Технология и организация строительства объектов природообустройства
Ударно-вращательное бурениесостоит в разрушении породы в забое скважины бурильной коронкой, закрепленной на погруженном пневмоударнике*, вращающемся совместно с бурильной штангой от внешнего двигателя. Здесь отсутствует жесткая кинематическая связь в системе удар-вращение. Сочетание двух способов разрушения породы обеспечивает высокую производительность станка при бурении им скважин в крепких и
абразивных породах. Буровую мелочь из скважины удаляют отработанным воздухом или воздушно-водяной смесью.
В строительстве используют легкие и мобильные типы станков ударно-вращательного бурения. Бурильный инструмент состоит из погруженного пневмоударника со специальной съемной коронкой и набора свинчивающихся пустотелых бурильных штанг, по которым подается рабочий сжатый воздух для пневмоударника. Длина бурильной штанги соответствует величине хода податчика станка.
Станок 1СБУ-125 проходит скважины диаметром 105 и 125 мм в породах VI—XI групп глубиной до 22 м в любых климатических условиях.
*Бурильный молоток, лишенный поворотного устройства, на котором установлена бурильная коронка.
Эксплуатационная производительность этих станков составляет 2,5-4,0 м/ч и зависит от крепости и трещиноватости породы, диаметра скважин и давления сжатого воздуха в системе.
Для снабжения бурильных молотков и станков ударно-вращательного бурения сжатым воздухом под давлением 0,6-0,7 МПа создают компрессорное хозяйство, состоящее из стационарных или передвижных компрессоров, воздухосборника (ресивера), сети трубопроводов и шлангов для подачи сжатого воздуха потребителю. Стационарные компрессорные станции размещают в местах наибольшего потребления воздуха. Их комплектуют поршневыми или турбокомпрессорными агрегатами с суммарной подачей до 200-250 м3/мин. Передвижные компрессоры обычно имеют подачу 8-10 м3/мин и размещаются в непосредственной близости от потребителей.
Потребность в сжатом воздухе для буровых работ, м3/мин, определяют по формуле:
,где
К1 -коэффициент одновременности работы потребителей (при 5 потребителях К1=0,82, при 10 -К1 = 0,7, при 25 –К1 = 0,68);
K2- коэффициент утечек воздуха из сети, принимаемый в пределах 1,4- 1,6; К3- коэффициент, учитывающий уменьшение объема воздуха при охлаждении, принимаемый равным 1,3;
К4- коэффициент, учитывающий степень разреженности воздуха на различных отметках (при отметке до 300 м К4=1,03, от 300 до 600 м К4 =1,1, от 600 до 1200 м К4 =l,14);
К5 - коэффициент, учитывающий износ механизмов, принимаемый равным 1,2;
q -расход воздуха единичным потребителем по паспорту, м3/мин.
Обычно предусматривают резерв подач компрессорной установки в размере не менее 20 % расчетной.
Воздухосборник обеспечивает равномерную без толчков подачу сжатого воздуха потребителю. Объем воздухосборника определяют по формуле:
,
Магистральные воздухопроводы выполняют из металлических труб диаметром 50—300 мм, соединенных сваркой или (при диаметре до 150 мм) быстроразъемными соединениями. Воздуховоды укладывают с уклоном 1:200 и через 80-100 м снабжают водомаслоотделителями. В суровых климатических условиях магистрали утепляют. Распределительную систему выполняют из труб диаметром 32-50 мм на быстроразъемных соединениях. В конце распределительной системы устанавливают вентиль и делитель, к которому подсоединяют гибкие шланги потребителей сжатого воздуха.
Станки шарошечного бурения снабжены автономными компрессорами. Электроснабжение станков осуществляется током с напряжением 380 В от передвижных трансформаторных подстанций с помощью гибкого кабеля.
Из способов физико-химического разрушения пород при бурении практическое применение получил термический (огневой). При огневом бурении происходят хрупкое разрушение пород, разрушение их с частичным плавлением и плавление. Хрупкое разрушение протекает при 250-500 °С, тогда как плавление происходит при 1200-1700 °С.
Принципиальная схема термического бурения ясна из рис. 4.4. Горючее (бензин, керосин или дизельное топливо) в распыленном виде и кислород подаются в камеру сгорания. При сгорании образуются газы с температурой 2500-3000 °С, которые вытекают из сопла в скважину со скоростью 1600-1800 м/с. Одновременно в скважину подается вода. Все это вызывает разрушение раскаленной породы.
Смесь газов, паров воды и измельченной породы под давлением, развивающимся в скважине, выносится на поверхность со скоростью 20-40 м/с по кольцевому зазору между стенками скважины и термобуром.
Огневым бурением можно проходить скважины диаметром до 250 мм на глубину 17-20 м. Ориентировочная скорость бурения: для гранита, чистого кварца-16 м/ч и более; песчаника-10 м/ч; бетона-10-20 м/ч; мрамора - 11,5-23 м/ч. Наибольший эффект этот способ дает при бурении в изверженных породах.
§ 32. ПОНЯТИЕ О ВЗРЫВЕ И ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВАХ
Взрыв -это чрезвычайно быстрое химическое превращение вещества или смеси веществ из одного агрегатного состояния в другое с переходом их потенциальной энергии в кинетическую газообразных продуктов, образованием ударной волны и сжатых газов, способных производить механическую работу, с выделением большого количества тепла.
Взрыв может совершаться в форме быстрого горения или детонации. При горении передача тепла происходит путем теплопроводности в твердых веществах и диффузии в газах, а при детонации теплопередача осуществляется ударной волной, вызывающей мгновенное сжатие и сильный разогрев тонкого слоя взрывчатого вещества и находящихся в нем пузырьков воздуха. Скорость детонации во много раз больше скорости горения. Так, скорость взрывчатого разложения черного пороха (горение) составляет примерно 0,8 км/с, а скорость детонации аммонита № 6 ЖВ-3,8-4,6 км/с.
При взрывных работах в строительстве используют исключительно твердые химические взрывчатые вещества (ВВ) и их смеси.
Химические ВВ по составу подразделяют на индивидуальные ВВ и механические взрывчатые смеси. Индивидуальные ВВ подразделяют на первичные (инициирующие) и вторичные (бризантные).
Первичные ВВ (гремучая ртуть, азид свинца) обладают повышенной чувствительностью и легко взрываются от слабого удара, трения, накола, тряски, луча огня или искры. Эти вещества используют только в капсюлях-детонаторах для инициирования вторичных ВВ.
Вторичные, или бризантные, ВВ (тротил, тетрил, гексоген, тэн) менее чувствительны к внешним воздействиям и, следовательно, менее опасны в обращении. Для возбуждения в них взрыва используют небольшой заряд первичного ВВ. Эти ВВ позволяют возбуждать и поддерживать реакцию взрывчатого разложения в механических взрывчатых смесях, а в отдельных случаях могут применяться самостоятельно для взрывной отбойки.
Для разрушения скального массива используют в основном механические взрывчатые смеси, состоящие из вещества, богатого кислородом (аммиачная или натриевая селитра), что обеспечивает минимальное выделение вредной окиси углерода при взрыве, и компонентов, богатых углеродом (бризантные ВВ). Введение бризантных ВВ позволяет сенсибилизировать (поддерживать) процесс взрывчатого разложения и регулировать мощность ВВ. Кроме того, в состав ВВ вводят вещества, понижающие их чувствительность без потери взрывных свойств (флегматизаторы - парафин, минеральное масло и т. п.), и ряд других компонентов, обеспечивающих связность состава. При возбуждении детонации таких смесей сначала происходит взрывчатое превращение сенсибилизатора, а затем окислительное взаимодействие между образовавшимися компонентами.
Скачать реферат