Совершенствование технологии бурения взрывных скважин в условиях кимберлитовых месторождений Якутии

• Автор: Дойников, Юрий Андреевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Состояние буровзрывных работ на карьерах АК «АЛРОСА». Проблемы. Цели и задачи исследований

1.1. Современное состояние буровзрывных работ на карьерах АК «АЛРОСА»

1.2. Условия и специфика бурения скважин на алмазорудных карьерах Якутии

1.3. Обзор и анализ исследований температурного режима скважины при

бурении мерзлых влагосодержащих пород

1.4. Обзор и анализ исследований по созданию нового бурового инструмента для условий алмазорудных карьеров Якутии

1.5. Цели и задачи исследований

2. Условия разрушения мерзлых сложноструктурных пород. Выбор и обоснование рационального типа бурового инструмента
2.1. Научно-технические предпосылки создания и принципы выбора параметров режущего бурового долота
2.2. Анализ влияния силовых параметров и свойств породных массивов на работу режущих долот в условиях алмазорудных
месторождений Якутии
2.3. Выбор и обоснование параметров сменных резцов режущих Долот
2.4. Обоснование параметров сетки резания бурового долота
Выводы
3. Исследование процесса транспортирования мерзлых пород в затрубном пространстве. Поиск способов и средств, стабилизирующих процесс очистки скважин
3.1. Анализ буримости мерзлых, влагосодержащих вязких пород алмазорудных карьеров

3.2. Обоснование оптимальных параметров пневмотранспортирования
продуктов разрушения при бурении скважин с очисткой сжатым Воздухом
3.3. Рабочая модель теплообменных процессов в призабойной зоне скважины
3.4. Нормализация температурного режима призабойной зоны скважины
3.5. Выбор параметров и разработка конструкций охлаждающих устройств для нормализации процесса бурения мерзлых пород
Выводы
4. Ресурсосберегающие технологии бурения взрывных скважин на алмазорудных месторождениях Якутии. Реализация результатов исследований
4.1. Основные направления повышения эффективности технологии бурения взрывных скважин в многолетнемерзлых сложноструктурных породных массивах кимберлитовых месторождений Якутии
4.2. Производственные испытания технических устройств, нормализующих температурный режим бурения скважин
4.3. Исследования работы комбинированных долот в условиях алмазорудных карьеров Якутии
4.4. Промышленная эксплуатация режущих долот для бурения с продувкой на карьерах АК «АЛРОСА»
4.5. Влияние технологии бурения кимберлитов режущими долотами
на сохранность кристаллов алмазов
Заключение
Литература
Приложения

Введение
Горно-геологические условия эксплуатации оборудования определяют направления разработки высокоэффективных технологий на всех этапах горного производства. Многолетняя мерзлота и сложноструктурное строение вскрышных породных массивов характерны для алмазорудных месторождений Якутии, где температура в зимние месяцы достигает - 50°С, а средняя годовая - не превышает минус 10-15°С. Это предопределяет весьма неблагоприятные условия бурения, обслуживания станка и работы смежных механизмов горного производства.
Технология бурения - это реализация в конкретных условиях процесса разрушения породы на забое скважины и транспортирования продуктов разрушения при соответствующем сочетании свойств массива, конструктивных параметрах исполнительного органа и режимных параметрах работы. Требования к технологии бурения скважин вытекают из специфических особенностей месторождений.
Специфика бурения скважин в условиях алмазорудных карьеров обусловлена: сложностью строения уступов и неоднородностью пород, низкими температурами, наличием многолетней мерзлоты, высокой обводненностью пород и наличием илисто-глинистых отложений. Сложное строение уступов затрудняет выбор параметров бурового инструмента, снижает эффективность разрушения породы на забое скважины и приводит к ухудшению показателей бурения.
Бурение скважин на алмазорудных карьерах Севера является одной из основных и трудоемких технологических операций. Расходы на бурение в себестоимости добычи достигают 30%. Буримые породы отличаются весьма специфическими особенностями, которые исключают возможность механического перенесения опыта бурения из других регионов и обусловливают сравнительно низкие технико-экономические показатели проходки скважин. Совершенствование технологии бурения в

2. Условия разрушения мерзлых сложноструктурных пород. Выбор и обоснование рационального типа бурового инструмента
2.1. Научно-технические предпосылки создания и принципы выбора параметров режущего бурового долота
Станки шарошечного бурения используются для бурения скважин с использованием пневматического способа очистки скважин от буровой мелочи. В породах средней крепости, особенно вязких, глиносодержащих, они не обеспечивают удовлетворительных технико-экономических показателей работы.
Практически доказано [49], что в породах крепостью до 7 по М.М. Протодьяконову наиболее эффективным способом разрушения является режуще-вращательный. В условиях алмазорудных карьеров Якутии при вскрытии месторождения и разноске бортов большой объем буровых работ приходится на мерзлые, вязкие, илисто-глинистые породы. В связи с этим проблема возникает в создании режущих долот большого диаметра, работающих в сочетании с продувкой скважины воздухом. Экспериментальные данные бурения такими долотами на угольных и золоторудных месторождениях [49] свидетельствует о возможности и высокой эффективности работы режущего бурового инструмента в сочетании с пневмотранспортированием продуктов разрушения. Задача состоит в выборе рациональных параметров таких режущих долот применительно к условиям алмазорудных карьеров.
Эффективность работы режущего бурового долота зависит от свойств породы, режима бурения и параметров долота.
Физико-механические свойства породы оказывают решающее влияние на показатели бурения и выбор параметров долота. Из свойств породы, которые определяют ее разрушаемость, следует выделить крепость породы,