Технологические параметры и показатели бурения шурфов

Технологические параметры и технико-экономические показатели бурения шурфов. Технология бурения шурфов определяется как физико-механическими свойствами пород, так и техническими возможностями применяемого оборудования. Применительно к наиболее распространенному вращательному способу бурения в породах до IV—V категорий основными технологическими параметрами являются частота вращения бура и осевая нагрузка на забой. Частота вращения бура при данной величине установленной мощности привода связана, как известно, с величиной вращающего момента, который ограничивается прочностью элементов трансмиссии.
Вращательное бурение шурфов производится в основном бурами, осуществляющими разрушение породы и аккумулирующими ее. При этом сопротивление заполнению бура постепенно возрастает, механическая скорость бурения падает, и углубка прекращается.
Осевая нагрузка оказывает существенное влияние на производительность бурения.
При бурении шурфов цилиндрическим буром установки ЛБУ-50 скорость бурения возрастает при увеличении осевой нагрузки до 2500—3000 даН. Дальнейшее увеличение ее приводит лишь к росту вращающего момента, поскольку бур прижимается днищем к забою (ножи полностью заглублены в породу). Одновременно с осевой нагрузкой увеличивается и вращающий момент. Его максимальное значение у ЛБУ-50 соответствует частоте вращения на первой передаче (14 мин в-1). При более высокой частоте вращения (38, 63, 101 мин в-1) вращающий момент уменьшается и его величина становится недостаточной для реализации больших значений осевой нагрузки. Углубка за один рейс при проходке по плотным сухим глинам составляет 0,15—0,25 м.
При бурении шнековым буром на первой передаче углубка за один рейс максимальна и достигает 0,5—0,6 м при осевой нагрузке до 4000 даН.
Производительность при буровом способе проходки шурфов намного превосходит этот показатель при других способах. Например, по сравнению с проходкой вручную при глубине шурфов до 15 м она выше в 5—7 раз.
Стоимость проходки шурфов способом бурения (на примере установки ЛБУ-50) в 4—6 раз ниже, чем при ручном способе. Однако при буровом способе следует учитывать объем шурфопроходческих работ, так как амортизационные отчисления производятся независимо от объема работ, а стоимость буровых установок довольно высокая (рис. 21.25).

Из графика следует, что в общем случае существенный экономический эффект от применения буровой установки ЛБУ-50 можно получить при годовом объеме работ на одну установку (при глубине шурфов до 10 м) не менее 2,5—5 тыс. м.
Широкому внедрению бурового способа проходки шурфов при разведке месторождений препятствуют небольшие объемы шурфопроходческих работ, большая разбросанность участков работ, а также сложные географические, топографические и геологические условия проведения выработок. Эффективность бурового способа проходки шурфов увеличивается в том случае, если при недостаточно больших объеме и концентрации шурфопроходческих работ используются универсальные установки, предназначенные и для бурения разведочных скважин, и для бурения шурфов.
Область проходки шурфов способом бурения может быть существенно расширена путем создания эффективного породоразрушающего инструмента и совершенной технологии для плывунов, несвязных сыпучих, мерзлых, средней крепости и крепких горных пород.