Файл: Лобанов, Д. П. Гидромеханизация геологоразведочных и горных работ учеб. пособие.pdf

Т а б л и ц а 8

Примечания.1.Припослойнойразработкекатегорияосадковустанавливается длякаждогослоя. 2.Всвободныхграфахвозможнолюбоесодержаниефракций.

127

Г л а в а VI

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ НА ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ И ГОРНЫХ РАБОТАХ

Широкое применение гидромеханизации в различных звеньях технологии геологоразведочного и горного производства является характерной чертой современного развития этих отраслей промыш­ ленности. В каждом конкретном случае технология работ осуще­ ствляется с использованием различных технических средств гидроме­ ханизации, которые можно объединить в т е х н о л о г и ч е с к и е к о м п л е к с ы .

Схематическое изображение сочетания отдельных процессов тех­ нологического цикла с применением технических средств гидро­ механизации назовем технологическими схемами. Целесообразность применения тех или иных технологических схем, как и гидромеха­ низации вообще, решается путем технико-экономических расчетов.

§ 1. КОМПЛЕКСЫ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ ПРИ ВЕДЕНИИ БУРОВЫХ РАБОТ

Разведочное (в том числе глубокое) бурение наиболее эффек­ тивно при скоростных режимах и применении специальных разру­ шающих забойных механизмов с высокопрочными армированными коронками. Интенсификация процесса бурения в таких условиях возможна только при создании надежной циркуляции в забое потока промывочной жидкости заданных параметров (т. е. смеси воды с диспергированными твердыми частицами, обычно глины с присад­ ками), а в соответствующих условиях .— освоение так называемого бескернового процесса. В последнем случае разбуренная в забое порода выдается на поверхность в виде гидросмеси, причем проба в таком виде подвергается анализу и относится к определенным интервалам геологического разреза проходимой скважины.

Наконец, в условиях неустойчивых боковых пород в целях по­ следующего сохранения скважин производят тампонаж затрубного пространства нагнетанием цементных растворов. Подобная схема широко применяется и при цементации разведочных и эксплуата­ ционных шахтных стволов.

Технологический ком­ плекс гидромеханизации при ведении буровых ра­ бот в общем случае вклю­ чает технические средства для приготовления про­ мывочной жидкости или тампонажного раствора, обеспечения циркуляции (нагнетания) гидросмеси в скважину (в межтрубное или затрубиое простран­ ство), а при бескериовом бурении — обезвоживание породы. При бурении глу­

расходов на проходку сква­ жины.

На рис. 43 приведена типичная технологическая схема, которая с некото­ рыми изменениями в каж­ дом конкретном случае используется для приго­ товления и гидротран­ спорта как промывочных жидкостей, так и тампо­ нажных растворов на буровых установках. Пере­ качка гидросмеси по тру­ бам является важнейшей частью процесса циркуля­ ции промывочной жидко­ сти или цементации сква­ жин (и шахтных стволов).

Приготовление гидро­ смеси производится в этом случае на поверхности. Глина или цемент автосамосалами загружается в приемный бункер, из которого ленточным кон­ вейером транспортируется к питателю-дозатору. От­ сюда материал поступает

130

в две пропеллерные растворомешалки, где приготовляется гидро­ смесь требуемой концентрации. Далее смесь самотеком^перели­ вается в расходные пропеллерные растворомешалки, откуда буро­ вым насосом перекачивается по трубопроводу в забой скважины. Питание растворомешалок водой производится от водопровода или резервуара (с помощью центробежного насоса).

Для непрерывной циркуляции промывочной" жидкости, ее акку­ муляции и частичной регенерации предусматривается дополнитель­ ное технологическое звено с трубопроводной системой циркуляции жидкости от бурового насоса. Сюда входит небольшой гидроотвал для складирования бурового шла­ ма и осветления воды, гидроцик­ лоны и др.

Для приготовления химических реактивов в схеме рис. 43 преду­ смотрен резервуар 9, из которого разведенные реактивы по трубам подаются в? растворомешалки. Эти реагенты, иначе называемые ПАВ (поверхностно-активные вещества), используют для придания боль­ шей текучести структурной гид­ росмеси.

Нагнетание цементного раство­ ра в скважины и в стволы про­ изводится соответственно с поверх­ ности или из забоя, куда цемент­ ный раствор подается самотеком. В первом случае цементный рас­ твор может нагнетаться одновре­ менно и в несколько скважин

из одной буровой насосной установки. При подаче раствора по од­ ной трубе гидросмесь направляется в скважины с помощью специ­ ального распределительного вентиля, к которому подсоединяются высоконапорные шланги. Давление раствора, нагнетаемого в сква­ жину, регулируется по показаниям манометра. По окончании нагне­ тания скважина на время затвердевания цементного раствора пере­ крывается.

При повышенных расходах промывочной жидкости и бурении куста скважин применяют схемы приготовления и гидротранспорта с аккумулирующей емкостью. В этом случае в технологическом комплексе предусматривается емкость с побудительным устрой­ ством для аккумуляции и хранения определенного запаса гид­ росмеси.

При бескерновом бурении (в том числе гидролотами) обработка проб, получаемых в виде гидросмеси, ведется на аппаратах гра­ витационного обогащения или на специальных установках (в зави­ симости от геологических требований в бурению). Технологическая

схема включает узлы для отделения (регенерации) раствора, а при необходимости дозатор ПАВ или абразивного материала (песка, дроби и др.), как это показано на рис. 44.

§ 2. КОМПЛЕКСЫ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ ПРИ ПРОХОДКЕ ТРАНШЕЙ, ОПРОБОВАНИИ РОССЫПЕЙ

II ВЕДЕНИИ ВСКРЫШНЫХ РАБОТ

П р п п р о х о д к е г е о л о г о р а з в е д о ч н ы х в ы р а ­ б о т о к на поверхности (траншей и др.) порода из забоя подается на обогатительные установки (шлюзы) для промывки проб большого

Рпс. 45. Технологическая схема гидравлической проходки разведочной тран­ шеи:

1— канава; 2 — насосная станция; 3 п 4 — зумпф п землесосная установка; 5 — шлюз; 6 — дамба п 7 — водооборот

объема. Этот процесс сочетается с зачисткой плотика россыпи в вы­ работке, что обеспечивает получение наиболее обоснованных раз­ ведочных данных (для подсчетов запасов в особенности).

По такой схеме ведется разведка и ранее отработанных рос­ сыпей. Для размыва породы применяют обычно гидромониторы, транспортирование горной массы на шлюзы ведется по трубам с помощью грунтовых насосов. На рис. 45 приведена типичная тех­ нологическая схема с комплексом гидромеханизации, включающим гидромониторную и землесосную установки.

При такой схеме первоначальный котлован для проходки тран­ шеи углубляется с помощью грунтового насоса, который переносится на нижние горизонты по мере углубления. После углубки траншеи грунтовой насос устанавливается на плотике россыпи. Траншеи про­ ходятся вкрест простирания месторождения (и располагаются на

132

1,5—2 до 3—3,5 км одна от другой). Ширина траншей но плотику около 25 м, по верху 55 м, длина до 150 м, глубина до 8 м.

Особенностью схемы является использование дизельных приво­ дов (для отдельных районов) и расположение гидротранспортного оборудования в специально построенных и закрепленных шурфах (глубиной до 16 м в зависимости от мощности осадков). При такой схеме достигается расположение грунтового насоса ниже уровня жидкости в зумпфе (т. е. наиболее благоприятное). Расстояние гидротранспортирования составляет до 1 км, а иногда и более.

Рис. 46. Технологическая схема гидравлического проведения заходки:

1 ц г — желобы; з и 4 — гидромониторы; 5 — зумпф; в — отвал; 7 — трубопровод; S — струйный насос; 9 — резервуар

Для переоценки отдельных участков россыпей,' особенно^в мерз­ лых породах, проходят заходки с применением простейшего ком­ плекса гидромеханизации по схеме рис. 46. Отличительной особен­ ностью его является применение струйного насоса (гидроэлеватора) для транспортирования горной массы на шлюз, а также гидравли­ ческого вашгерда. Б этом случае расстояние транспортирования со­ ставляет до 30—50 м при высоте подъема до 3—3,5 м.

Данная схема особенно целесообразна при опробовании рыхлых отложений, содержащих включения валунов и крупнокускового обломочного материала. В таких условиях подача гидросмеси из зумпфа на шлюзы затрудняется при применении напорного гидро­ транспорта (особенно грунтовых насосов). Гидравлические шлюзы работают неудовлетворительно, так как подача на шлюзы горной массы с большим содержанием камней неравномерна и сопровождается частыми авариями (закупорками горловины струйного насоса и пр.). В этих условиях и применяют гидравлические вашгерды.

133