Материал: Технология строительства подземных сооружений. Специальные способы строительства

Буровые установки должны обеспечить заданное направле­ ние скважин; высокую скорость бурения при минимальной стои­ мости работ; минимальное зашламовывание трещин раздроб­ ленной породой; ровную поверхность скважины для установки пакеров.

Выбор типа буровой установки определяется мощностью, глубиной залегания и механическими свойствами горных пород, принятыми методами и технологическими схемами тампониро­ вания, основными размерами и условиями размещения буровых установок (на поверхности земли или в забое подземной выра­ ботки).

При бурении тампонажных скважин с поверхности в зави­ симости от глубины и диаметра тампонажных скважин приме­ няют различные типы буровых установок. Для бурения сква­ жин диаметром 40—150 мм на небольшие глубины (до 100 м) широкое применение нашли самоходные и передвижные уста­ новки шнекового бурения и в частности станки БСН-241, БТС150, ШБУ, СВБ-2, УГБ-50А, «Сибиряк», установка БСК-2М- 100, самоходная буровая установка УРБ-50М. Для бурения скважин глубиной 100—300 м и диаметром 46—151 мм исполь­ зуют установки колонкового бурения ЗИФ-ЗООМ, УК.Б-200/300, ЗИВ-150А, самоходную буровую установку. УБР-ЗАМ и др. Для бурения скважин диаметром 76—190 мм на такую же глубину могут быть использованы самоходные буровые установки СБУ300М. Бурение тампонажных скважин на глубину 300—500 м диаметром 59—200 мм может быть осуществлено установками колонкового бурения ЗИФ-650М и СБА-500. Для бурения там­

ЗИФ-1200А, ЗИФ-1200МР, а диаметром 76-^-350 м^-полупере- движные роторные установки УРБ-4ПМ, УРБ-4М.

При бурении тампонажных скважин из забоя выработки в зависимости от глубины скважины, крепости пересекаемых по­ род и принятой технологической схемы могут быть использова­ ны пневматические бурильные молотки, тяжелые колонковые перфораторы, буровые станки подземного бурения. Скважины глубиной 6—8 м и диаметром 35—52 мм можно пробурить пневматическими бурильными молотками ПР-20Л, ПР-25ЛБ, ПР-ЗОБ.

Для бурения скважин глубиной 20—30 м и диаметром 40—85 'мм целесообразно использовать тяжелые колонковые перфораторы ПК-60, ПК-75. При бурении скважин глубиной 20—50 м, диаметром 60—105 обычно применяют буровые уста­ новки НКР-ЮОМ, БУ-70 и др.

Для бурения скважин глубиной 50—100 м и диаметром 36— 92 м применяют буровые установки для подземного бурения ГП-1, БСК-2А-100, «Алтай» и др.

Рис. 5.10. Схема стационарного рас­ творо-смесительного узла для при­

При больших глубинах скважин используют установки ко­ лонкового бурения ЗИФ-ЗООМ, СБА-500 и др.

Для приготовления тампонажного цементного раствора уст­ раивают'растворосмесительные узлы, которые в зависимости от условий производства работ могут быть стационарные или передвижные. Стационарные растворосмесительные узлы уст­ раивают при больших расходах раствора и большом объеме тампонажных работ. Передвижные растворосмесительные уста­ новки. применяют в стесненных условиях.

На рис. 5.10 показана технологическая схема растворосмеси­ тельной установки для приготовления как двухкомпонентных — цементных, глинистых, бентонитовых, так и многокомпонент­ ных — глиноцементных, цементно-песчаных, глиноцементно-пес- чаных растворов. В последнем случае подготовку глин и суг­ линков производят в отдельном цехе.

Очередность введения компонентов в растворомешалку при приготовлении тампонажных растворов следующая: вода, гли­ на, бентонит, цемент, песок. Загрузку в емкость раствороме­ шалки каждого последующего компонента производят'при по­ лучении однородной смеси после загрузки предыдущих компо­ нентов в полном количестве. Порядок введения добавок-актива­ торов устанавливают на основании результатов лабораторных исследований.

Как видно из. рис. 5.10, для приготовления тампонажных рас­ творов необходимы склады цемента и сыпучих материалов, до­ заторы сыпучих и жидких материалов, сита и смесительное оборудование.

Склады сыпучих материалов располагают так, чтобы обес­ печить меньший объем погрузочно-разгрузочных работ. Для складирования цемента применяют силосьГ С-753, которые по­ зволяют полностью механизировать разгрузочно-погрузочные работы. Склады других сыпучих материалов оборудуют меха­

сительные машины 2СМН-20, СМ-10 и СМП-20, а также сме­ сительный агрегат ЗАС-ЗО. Наиболее удобными для перевозки тампонажных материале^ являются машины СМ-10 и СМП-20. Передвижные смесительные машины позволяют готовить там­ понажный раствор непрерывно с высокой производительностью (36—120 м3/ч).

В качестве расходных емкостей используют специальные ем­ кости для растворомешалки. Побудители раствора используют для того, чтобы при остановках нагнетания находящийся в рас­ ходных емкостях раствор не осаждался и непрерывно находил­ ся в движении. В качестве побудителей используют специаль­ ные механические устройства или сжатый воздух.

Оборудование для приготовления глинистых и глиноцемент­

перед его нагнетанием в тампонажную скважину. Для этого (рис. 5.11) исходный глинистый раствор из бункера-накопителя 1 насосом 2 подают в гидромешалку цементосмесительной ма­ шины 3 типа 2СМН-20, куда вводят цемент. Глиноцементный раствор сливается в емкость 6, из которой всасывается насосом цементационного агрегата ЦА-320 — (7). Жидкое стекло в смесь глиноцементного раствора вводят с помощью насоса 5 непосредственно в коллектор насоса из специальной емкости 4.

Для приготовления химических растворов широко применя­ ют растворосмесители лопастного, центробежного и пропеллер­ ного типов, из которых наиболее качественное перемешивание исходных компонентов обеспечивают растворомешалки пропел­ лерного типа. Определенный интерес для приготовления хими­ ческих растворов представляет ультразвуковая установка,- раз­ работанная управлением «Теплоэнергоавтоматика» (г. Донецк). Установка предназначена для приготовления растворов.в поле упругих колебаний ультразвукового диапазона и состоит из ба­ ков для хранения компонентов, насосов, ультразвуковой колон­ ны, ультразвукового генератора и электрооборудования. Изме­ няя мощность ультразвуковых колебаний, можно регулировать процесс приготовления раствора.

Представляется перспективным применение комплекса там­ понажного оборудования, расположенного на специальных пе­ редвижных платформах.

На рис. 5.12 показана схема приготовления химического рас­ твора. Компоненты — кислота и смола из емкостей 1, 2 центро­ бежными насосами 3 подаются в баки 4, 5, где происходит сме­ шивание с водой, поступающей в баки по трубопроводу 6 до заданных параметров. Смешивание осуществляется с помощью сжатого воздуха, поступающего по трубопроводам 7. Бак 'для