Техника - молодёжи 1946-07, страница 6

Месторождения полезных и скоп а е мых часто залегают под мощными слоя ми рыхлых и неустойчивых горных пород плывунов, представьяющих собою насыщенные водой пески и песчанистые глины.

В этих случаях добраться шахтой до полезных ископаемых бывает очень трудно. При выемке породы в шахту наплывает новая порода, стенки шахты оползают, поверхность вокруг оседает; работа по проходке идет крайне медленно, а иногда и ©овсе не приводит к цели.

В таких трудных геологических уело* виях проходка производится с помощью кессонов и замораживания.

Кессонный способ заключается в том, что в забой шахты накачивается сжатый воздух. Силою своего давления он отжимает от забоя воду, и порода теряет свойства плывучести. В таких, осушенных действием сжатого воздуха породах проходчики ведут работу обычным способом: отделяют ее лопатами от общего массива и погружают в бадьи, которые поднимаются на поверхность и там опоражниваются. Стенки шахты по мере углубления забоя закрепляются тем или иным способом.

Проходка шахт кессонным способом затруднительна. Сжатый воздух влияет на человеческий организм. По мере увеличения давления приходится сокращать продолжительность рабочего дня. Выдача породы на поверхность и спуск крепежных материалов происходят через так называемый шлюзовой аппарат очень медленно.. При глубине шахты свыше 30 м от уровня подземных вод способ кессонов вовсе неприменим, так

I

как при такой глубине давление в кессоне должно быть свыше 3 атмосфер, а это уже превышает допустимый для человеческого организма предел.

Применение второго специального способа — замораживания — не ограничено глубиною, оно может быть применено в самых разнообразных условиях, однако способ этот довольно сложен. Заключается он в следующем* вокруг места, где предполагается проходка шахты, пробуривается кольцевой ряд скважин приблизительно на расстоянии 1 м друг от друга. В эти скважины опускаются трубы, по которым прокачивается раствор соли, охлажденный холодильными машинами до температуры минус 20° и ниже. Циркулирующий по трубам рассол замора-живает плывуны и превращает их в устойчивую и прочную породу, в которой проходка происходит обычным способом. Бурение замораживающих скважин и самый процесс замораживания пород отнимают много времени, проходка в замороженных породах требует большого и тяжелого ручного труда.

Уже давно идет работа над идеей проходки шахт способом бурения Скважины небольшого диаметра, например, для добычи нефти или для разведки полезных ископаемых, издав на проходились этим способом.

Более пятисот лет тому назад в древней Руси для добычи рассола на Пермских соляных промыслах русские горняки под руководством своих отрубных мастеров» весьма искусно проходили бурением шахты диаметром до одного метра через плывуны, достигавшие мощности 25 м.

Долотья трех размеров для последовательного расширения шахты На нижней конической поверхности^ оолота видны зубья, разрыхляющие породу.

¥ /А

Лауреат Сталинской премий, доктор технических наук Г* МАНЬКОВСКИЙ

Только через четыреста лет, в начале XIX столетия, в Западной Европе появился способ бурения шахт похожий на пермский. Он стал быстро развиваться и совершенствоваться

В Советском Союзе работа над способами бурения шахт началась в 1938 году. Первая опытная шахта диаметром в 3,5 м была пробурен d в 1941 году, после чего способ бурения получил промышленное применение. В настоящее время в ряде районов нашей страны имеются законченные стволы шахт, диаметром в 5 и даже 6 м. пробуренные на глубину свыше 100 м и уже готовые к эксилоатации.

Бурение шахт производится вращательным или, как говорят, роторным способом, подобным тому, какой применяется при бурении нефтяных скважин. Электрические двигатели обшей мощностью около 250 квт через систему передач вращают подвешенную к вышке колонну двенадцатилюГшооих труб. Вращение осуществляется с помощью роюра, через который проходит квадратная труба, составляющая верхнюю часть буровой колонны.

Нл нижнем конце буровой колонны укреплен специальный инструмент— долото. При вращении буровой колонны зубья долота разрушают породу, и постепенно колонна внедряется в нее все глубже н глубже.

Бурение шахты производится не сра- , зу на необходимый диаметр, а в несколько последовательных ступеней.

Вначале шахту пробуривают с помощью да/юта малого диаметра. Затем скважину расширяют более крупным долотом. Окончательное расширение до необходимого диаметра производится последним долотом соответствующего поперечника.

Как же убрать из забоя разрушенную долотом породу?

Для этой цели еще в конце прошлого столетий был изобретен очень остроумный способ. Способ этот состоит в том, что скважину или шахту заполняют доверху раствором особой глины. Этот раствор посредством насосов за- < ставляют во время бурения непрерывно циркулировать по скважине и выносить с собою на поверхность частицы разбуренной породы. Здесь раствор попадает в отстойник, порода оседает, а раствор rjuftm в очищенном виде снова возвращается в шачту.

При бурении скважин глинистый раствор нагнетается насосами по буровой колонне и поднимается на поверхность по самой скважине. При бурении шахт большего диаметра такой порядок циркуляции глинистого раствора, или, как говорят, такая «промывка», не дает результатов Здесь приходится поступать иначе.

Циркулирующий глинистый раствор спускается вниз непосредственно по шахте, а поднимается на поверхность по буровой колонне. Для этой цели внутри буровой колонны помещается другая •колонна труб меньшего диаметра, по которой подается вниз сжатый воздух. Он вырабатывается обычными воздушными компрессорами общей производя-тельностью 15—30 куб. м в минуту Ъ Сжатый воздух, выходя через большое

4