роторное и ударно-канатное бурение скважин.

В данном проекте для бурения скважин выбран колонковый способ бурения.

Колонковое бурение является основным техническим средством разведки месторождений твердых полезных ископаемых.

Оно также широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и на структурно-картировочных изысканиях при поисках нефтяных и газовых месторождений. Кроме того, это бурение применяется для различных инженерных целей. Колонковым способом могут буриться шурфы и разведочные шахты.

Колонковое бурение получило столь большое распространение по следующим причинам:

1. Оно помогает извлекать из скважины столбики породы – керна, по которым можно составить геологический разрез месторождения и опробовать полезное ископаемое.

2. Колонковым способом можно бурить скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твердости и устойчивости. Из подземных выработок можно бурить восстающие скважины.

3. Бурить скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно легкое оборудование.

Глубины колонковых скважин различные – от нескольких метров до нескольких тысяч метров.

К недостаткам колонкового бурения относятся высокая аварийность и низкий выход керна при проходке рыхлых, неустойчивых и трещиноватых пород.

Диаметры колонок скважин зависят от целей их проходки и от типа породоразрушающего инструмента.

При алмазном способе скважины бурятся в основном коронками диаметром 76, 59 и 46мм. При твердосплавном бурении разведочных скважин чаще применяют коронки диаметром 92, 76, 59мм, а при инженерно-геологических изысканиях применяются коронки диаметром 190, 151, 132 и 112мм. (Воздвиженский, 1979)

Определение глубины скважины

В общем случае глубина скважин определяется необходимостью полного подсечения тела полезного ископаемого. При этом углубление в подстилающие рудный пласт породы должно быть в пределах 5-20м.

По условию глубина подсечения рудного пласта 750м, мощность пласта 20м, углубление в подстилающие породы принимаем 10м. Тогда общая глубина скважины составит 780м.

Определение начальных углов забуривания скважины

В общем случае ствол скважины должен по возможности пересекать пласты горных пород под углом близким к 90⁰.

По заданию аз. пад. рудного пласта ЮВ, угол падения 35.

Т.к. угол падения рудного пласта 35⁰, то выбирается бурение искривленной скважины, чтобы сэкономить время и средства.

Начальный зенитный угол Q₀ забуривания зависит от глубины скважины.

Если глубина скважины до 300м, Q>20⁰

300-800м, Q = 5-20⁰

>800м, Q = 2-5⁰ .

Т.к. глубина скважины 780м, то Q₀ должно быть в интервале 5-20⁰. Выбираем Q₀ = 9⁰.

Начальный азимутальный угол забуривания α зависит от аз. пад. рудного пласта: α = аз. пад.+180⁰

α = 120+180=300 СЗ

Выбор конечного диаметра бурения

В общем случае конечный диаметр скважины должен быть минимально необходимым. В нашем случае конечный диаметр скважины зависит от способа колонкового бурения. При бурении скважины алмазными коронками d_к = 46-59мм, при твердосплавном бурении d_к = 76мм.

Таблица

Распределение объемов буровых работ по категориям.

№ п/п	Категория	Название породы	Объемы	Бурения
			По 1 скв.	По 3 скв.
1	I	Пески	10,0м	30,0м
2	VI	Кора выветривания по габбро	5,0м	15,0м
3	VIII	Габбро	80,0м	240,0м
4	VIII	Зона поглощения	55,0м	165,0м
5	VIII	Габбро	600,0м	1800,0м
6	VIII	Титаномагнетитовые руды	20,0м	60,0м
7	VIII	Габбро	10,0м	30,0м

Т.к. при бурении будет применяться алмазное и твердосплавное бурение, то d_к = 59мм, запасной диаметр 46 мм.