ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОХОДКИ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Предложение относится к горному делу и используемых для проходки пород устройств, воздействующих на разрушаемую среду энергией струй рабочего агента под давлением.
В настоящее время известны принципиальные направления развития устройств и комплексов для проходки скважин и выработок, из которых наиболее представительными являются устройства, содержащие корпус в виде удлиненного цилиндра, в полости которого размещен генератор рабочего агента, программированное устройство управления работой узлов, рабочий орган, соединенный с рабочим пространством генератора и оснащенный породоразрушающими сопловыми насадками, ориентированными к забою, стенкам и устью скважины [RU 45766, 2004; RU 47041, 2005; RU 2222681, 2004; RU 2240420, 2004, МПК Е21В 7/14, 7/18; Е21С 37/16]. Последнее из указанных устройств (RU 2240420) является более прогрессивным по отношению к аналогам, а также является наиболее близким по конструкции и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству для проходки скважин и выработок.
Очевидными и существенными недостатками аналогов и прототипа являются высокие удельные затраты рабочего времени и расходы рабочего агента на процесс разрушения пород на забое, на формирование восходящего потока бурового шлама и на выполнение спуско-подъемных операций устройства от устья к забою и обратно. Эти технологические недостатки вызваны несовершенной, исходя из современных требований горной промышленности, конструкцией устройства.
Технической задачей и положительным результатом заявляемого устройства является существенная модернизация и усовершенствование принципиальной конструкции корпуса, рабочего оборудования и агрегатов техкомплекса, снижение удельных расходов рабочего агента на процессе формирования скважины (выработки), восходящего потока бурового шлама и на спуско-подъемные операции бурового устройства. Это позволяет увеличить производительность буровых работ и повысить их эффективность при проходке различных геогоризонтов.
Технический комплекс для проходки осадочных горных пород, содержащий бурильный агрегат для проходки лидерной скважины, бурильный агрегат для образования расширения лидерной скважины, агрегаты имеют генераторы рабочего агента, сообщенные с пространством рабочего органа, характеризуется тем, что его бурильные агрегаты выполнены в виде центрального породоразрушающего рабочего органа и охватывающего его с кольцевым зазором кольцеобразного рабочего органа, имеющих генераторы рабочего агента, соединенные магистралями с источниками топливных компонентов и - хладагента, при этом центральный орган выполнен по своей длине превышающим длину кольцеобразного рабочего органа.
На фиг.1 показан общий вид технического комплекса для проходки горных пород;
на фиг.2, 3 - виды в плане;
на фиг.4, 5 - детали конструкций техкомплекса.
Техкомплекс содержит лидерный бурильный агрегат 1 и охватывающий его с кольцевым зазором бурильный агрегат 2. Оба агрегата имеют генераторы 3 и 4 рабочего агента, соединенные магистралями 5 и 6 с источниками топливных компонентов и - хладагента. Лидерный агрегат 1 имеет рабочий породоразрушающий орган 7, а второй агрегат имеет кольцеобразный рабочий орган 8, причем рабочий орган 7 выполнен по длине, с опережением, превышающей длину кольцеобразного рабочего органа.
Такое выполнение техкомплекса позволяет существенно расширить его технологические возможности при проходке скважин 9 и выработок 10 значительного диаметра, соблюдая при этом осевое направление проходки за счет опережающей лидерной проходки и последующего расширения ее сечения.
Топливные компоненты 5, 6 и хладагент 11 подают по общей магистрали 12 (фиг.4, 5), являющейся защитной оболочкой в виде трубопровода.
Технический комплекс для проходки осадочных горных пород работает следующим образом. Техкомплекс (фиг.1) размещают на устье выработки 10. По магистралям 5, 6 и 11 подают компоненты топлива и хладагент в генераторы 3 и 4, которые вырабатывают рабочий парогазовый агент, подаваемый в полости рабочих органов 7 и 8. Рабочий орган 7, расположенный ниже кольцевого рабочего органа 8, осуществляет лидерную скважину 9 и является направляющей для проходки кольцевой выработки 10 (фиг.1, 3). Опережающая проходка лидерной скважины 9 позволяет более точно выбрать направление проходки, оценить буримость проходимых скважиной пород и оперативно выбирать режимы работы рабочего кольцевого органа 10. Кроме того, такая технология проходки позволяет с меньшими расходами рабочего агента проходить выработку 10, т.к. проходкой лидерной скважины снимают напряжения монолита горных пород (фиг.3), развивают процесс образования трещин и микротрещин в этом монолите, что также приводит к снижению расхода рабочего агента на проходку и скважины 9, и выработки 10.