Обоснование и выбор рациональных параметров технологического процесса шарошечного бурения в условиях карьера : на примере карьеров ОАО "Ачинский глиноземный комбинат"

• Автор: Нехорошев, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ НА КАРЬЕРАХ. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Состояние, тенденции и проблемы развития буровой техники

и технологии на открытых горных работах

1.2. Резюме. Задачи и методы исследования

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ

И КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ШАРОШЕЧНОГО БУРЕНИЯ НА КАРЬЕРАХ
2.1. Анализ структуры и критериев оценки эффективности функционирования технологической системы «горная порода

буровой инструмент - буровой станок»

2.2. Анализ технико-экономических показателей шарошечного

бурения на карьерах с учетом влияния крепости горных пород

Выводы
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ «ГОРНАЯ ПОРОДА - БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ -БУРОВОЙ СТАНОК» В УСЛОВИЯХ КАРЬЕРА
3.1. Оценка методических подходов к разработке математических моделей процесса бурения
3.2. Обоснование и выбор математических моделей базовых технологических зависимостей натурного процесса шарошечного бурения
3.3. Математические модели и решения по выбору рациональных типов долот и прогнозирование оптимальных технико-экономических
показателей процесса бурения в условиях карьера
Выводы

Глава 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВ ОЧИСТКИ СКВАЖИН ПРИ ШАРОШЕЧНОМ БУРЕНИИ В УСЛОВИЯХ КАРЬЕРА
4.1. Вопросы теории и особенности технологии очистки скважин
с использованием энергии сжатого воздуха
4.2. Теоретические предпосылки создания и сущность пневмо-эжекционного способа очистки скважин
4.3. Особенности и технические преимущества устройств для бурения
с пневмо-эжекционной очисткой скважин
4.4. Опытно-промышленные испытания и определение технико-экономических показателей пневмо-эжекционной очистки
взрывных скважин
Выводы
Глава 5. ОЦЕНКА РЕЖИМОВ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ КАРЬЕРА
5.1. Оценка режимных параметров разрушения горных пород
при шарошечном бурении в условиях карьера
5.2. Влияние особенностей специализированных шарошечных долот
на выбор рациональных параметров и эффективность процесса бурения
5.3. Обобщенная методическая схема оптимизации технологического
процесса бурения в условиях карьера
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
Справка о внедрении результатов диссертационной работы
Акты испытаний пневмо-эжекционного способа эвакуации бурового шлама из скважины, буровых долот

Первоочередным, весьма трудоемким и дорогостоящим производственным процессом на карьерах является высокомеханизированное бурение взрывных скважин, осуществляемое с использованием преимущественно шарошечных долот (более 85 % от всех объемов). На карьерах черной и цветной металлургии, в том числе на карьерах ОАО «Ачинский глиноземный комбинат», являющегося крупнейшим поставщиком глиноземного сырья, скважины бурят почти исключительно станками СБШ-250МНА различных модификаций, используя шарошечные долота (ШД) диаметром 244,5; 250,8 и 269,9 мм.
За последние годы экономические условия горного производства резко усложнились, производительность станков стабилизировалась, происходит непрерывное увеличение затрат на бурение, которые достигают 30-35 % от общих затрат на горные работы. В то же время объемы бурения на карьерах России в ближайшие десятилетия превысят 50-60 млн м. скважин в год.
К снижению экономичности бурения привела совокупность таких факторов как значительное удорожание сложных ШД и станков, рост тарифов на электроэнергию, нестабильность качества ШД, выпускаемых многими вновь организованными заводами с неустоявшейся технологией производства. Ослаблено внимание к правильному выбору типов и режимов эксплуатации буровых долот, на которые приходятся основные (до 65-70 %) расходы на бурение.
Технологический процесс бурения взрывных скважин по уровню удельных затрат не соответствует современным требованиям к экономии ресурсов и энергосбережению. Себестоимость 1 м скважины колеблется от 87 до 330 руб., достигая в крепких породах 400-500 руб., а стоимость машино-часа работы станка от 1000 до 2300 руб.
Имеют место высокие затраты на электроэнергию главным образом из-за несовершенства систем пневматической очистки скважин, в которых за всю историю применения станков СБШ принципиальных изменений не произошло.

том цен на оборудование, материалы, инструменты и услуги, резко повысились затраты производства, в связи с чем вопросы снижения издержек производства являются весьма актуальными. Значительную долю затрат (до 20 %) в себестоимости добычи известняка на предприятии составляют расходы на буровзрывные работы [22].
Комбинат имеет два карьера: Мазульский известняковый рудник (карьер) и Кия-Шалтырский нефелиновый рудник (карьер). По мощности и технологическим комплексам карьеры АГК сходны со многими отечественными и зарубежными (например, карьер «Эрденет» в Монголии) горнорудными карьерами. Выемочно-погрузочно-транспортные работы построены на технологической моносхеме «Экскаватор ЭКГ-автосамосвал». Подготовка горных пород к выемке осуществляется с использованием буровзрывного рыхления, методом скважинных зарядов скважинами диаметром 250 м м. На обоих карьерах для бурения взрывных скважин применяются однотипные буровые станки СБШ-250МНА общей численностью 15 единиц.
В первую очередь важно исследовать практические данные о влиянии свойств горных пород на показатели забойного процесса бурения (V и 10) и закономерности изменения критериев оптимизации буровой системы.
Принципиальное значение имеет вопрос о методе оценки сопротивляемости пород разрушению. В работах [33-35 и др.] доказано, что для количественной оценки свойств горных пород в инженерных расчетах необходимо применять интегральные показатели, отражающие тесную и непосредственную связь между технологией и объектом разрушения. Наибольшим подобием технологическому процессу бурения обладает метод определения контактной прочности Рк горной породы [27, 33]. Однако в практике карьеров и в подавляющем большинстве литературных источников одним из наиболее распространенных интегральных показателей сопротивляемости пород разрушению является простой, удобный и универсальный коэффициент крепости /, предложенный проф. М.М. Протодьяконовым. Часто используют показатель прочности породы при бурении аб , показатель трудности бурения Пб