Классификация и развитие способов бурения шахтных стволов

Перевод статьи "Einteilung und Entwicklung der Schachtbohrverfahren"

Основой для разработок новой технологии, проводимых фирмами Тиссен-Шахтбау и Дайльман-Ханиель, является признание того факта,что при использовании традиционных способов не удаётся достигнуть высоких скоростей проходки, если сооружение ствола в этих способах производится в несколько последовательных операций.
Поэтому необходимо было искать новые способы, которые позволяли бы совместить в одном процессе отбойку породы, вынос разрушенной породы и крепление стенок ствола и за счёт этого значительно повысить скорость проходки. Наиболее подходящим оказался буровой способ в различный вариантах.
Из всех практиковавшихся до сих пор способов (см. табл. I) наиболее производительными и экономичными оказались бесштанговый способ и модифицированный способ "восстающего бурения".
В то время, как повышенная производительность бесштангового способа бурения с самого начала его использования не вызывала сомнений, экономичность его стала предметом бурных дискуссий. Было принято следующее решение, продиктованное долговременными интересами фирмы: отдать предпочтение экономичности способа, не стремясь ещё более увеличить и без того высокую скорость, достигнутую в начале работ и превосходящую скорости всех других известных способов. Это решение было правильным, оно способствовало окончательному утверждению данной технологии.
Т.н. "технология восстающего бурения",называемая новым способом, заслуживает этого названи я в силу того, что, благодаря разработкам фирмы Тиссен Шахтбау удалось устранить недостатки,свойственные давно известному "способу восстающего бурения". Модификация характеризуется шестью факторами:
I Возможностью исправления отклонений пилот-скважин, что является важнейшей предпосылкой для сооружения вертикальных стволов.
2.Диаметром бурения до 5 м и глубиной проходки до 400 м.
3.Ограниченными осевым усилием и крутящим моментом, позволяющими выдерживать размеры установки и бурильных труб в экономически целесообразных пределах. Это возможно за счёт достижения конечного диаметра в две фазы т.н. пильгерным способом.
4.Новой конструкцией бура с блокирующим механизмом и исполнением направляющих в виде распорного устройства.
5.Способом монтажа капитальной крепи с применением бурильной колонны в качестве несущего элемента рабочей площадки, состоящей из нескольких этажей.
6.Упрочнением стенок в неустойчивых породах путём нанесения слоя коллоидного цемента в качестве временной крепи. За счёт существенного усовершенствования технологии восстающего бурения при диметре ствола до 5 м она вполне может конкурировать со способами бесштангового бурения. Областью применения восстающего бурения, как и бесштангового, является сооружение слепых стволов, шахтных столов, бункеров.
Для осуществления обоих описанных способов требуется опережающая скважина, не выходящая на протяжении всей глубины за пределы условного цилиндра. Для выполнения этого условия наклон скважины систематически контролируют. Направление скважины исправляют посредством «дина дрил».

©К. Фоллерс, перевод Мартынов С.А., 2007