Буровая проходка

Буровая проходка вертикальных шахтных стволов — строительство вертикальных шахтных стволов с применением буровых установок. Характеризуется выполнением всех технологических процессов без присутствия людей в забое.

Буровая проходка в современном понимании предложена Хонигманом (Нидерланды) в 1894. Широкое применение буровая проходка получила со 2-й половины 20 в., вначале преимущественно в сложных горно- и гидрогеологических условиях, с 60-х гг. — в обычных (для строительства стволов малого диаметра) условиях.

В буровых установках применяют роторные и планетарные исполнительные органы (приводы соответственно на поверхности и в забое).

Технологические процессы буровой проходки включают разрушение горного массива, удаление породы из забоя, крепление ствола. При бурении ствол заполняется водой или буровым раствором, создающим гидростатическое давление на стенки выработки и выполняющим тем самым функции временной крепи. При этом жидкость в системе циркуляции по бурильным трубам и затрубному пространству ствола используется также для гидротранспортировки разрушенной породы (пульпы) на поверхность. При прямой схеме циркуляции жидкость вниз по трубам подаётся буровыми насосами, а пульпа поднимается вверх по стволу; при обратной — жидкость перемещается по стволу, а пульпа поднимается по трубам с помощью эрлифта. На поверхности пульпа очищается от породы в отстойниках или в сито-гидроциклонных устройствах. Для укрепления рыхлых и водопоглощающих пород в качестве буровой жидкости используются тиксотропные глинистые растворы, твёрдая фаза которых заполняет поры, скрепляет частицы породы и образует на стенках ствола глинистую корку — мембрану. Буровая проходка в устойчивых породах с небольшими водопритоками возможна без буровой жидкости. При этом породная мелочь удаляется пневмотранспортом — по бурильным трубам с наддувом воздуха в затрубное пространство или отсосом пневмосмеси из труб.

Для ограничения мощности и грузоподъёмности буровых установок и вращающего момента, передаваемого бурильными трубами, при буровой проходке стволов большого диаметра осуществляют фазное бурение — расширение выработки до необходимого диаметра за несколько проходов на полную глубину. Крепь возводится преимущественно после завершения проходки ствола на полную глубину. Буровая жидкость при этом остаётся в выработке, а крепь монтируется на поверхности и опускается в ствол.

При секционной схеме монтажа крепи отдельные её секции (главным образом стальные обечайки, сваренные из коротких звеньев) последовательно опускаются и стыкуются в стволе в направлении снизу вверх. При схеме монтажа крепи на плаву в нижнем звене делается герметическое днище; последующие звенья герметично наращивают на поверхности к предыдущим (в основном электросваркой); образующийся "стакан" постепенно под действием собственного веса погружается в буровую жидкость посредством доливания внутрь его балластировочной жидкости (воды). Крепь, сооружённая на плаву, более прямолинейна по высоте ствола и герметична, однако требует повышенного качества сварочных работ и соблюдения прямолинейности ствола в процессе бурения.

После возведения металлической крепи на полную глубину осуществляют тампонаж закрепного пространства и удаление жидкости из ствола.