3 Выбор и расчет бурового оборудования

Для выбора бурового оборудования руководствоваться горно-геологическими условиями, на основание которых выбирается площадь обуреваемой зоны одной буровой установкой. Размеры обуреваемой зоны мы рассчитали в предыдущем пункте.

Для моих горно-геологических условий подходят следующие буровые установки: НКР-100М и Симба12-53Г.

Таблица 1-Технические характеристики буровых установок.

Параметры	НКР-100М	Симба 12-53Г
Высота обуреваемой зоны, м	80	80
Ширина обуреваемой зоны, м	80	80
Глубина бурения, м	80	80
Диаметр скважины, мм	105	85
Число бурильных машин	1	1
Тип бурильной головки	П-1-75	КОП-20-50

Для определения объема бурильных работ необходимо построить графически сетку буримых скважин. Для чего нужно определить расстояние между скважин и расстояние между рядами скважин.

Определяем число скважин в веере. Для этого используем графический способ. Для графического построения необходимо определить расстояние между скважинами.

a=mW (1)

где m- коэффициент сближения зарядов,(m=2.8)

W- линия наименьшего сопротивления, м

Линия наименьшего сопротивления определяется по формуле.

(2)

где р- вместимость заряда одного метра скважины, кг/м

(3)

где d- диаметр скважины, м

Δ- плотность ВВ (Δ=900 )

q- удельный расход ВВ на отбойку,кг/м3

q=q_э*e*k₁*k₂*k₃*k₄*k₅ (4)

где q_э - эталлоный расход Амонита-6-ЖВ (qэ=0,6)

е- коэффициент работа способности ВВ (е=1)

k₁ - коэффициент учитывающий прочность массива (k₁=1,2)

k₂ -коэффициент расположения скважин (k₂=1,1)

k₃ – коэффициент учитывающий условие действия заряда (k₃=1)

k₄ – коэффициент плотности заряжания (k₄=0,9)

k₅ - коэффициент диаметра скважины

(5)

Построение веера скважин и графическое определение длины заряда в каждой скважине рекомендуется производить в следующей последовательности. В выбранном масштабе вычерчивается слой и буровая выработка. Из центра выработки (точка О) проводят ось скважины №1 так, чтобы ее забой отстоял от точки А на расстоянии 0,5а. Из точки пересечения скважины №1 с границей отбиваемого слоя (точка В) восстанавливают перпендикуляр ВС, на котором откладывается расчетное расстояние между скважинами, равное а (точка D).

Через точку D и ось выработки О проводят ось скважины №2. Аналогичное построение продолжается до скважины №4.

Положение забоя скважины №5 (в точке Е) определяется таким образом, чтобы длина перпендикуляра, опущенного из точки Е на скважину №4, составляла а. Положение забоя скважины №6 находится аналогично. Забой скважины должен отстоять от вертикальной границы слоя на расстояние не более 0,5а и не менее W.

Безусловно, что построения, выполненные для скважин №2-№4 и №5, - не аналогичны, так как длина перпендикуляра, опущенного из точки В на скважину №2 (перпендикуляр ВР), несколько меньше, чем расстояние ВD, равное а. Однако выполнение более сложного построения не приводит к улучшению расположения скважин в натуре в связи с некоторыми ошибками при их забуривании и отклонении скважин в процессе бурения. (Построение схемы расположения скважин будет разъяснено на консультациях: среда - 18:00, суббота – 14:30 или самостоятельно см. В.К. Шехурдин «Задачник…» - стр. 120).

Таблица 2-Характеристики бурильных головок

Параметры	П-1-75	КОП-20-50
Энергия удара, Дж	90	200
Частота ударов в секунду, Гц	32	75
Усилие подачи, Н	6000	20000
Крутящий момент, Н/м	175	550
Расход вохдуха, м3/с	0,11	0,25

Начальная скорость бурения определяется по формуле

(6)

где А – энергия удара

z – частота ударов в секунду

η – коэффициент полезного действия (0,75)

d – диаметр скважины

µ - коэффициент трения стали об породу(0,25-0,3)

α – угол заострения лезвия(110)

К₃ – коэффициент затопления(1,1)

Средняя скорость бурения определяется по формуле

(7)

где V_нач – начальная скорость бурения;

а – декремент затухания энергии ударного импульса(0,7)

L – длина шпура;

Таблица 3-Средняя скорость бурения(относительная)

aLср	е -al	1 – е -al	Vср /Vнач
0,1	0,909	0,095	0,950
0,2	0,819	0,181	0,905
0,3	0,741	0,259	0,863
0,4	0,670	0,330	0,825
0,5	0,607	0,393	0,786

Продолжение таблицы 3

0,6	0,549	0,451	0,750
0,8	0,449	0,551	0,650
1	0,368	0,632	0,632

Определив начальную и среднюю скорость, определяем техническую производительность установки:

(8)

где N_бм – число бурильных машин

K_о– коэффициент одновременности работы(1)

K_г – коэффициент готовности установки (1)

T_n – длительность перегона установки (5 мин);

V_ср – средняя скорость бурения, м/мин;

V_ох – скорость обратного хода бурильной машины. (1);

T_З – длительность замены коронки (2 мин);

T_н – длительность наведения бурильной машины с одного шпура на другой (1 мин.);

L – длина скважин, м (из построенного графика).

Экономическая производительность бурильной машины определяется по формуле

Q_э=Q_TX*К_и (9)

где, К_и – коэффициент использования бурильной машины(0,9)

Длительность бурения определяется по формуле

(10)

Исходя их технико-экономических расчетов, для бурения принимают бурильную установку более выскопроизводительную.