Гоу впо Воронежский государственный университет.

Геологический факультет

Кафедра полезных ископаемых и недропользования.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По технике разведки (Задание №19)

Выполнил: Доброва Е. А.

Руководитель: Лебедев И.П.

Воронеж 2010.

Содержание

введение.
ЧАСТЬ I. БУРЕНИЕ СКВАЖИН
1.1. Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины
1.2. Выбор и обоснование проектной конструкции скважин
1.2.1. Расчет параметров многоствольной скважины
1.2.2. Составление ГТН
1.3. Выбор и обоснование бурового оборудования
1.4. Промывка скважины
1.4.1. Схема промывки скважины
1.4.2. Выбор промывочной жидкости
1.4.3. Очистка промывочного раствора от шлама
1.4.4. Расчет количества буровых растворов
1.5. Тампонаж скважины
1.5.1. Схема тампонирования скважины
1.5.2. Расчет количества тампонирующего раствора
1.6. Технология колонкового бурения
1.6.1. Технологические режимы бурения
1.6.2. Бурение по пласту полезного ископаемого
1.7. Ликвидация скважин
1.8. Техника безопасности
ЧАСТЬ II. ПРОХОДКА ГОРНОРАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК
2.1. Выбор и обоснование типа, формы и размеров (сечения) горных выработок
2.2. Выбор и обоснование способа проходки, основного оборудования
2.3. Буровзрывные работы
2.3.1. Расчет рациональной длины заходки и глубины шпуров
2.3.2. Разметка и бурение шпуров
2.3.3. Обоснование выбора и расчет требуемого количества ВВ
2.3.4. Обоснование способа и выбор средств взрывания
2.3.5. Хранение взрывчатых веществ.
2.4. Вентиляция горных выработок
2.5. Уборка отработанной породы
2.6. Крепление горных выработок
2.7. Водоотлив и освещение
2.8. Ликвидация горных выработок
2.9. Техника безопасности
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение.

Целью работы является закрепление и углубление знаний, полученных в процессе изучения курса “Техника разведки”. Данный проект подробно рассматривает все основные операции, связанные с бурением скважин и проходкой горных выработок, а так же дополнительные мероприятия, необходимые для успешного проведения геолого-разведочных работ.

Основой для выполнения работы является задание №19:

Подсечь 3 двуствольными скважинами донную залежь сульфидных медно-никелевых руд мощностью 25м. с углом падения 35⁰ на ЮЗ, залегающих в оливиновых пироксенитах. Глубина подсечения основным стволом 550м. от устья скважины. Приращение зенитного угла 2⁰ (выполаживание), азимутального 1⁰ (отрицательное), интервалы замеров 50м. Дополнительным стволом надо подсечь рудную залежь ниже точки подсечения основного ствола.

Пройти 3 шурфа глубиной 19м. каждый.

Пройти 20 канав длиной 25м. каждая.

Проектные геологические разрезы:

По основному стволу: 0,0-10,0 м – наносы; 10,0-210,0 – гнейсы; 210,0-550,0 – оливиновые пироксениты; 550,0-575,0 – руда; 575,0 и ниже – оливиновые пироксениты; 70,0-120,0 – зона поглощения.

По шурфу: 0,0-2,0 м – наносы; 2,0-16,0 - оливиновые пироксениты; 16,0-18,0 - сульфидная медно-никелевая руда; 18,0-19,0 - оливиновые пироксениты.

По канавам: 0,0-2,0 – пески; 2,0-2,5 - сульфидная медно-никелевая руда.

Часть I. Бурение скважин.

1.1 Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины.

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:

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

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.

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 46 мм. 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)

В общем случае глубина скважин определяется необходимостью полного подсечения тела полезного ископаемого. При этом углубление подстилающей породы должно быть 2-20м.

По условию глубина подсечения рудного пласта 550м, мощность пласта 25м, углубление в подстилающие породы 10м. Общая глубина скважины 585м.

В общем случае ствол скважины должен по возможности пересекать пласт под углом близким 90⁰.

По заданию аз.пад. рудного пласта ЮЗ, угол падения 35. Т.к. угол падения рудного пласта 35, то выбирается бурение искривленной скважины, чтобы сэкономить время и средства.

Начальный зенитный угол Q 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 585 м, то Q должно быть в интервале 5-20⁰, а именно выбранный угол равен 12⁰.

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

α = 225-180=45 СЗ

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

Распределение объемов буровых работ по категориям.

№ п/п		Название горной породы	Категория по буримости			Объемы работ, м
						По одной скважине	По совокупности скважин (3)
1	Наносы			І	10			30
2	Гнейсы			IX	60			180
3	Зона поглощения			IX	50			150
4	Гнейсы			IX	90			270
5	Оливиновые пироксениты			VII	340			1020
6	Руда			VIII	25			75
7	Оливиновые пироксениты			VII	10			30

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

1.2 Выбор и обоснование проектной конструкции скважин.

Конструкцией скважины называется ее технический разрез, в котором указаны диаметры бурения по интервалам глубины, диаметры обсадных труб и глубины их установки, места и способы тампонажа, технологические параметры бурения по интервалам глубин.

Бурение скважин будет осуществляться по типовому профилю по данному типу разреза.

Для построения многоствольной скважины используется графо-аналитический способ.

1.2.1 Расчет параметров многоствольной скважины.

Расчет искривления скважин.

Исходя из условий проектного задания, пласт полезного ископаемого (сульфидная медно-никелевая руда) имеет наклонное залегание: 35⁰ на ЮЗ. Поэтому для осуществления встречи стволов скважины с сульфидной медно-никелевой рудой под углом от 90 до 70⁰ необходимо бурение искривленных скважин.

Для расчета радиуса искривления стволов скважин используется графоаналитический способ:

Для правильного предопределения угла встречи ствола скважины с пластом полезного ископаемого, нужно определить рациональный начальный зенитный и азимутальный углы.

Исходя из данных о положении пласта бокситов в пространстве, выбираются начальные углы забуривания скважин. Зенитный угол – 12⁰, азимутальный (по румбу противоположный азимуту падения пласта) – 45⁰.

Исходя из проектных данных о приращениях азимутального и зенитного углов (Δα =1⁰ положительное, ΔQ =2⁰), строится таблица статистических замеров для этих углов (табл. 1), где, согласно приращениям, рассчитываются углы для каждого интервала замеров (50 м). Далее по соответствующим формулам (α₁+α₂)/2 и (Q₁+Q₂)/2 рассчитываются средние значения зенитных и азимутальных углов, где α₁, α₂ и Q₁,Q₂ – значения соседних замеров.

По результатам этих подсчетов строится типовой профиль (проекция скважины на вертикальную плоскость) и инклинограмма (проекция скважины на горизонтальную плоскость) (приложение. 1).

Эти построения служат основным руководством для буровой бригады для установления первоначального положения бурового снаряда при забуривании и дальнейшего искривления скважины.

ТАБЛИЦА 1.