Повышение эффективности использования взрывных скважин в условиях островной многолетней мерзлоты (на примере Нерюнгринского месторождения)

• Автор: Заровняев, Борис Николаевич
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Яркутск
• Количество страниц: 180 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
I. АНАЛИЗ ОПЫТА ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В СЛОЖНЫХ МЕРЗЛОТНОГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
1.1. Краткая характеристика состояния горных работ и оценка мерзлотногидрогеологических условий

1.2. Анализ исследований и практики ведения взрывных

работ в условиях обледенения скважин.

1.3. Анализ существующих методов ведения взрывных работ

в обводненных условиях

1.4. Цель, задачи и методы исследований

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ УСЛОВИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ

ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН

2.1. Анализ методов и результатов исследований температурного режима пород в скважине.
2.2. Разработка требований для создания аппаратуры и методики проведения исследований
2.3. Исследование температурного режима во взрывных скважинах
2.4. Исследование процессов обледенения взрывных скважин.
2.5. Исследование влияния внешних факторов на процесс обледенения взрывных скважин.
Выводы.
3. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ ОСТРОВНОЙ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ
3.1. Методика исследований
3.2. Исследование влияния деятельного слоя на гидрогеологические условия скважин.
3.3. Исследование способа понижения уровня грунтовых
.
Выводы
4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН .
4.1. Определение объема восстановительных работ.
4.2. Разработка средств и способов восстановления обледенелых скважин.
4.3. Разработка рациональной технологии заряжания в период обводненности скважин.
4.4. Экономическая эффективность разработанных мероприятий.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Существующие методы борьбы с этими явлениями недостаточно эффективны, так как не охватывают все формы проявления сложных мерзлотно-гидрогеологических условий, заключающихся в многообразии форм обледенения, вызванных расчлененностью водоносных горизонтов многолетнемерзлыми породами островного развития и тектоническими нарушениями, формированием деятельного слоя на вскрышных уступах и его влиянием на процессы обледенения и обводненности скважин. Все это позволяет оценить мерзлотно-гидрогеологические условия разреза как чрезвычайно сложные и создающие специфические условия эксплуатации взрывных скважин. В - гг. За эти годы оформились теоретические положения, установлены общие закономерности процесса намораживания воды на твердом основании /7/. Процесс постепенного заполнения горных выработок льдом в результате конденсации паров или намерзания подземных вод определяется как обледенение выработок. Продукты конжеляционного обледенения в горных выработках представляют своеобразные подземные наледи. По генезису наледеобразующих источников в зоне многолетнемерзлых пород различают наледи надмерэлотных, подмерзлотных и межмерз-лотных вод. Термодинамические и физические процессы горного производства при отрицательных температурах рассмотрены в работах В. В. Ржевского, С. А.Гончарова, А. П.Дмитриева, Ю. Д.Дядькина, Н. С.Ива-нова и других /8-П/. Теоретические положения льдообразования на твердой поверхности рассмотрены в работе А. И.Пехович //, где приведены данные о физических свойствах воды, льда и его разновидностей, инженерные вопросы теплофизики образования льда. Однако физические основы обледенения взрывных скважин изучены недостаточно. Для изучения и объяснения этого явления заимствованы из гляциологии термины: наледь, наледный процесс, намерзание, кон-желяционное и сублимационное обледенение, ледяные сталактиты и пробки, ледяная корка, изморозь, термическое разрушение. Авторы А. И.Богданец, Р. С.Пермяков, В. П.Подкалгок /-/ утверждают, что основным источником образования наледи в скважине являются надмерзлотные воды. При этом они считают наиболее неблагоприятным периодом для ведения буровзрывных работ лето. В это время атмосферные, грунтовые и талые воды поступают в скважину и там замерзают, приводя сначала к обледенению стенку скважины, образованию ледяных наплывов, а затем к полному заполнению их льдом. Процесс этот на карьере "Медвежий ручей" длится 7-9 суток. Для предотвращения этого явления скважины заряжают вслед за бурением. Однако не установлено оптимальное время заряжания и не разработаны эффективные методы борьбы с обледенением. Согласно //, потери скважин на предприятиях Норильского ГОКа в зимнее и весеннее время достигают ^, причиной обледенения также являются надмерзлотные воды и многолетняя мерзлота. Разрушение происходит в течение 2-3 суток, а в дождливую погоду за сутки. Наиболее подробно процесс обледенения взрывных скважин изучен в работе Ю. И.Печенина //. Слабую изученность этого явления автор связывает с трудностью контролирования процесса. В работе установлена зависимость обледенения от времени года и поступающей воды. Глубина образования пробок при обледенении может быть различна, так как зависит от многих факторов. В работе установлено, что наиболее интенсивное перемерзание скважин происходит на глубине 0,5 -1,0 м; в одних и тех же условиях обледенение происходит на разной глубине; образование наледи наблюдается при температуре пород -I * -2°С; предложена формула для определения глубины обледенения взрывных скважин. Однако формула включает показатели (доля оттаивания породы от полной ее глубины на момент определения; доля оттаивания породы от полной ее глубины на момент рас^чета; расстояние от уровня оттаивания породы до уровня перемерзания), которые можно найти только измерением. Это осложняет процесс расчета и затрудняет применение в производственных условиях. Для предотвращения обледенения скважин в работе предлагается теплоизоляция их устьев с помощью мешков из-под ВВ, опилок и бурового шлама. Известно, что это не прекращает оттаивание сезонномерзлых пород и поступление воды в скважину, поскольку такая теплоизоляция является местной, а сезонная оттайка идет по всей площади уступа, поэтому мероприятие приводит только к замедлению этого процесса. Таким образом, теплоизоляция устья скважины не является эффективным методом борьбы с обледенением.