RU2481454C2 - Method for passing solid rocks at wells and tunnels drilling by rock melting method - Google Patents

Method for passing solid rocks at wells and tunnels drilling by rock melting method Download PDF

Info

Publication number
RU2481454C2
RU2481454C2 RU2011111803/03A RU2011111803A RU2481454C2 RU 2481454 C2 RU2481454 C2 RU 2481454C2 RU 2011111803/03 A RU2011111803/03 A RU 2011111803/03A RU 2011111803 A RU2011111803 A RU 2011111803A RU 2481454 C2 RU2481454 C2 RU 2481454C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rock
melting
well
tunnel
melt
Prior art date
Application number
RU2011111803/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011111803A (en
Inventor
Василий Иванович Сотников
Original Assignee
Василий Иванович Сотников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Иванович Сотников filed Critical Василий Иванович Сотников
Priority to RU2011111803/03A priority Critical patent/RU2481454C2/en
Publication of RU2011111803A publication Critical patent/RU2011111803A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2481454C2 publication Critical patent/RU2481454C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: process of rock melting is done by heading set of equipment that melts the rock, separates the central core of the rock and removes it from well and tunnel. Heading set of equipment consists of a group of mechanisms made in a form of three supporting sections interconnected by movement mechanisms, one melting section that melts the rock by gas burners and drain cylinder, where melted rock flows. Gas burners are regularly engaged filling the cavity with burning gas that melts the rock in annular zone till liquid condition at specified depth. Then the burners are disengaged, compressed air or other compound is supplied in turns into movement mechanisms of each supporting section, heading set of equipment is moved forward from one position to the other with simultaneous squeezing of melted rock out through the discharge pipe into drain cylinder and exhaust gas is released by gas discharge tubes.
EFFECT: efficiency increase.
2 cl, 11 dwg

Description

1. Способ проходки твердых пород основан на методе последовательного выплавления по контуру скважины или туннеля центральной части массива породы без его разрушения.1. The method of penetration of hard rocks is based on the method of sequential smelting along the contour of a well or tunnel in the central part of the rock mass without its destruction.

Изобретение относится к области проходки скважин и туннелей в твердых породах.The invention relates to the field of drilling wells and tunnels in solid rocks.

Целью изобретения является повышение производительности труда и снижение стоимости работ при проходке глубоких скважин большого диаметра или туннелей в породах любой твердости.The aim of the invention is to increase labor productivity and reduce the cost of work when driving deep wells of large diameter or tunnels in rocks of any hardness.

Процесс выплавления породы осуществляется проходческим комплексом, расплавляющим породу, отделяющим центральный стержень породы с последующим удалением его из скважины или туннеля. Проходческий комплекс, изготовленный из жаропрочных материалов, состоит из ряда механизмов, выполненных в виде трех опорных секций, соединенных между собой механизмами перемещения, одной плавильнной секции, которая плавит породу газовыми горелками, и сливного цилиндра, куда перемещают расплав породы. Газовые горелки периодически включают в работу, заполняя полость горящим газом, который расплавляет в кольцевой зоне породу до жидкого состояния на заданную глубину.The process of smelting the rock is carried out by a tunneling complex, melting the rock, separating the central core of the rock with its subsequent removal from the well or tunnel. The tunneling complex, made of heat-resistant materials, consists of a number of mechanisms made in the form of three support sections interconnected by movement mechanisms, one melting section, which melts the rock with gas burners, and a drain cylinder, where the rock melt is moved. Gas burners are periodically put into operation, filling the cavity with burning gas, which melts the rock in the annular zone to a liquid state to a predetermined depth.

Далее горелки выключают. Подавая поочередно сжатый воздух или другой состав в механизмы перемещения каждой опорной секции, проходческий комплекс перемещают вперед с одной позиции на другую, выдавливая расплав породы через отводные трубы в сливной цилиндр, а отработанный газ выпускают по газоотводным трубам.Then the burners are turned off. By supplying alternately compressed air or another composition to the movement mechanisms of each supporting section, the sinking complex is moved forward from one position to another, squeezing the molten rock through the bypass pipes into the drain cylinder, and the exhaust gas is discharged through the exhaust pipes.

2. Изобретение по п.1, отличающееся тем, что проходческий комплекс используют для проходки скважин или туннелей в толще льда путем выплавления центрального стержня льда по контуру, отделения его от массива с непрерывным откачиванием талой воды из зоны плавления через отверстия К в полукольцах 1 и перекачивания ее по отводным трубам расплава 7 в сливной цилиндр, замораживания ее вместе с якорем 20 на центральном стержне (фиг.10, 9) Замораживание талой воды производят обдувом ее переохлажденным воздухом или каким-либо другим газом талой воды в сливном цилиндре.2. The invention according to claim 1, characterized in that the tunnel complex is used for driving wells or tunnels in the ice thickness by melting the central ice rod along the contour, separating it from the array with continuous pumping of melt water from the melting zone through openings K in half rings 1 and pumping it through the outlet pipes of the melt 7 into the drain cylinder, freezing it together with the anchor 20 on the central rod (Fig. 10, 9). Melt water is frozen by blowing it with supercooled air or some other gas of melt water in willow cylinder.

3. Процесс проходки скважин или туннелей осуществляется проходческим комплексом, состоящим из отдельных секций, расплавляющим породу, отделяющим центральный стержень породы с последующим удалением его из скважины или туннеля, и сопровождается пошаговым перемещением проходческого комплекса внутри скважины или туннеля.3. The process of driving wells or tunnels is carried out by a tunneling complex, consisting of separate sections, melting the rock, separating the central core of the rock with its subsequent removal from the well or tunnel, and is accompanied by a step-by-step movement of the tunneling complex inside the well or tunnel.

Изобретение относится к области проходки скважин и туннелей в твердых породах и может быть использовано при проходке глубоких скважин в породах любой твердости и при строительстве туннелей в горных породах или толще льда.The invention relates to the field of drilling of wells and tunnels in hard rocks and can be used when driving deep wells in rocks of any hardness and during the construction of tunnels in rocks or in the thickness of ice.

Целью изобретения является повышение производительности труда и снижение стоимости работ при проходке глубоких скважин большого диаметра или туннелей в породах любой твердости.The aim of the invention is to increase labor productivity and reduce the cost of work when driving deep wells of large diameter or tunnels in rocks of any hardness.

Известные способы проходки скважин или туннелей в твердых породах основаны на разрушении породы разными способами. Наиболее распространены бурение, взрывные работы. Все эти способы связаны с очень большими материальными затратами, затратами времени, тяжелыми и опасными условиями труда и требуют специальной сложной техники. Предлагаемый способ проходки твердых пород основан на методе последовательного выплавления по контуру скважины или туннеля центральной части массива породы одним из способов - электротермическим, газовым или плазменным - без его разрушения. В этом изобретении рассматривается способ выплавления породы газовыми горелкми.Known methods for driving wells or tunnels in solid rocks are based on the destruction of the rock in different ways. The most common drilling, blasting. All these methods are associated with very large material costs, time, difficult and dangerous working conditions and require special complex equipment. The proposed method for penetrating hard rocks is based on the method of sequential smelting along the contour of a well or tunnel in the central part of the rock mass using one of the methods - electrothermal, gas or plasma - without destroying it. This invention contemplates a method for smelting a rock with gas burners.

На фиг.1 показан общий вид скважины и проходческого комплекса (в дальнейшем - Пр.к.) в исходном положении.Figure 1 shows a General view of the well and sinking complex (hereinafter - Pr.k.) in the initial position.

Способ проходки твердых пород состоит в следующем.The method of penetration of hard rocks is as follows.

В исходном положении Пр.к. все секции сближены друг с другом: опорные механизмы разжаты и фиксируют Пр.к. в неподвижном положении внутри входной части скважины или туннеля. Весь этап продвижения Пр.к. на один шаг состоит из отдельных операций.In starting position all sections are connected to each other: support mechanisms are unclenched and fix in a fixed position inside the inlet of a well or tunnel. The whole stage of promotion one step consists of separate operations.

Каждый этап начинается с расплавления слоя породы по кольцу вокруг стержня породы. Пр.к. плавит породу газовыми горелками 5 I плавильнной секции в передней зоне скважины (фиг.2, 5), в узком зазоре между внутренним контуром скважины (туннеля) и наружным контуром центрального стержня породы, а отработанный газ выходит по газоотводным трубам 11.Each stage begins with the melting of the rock layer in a ring around the core of the rock. Pr. melts the rock with gas burners 5 I of the melting section in the front zone of the well (Fig.2, 5), in a narrow gap between the inner contour of the well (tunnel) and the outer contour of the central core of the rock, and the exhaust gas exits through the exhaust pipes 11.

По окончании плавления слоя породы газовые горелки выключают, а газоотводные трубы перекрывают клапанами 12. Далее используя II, III и IV секции в качестве опоры, механизмы перемещения 9 II секции перемещают I проходную секцию и сливной цилиндр вперед, выдавливают в отводные трубы расплава 7 расплавленную породу, которая по отводным трубам расплава перемещается в сливной цилиндр, где она заполняет его полость и заливает верхнюю часть центрального стержня породы и якорь 20, к которому закреплен трос 21. В сливном цилиндре жидкая порода затвердевает и образует вместе с центральным стержнем одно целое.At the end of the melting of the rock layer, the gas burners are turned off, and the exhaust pipes are closed with valves 12. Then, using the II, III, and IV sections as a support, the movement mechanisms 9 of the II section move the I passage section and the drain cylinder forward, and the molten rock is extruded into the outlet pipes of the melt 7 , which moves along the melt branch pipes into the drain cylinder, where it fills its cavity and fills the upper part of the central rock core and the anchor 20 to which the cable 21 is fixed. In the drain cylinder, the liquid rock solidifies and forms together with the central core.

II, III и IV секции, работая в качестве опорных элементов, попеременно сдвигаясь и раздвигаясь между собой, перемещают весь комплекс шаговыми движениями вперед. В процессе работы Пр.к. опорные секции своими раздвижными механизмами 10 последовательно прижимают опорные секции к поверхности скважины (туннеля).II, III and IV sections, working as supporting elements, alternately shifting and moving apart, move the entire complex in step-wise movements forward. In the process of work supporting sections with their sliding mechanisms 10 sequentially press the supporting sections to the surface of the well (tunnel).

После прохождения заданной глубины скважины Пр.к. переходит к следующему этапу - отделения центрального стержня от массива породы. При подаче горючих газов работа горелок 5 возобновляется, одновременно сбрасывая отработанный газ из полости Д по газоотводным трубам 11. Под действием механизмов поворота 4 полукольца 1, поворачиваясь вокруг осей навстречу друг другу, сдвигаются на определенный угол, выдавливая расплав из полости Д по отводным трубам расплава 7 в сливной цилиндр. Такие движения повторяются до тех пор, пока полукольца 1 не сомкнутся.After passing the specified depth of the well proceeds to the next stage - separation of the central rod from the rock mass. When supplying combustible gases, the operation of the burners 5 resumes, simultaneously discharging the exhaust gas from the cavity D through the exhaust pipes 11. Under the action of the turning mechanisms 4, the half rings 1, turning around the axes towards each other, are shifted by a certain angle, squeezing the melt from the cavity D through the outlet pipes of the melt 7 into the drain cylinder. Such movements are repeated until the half rings 1 are closed.

После завершения отделения стержня породы от монолита наступает последний этап процесса проходки скважины - это удаление отделенного стержня из скважины. Удаление стержня может происходить двумя способами.After completion of separation of the rock core from the monolith, the last stage of the well sinking process is the removal of the separated core from the well. Removing the rod can occur in two ways.

1-й способ1st method

Удаление отделенного стержня осуществляют путем подъема его из скважины тросом 21 за якорь 20, залитый затвердевшей породой на торце блока.Removing the separated rod is carried out by lifting it from the well with a cable 21 to the anchor 20, filled with hardened rock at the end of the block.

2-ой способ2nd method

Удаление отделенного стержня осуществляют путем выталкивания его сжатыми отработанными газами. Для этого отводные трубы расплава 7 и отводные газоотводные трубы 11 перекрывают и включают газовые горелки 5 I секции. Продукты горения сжимаются в полости Д и выталкивают отделенный стержень вверх по скважине, где на поверхности его удаляют, при этом малый боковой зазор между стенками скважины и поверхностью стержня препятствует прорыву газов из передней полости Д наружу, а большая поперечная площадь стержня позволяет при невысоком давлении газов перемещать стержень большой массы.Removing the separated rod is carried out by pushing it with compressed exhaust gases. For this, the outlet pipes of the melt 7 and the outlet gas outlet pipes 11 overlap and include gas burners 5 of the I section. The combustion products are compressed in the cavity D and push the separated rod up the well, where it is removed on the surface, while a small lateral gap between the walls of the well and the surface of the rod prevents the breakthrough of gases from the front cavity D to the outside, and the large transverse area of the rod allows for low gas pressure move the rod of large mass.

Форма Пр.к. в поперечном сечении может быть различной: круглой, прямоугольной, квадратной или любой другой. Такой же формы получается и выплавляемый центральный стержень породы. На фиг.5 представлено поперечное сечение скважины и опорной секции Пр.к.Form Pr. in cross section may be different: round, rectangular, square or any other. The lost shape of the central core of the rock is also obtained. Figure 5 presents the cross section of the well and the support section Pr.

Возможная форма стержней показана на фиг.11.A possible shape of the rods is shown in Fig.11.

Далее процесс выплавления следующего стержня, его отделения и удаления из скважины повторяют. Так поэтапно происходит выплавление породы из всей скважины. Проходка скважины в предлагаемом изобретении позволяет получить скважину в твердых породах различных диаметров и больших глубин наиболее экономичным способом.Next, the process of smelting the next rod, its separation and removal from the well is repeated. So in stages is the smelting of the rock from the entire well. Well drilling in the present invention allows to obtain a well in solid rocks of various diameters and large depths in the most economical way.

На фиг.2 показаны основные составные части Пр.к.Figure 2 shows the main components of Pr.

Пр.к., состоит из 4-х секций и сливного цилиндра, закрепленного на охлаждающем кольце I секции.Pr.k., consists of 4 sections and a drain cylinder mounted on the cooling ring of the I section.

I плавильная секция (фиг.3) состоит из 2-х одинаковых, симметрично расположенных полуколец 1, каждая из которых поворачивается навстречу друг другу на осях 2, закрепленных на охлаждающем кольце 3, и механизмов поворота 4. На торцевых поверхностях полуколец 1 по всему периметру расположены газовые горелки 5, вид А (фиг.4), работающие на подведенных к ним по трубам 6 горючих газах (фиг.2). Механизмы поворота 4 обеспечивают одновременный поворот полуколец навстречу друг другу. Назначение охлаждающего кольца - охлаждать внутреннюю поверхность скважины или туннеля и наружную поверхность выплавляемого стержня в зоне плавления породы до твердого состояния. Между осями полуколец расположены отводные трубы расплава 7, концы которых вставлены в подвижные входные трубы 8 (фиг.2, 6, 7).I melting section (figure 3) consists of 2 identical, symmetrically located half rings 1, each of which rotates towards each other on axes 2, mounted on the cooling ring 3, and rotation mechanisms 4. On the end surfaces of the half rings 1 around the entire perimeter gas burners 5 are located, view A (FIG. 4), operating on combustible gases supplied to them through pipes 6 (FIG. 2). The rotation mechanisms 4 provide simultaneous rotation of the half rings towards each other. The purpose of the cooling ring is to cool the inner surface of the well or tunnel and the outer surface of the smelted rod in the rock melting zone to a solid state. Between the axes of the half rings are located the outlet pipes of the melt 7, the ends of which are inserted into the movable inlet pipes 8 (Fig.2, 6, 7).

II, III и IV секции являются опорными, между ними закреплены механизмы перемещения 9 (фиг.2). Кольца II, III и IV секций имеют по наружному и внутреннему периметрам ряд раздвижных механизмов 10 (фиг.2 и 5). От I плавильной секции через II, III и IV секции к сливному цилиндру проходят газоотводные трубы 11 с клапанами 12. (фиг.2 и 3).II, III and IV sections are basic, between them the mechanisms of movement 9 are fixed (Fig. 2). The rings of the II, III and IV sections have a number of sliding mechanisms 10 along the outer and inner perimeters (FIGS. 2 and 5). From the I melting section through the II, III and IV sections to the drain cylinder pass the exhaust pipes 11 with valves 12. (Fig.2 and 3).

На фиг.8 представлен разрез раздвижного механизма.On Fig presents a section of the sliding mechanism.

Кольца опорных секций, где размещены раздвижные механизмы, выполнены из полых труб, соединенных между собой раздвижными трубами 13 (фиг.2), по которым поступает сжатый воздух к раздвижным механизмам. Раздвижной механизм имеет внутренний цилиндр 14 и наружный 15 с опорным башмаком 16. Внутри цилиндров размещены сильфоны 17. Внутренняя полость цилиндров соединена с внутренней полостью колец, имеющих перепускные клапаны 18 и 19. При открытом клапане 18 и закрытом клапане 19, сжатый воздух поступает из клапана 18 во внутреннюю полость сильфонов 17, которые, разжимаясь, сдвигают наружные цилиндры 15 с закрепленным на них башмаком 16 до упора его во внутреннюю поверхность скважины.The rings of the supporting sections where the sliding mechanisms are located are made of hollow pipes interconnected by the sliding pipes 13 (FIG. 2), through which compressed air flows to the sliding mechanisms. The sliding mechanism has an inner cylinder 14 and an outer 15 with a support shoe 16. The bellows 17 are located inside the cylinders. The inner cavity of the cylinders is connected to the inner cavity of the rings having bypass valves 18 and 19. With the valve 18 open and the valve 19 closed, compressed air flows from the valve 18 into the inner cavity of the bellows 17, which, unclenching, move the outer cylinders 15 with the shoe 16 fixed on them until it stops against the inner surface of the well.

При открытом клапане 19 и закрытом клапане 18 сильфоны вместе с наружными цилиндрами 15 возвращаются в исходное положение и освобождают опорную секцию. Внутри сливного цилиндра, в полость которого перемещают расплавленную породу, размещается якорь 20 с тросом 21, и с их помощью поднимают отрезанный стержень породы из скважины или извлекают его из туннеля (фиг.1 и 2).With the valve 19 open and valve 18 closed, the bellows together with the outer cylinders 15 return to their original position and release the support section. Inside the drain cylinder, into the cavity of which the molten rock is moved, an anchor 20 with a cable 21 is placed, and with their help, the cut rock core is lifted from the well or removed from the tunnel (Figs. 1 and 2).

Проходческий комплекс работает следующим образом.Driving complex works as follows.

Пр.к. плавит породу газовыми горелками 5 I плавильной секции (фиг.3) в передней зоне скважины Д (фиг.1), в узком зазоре между внутренним контуром скважины (туннеля) и наружным контуром стержня породы, а отработанный газ выходит по газоотводным трубам 11.Pr. melts the rock with gas burners 5 I of the melting section (Fig. 3) in the front zone of the well D (Fig. 1), in a narrow gap between the inner contour of the well (tunnel) and the outer contour of the rock core, and the exhaust gas exits through the exhaust pipes 11.

Следующая операция - выдавливание расплава.The next operation is extrusion of the melt.

Используя II, III и IV секции в качестве опоры, механизмы перемещения 9 II секции перемещают I плавильную секцию и сливной цилиндр вперед, выдавливают в отводные трубы расплава 7 расплавленную породу, которая по ним перемещается в сливной цилиндр, где она заполняет его полость и заливает верхнюю часть центрального стержня породы и якорь 20, к которому закреплен трос 21.Using the II, III and IV sections as a support, the movement mechanisms 9 of the II section move the I melting section and the drain cylinder forward, squeeze molten rock into the outlet pipes of the melt 7, which moves along them into the drain cylinder, where it fills its cavity and fills the upper part of the central core of the rock and the anchor 20, to which the cable 21 is fixed.

Сброс жидкой породы в сливной цилиндрDischarge of liquid rock into a drain cylinder

Газоотводные трубы 11 перекрывают клапанами 12, а сжатый воздух подают из охлаждающего кольца в отводные трубы расплава 7.The gas outlet pipes 11 are closed by valves 12, and compressed air is supplied from the cooling ring to the outlet pipes of the melt 7.

На фиг.6 и 7 показан принцип перемещения расплава по отводным трубам расплава 7.6 and 7 show the principle of the movement of the melt along the outlet pipes of the melt 7.

Когда сжатый воздух подается по каналу Е, входная труба 8 смещается по отводной трубе расплава 7 до упора в породу. Далее сжатый воздух опускает расплав, находящийся ниже уровня отверстия Ж вниз, а расплав, находящийся выше уровня отверстия Ж, поднимается вверх по отводной трубе расплава 7 в сливной цилиндр, фиг.6.When compressed air is supplied through the channel E, the inlet pipe 8 is displaced along the outlet pipe of the melt 7 until it stops in the rock. Next, compressed air lowers the melt, which is below the level of the hole Ж down, and the melt, which is higher than the level of the hole Ж, rises up along the outlet pipe of the melt 7 into the drain cylinder, Fig.6.

При подаче сжатого воздуха через отверстия И входная труба поднимается вверх в исходное положение, готовая к заполнению следующей порцией расплава, фиг.7.When applying compressed air through the holes AND the inlet pipe rises up to its original position, ready to be filled with the next portion of the melt, Fig.7.

Перемещение Пр.к.Moving

II, III, IV опорные секции последовательно передвигают механизмами перемещения вперед на один шаг, сближая их с плавильной секцией и приводя Пр.к. в исходное положение перед следующим движением. На всем процессе работы Пр.к. охлаждающее кольцо охлаждает поверхность скважины после плавления и выдавливания породы, что позволяет иметь плотную основу для башмаков опорных механизмов. После перемещения каждой секции на новую позицию опорные механизмы этих секций разжимаются и фиксируют каждую секцию внутри скважины.II, III, IV support sections are sequentially moved by one step forward mechanisms, bringing them closer to the melting section and bringing Pr. to the starting position before the next movement. Throughout the work process a cooling ring cools the surface of the well after melting and extruding the rock, which makes it possible to have a dense base for the shoes of the supporting mechanisms. After each section is moved to a new position, the supporting mechanisms of these sections are unclenched and each section is fixed inside the well.

II, III, IV опорные секции перемещаются по газоотводным трубам 11 и трубам расплава 7, используя их в качестве направляющих элементов конструкции. Центральный стержень породы перемещается внутри сливного цилиндра в обратном направлении (по ходу движения), а расплав накапливается в верхней части стержня, составляя с ним одно целое.II, III, IV support sections move along the gas exhaust pipes 11 and the melt pipes 7, using them as guiding structural elements. The central core of the rock moves inside the drain cylinder in the opposite direction (in the direction of travel), and the melt accumulates in the upper part of the core, being one with it.

В верхней части расплав заполняет расширенную часть сливного цилиндра и формирует в этой части цилиндра центральный стержень с небольшим зазором от внутренней поверхности скважины в соответствии с размерами сливного цилиндра. При этом опорные секции поочередно перемещают вперед, последовательно сжимая и разжимая раздвижные механизмы. Расплавляя слой породы и последовательно перемещая секции I, II, III, IV по направлению движения, Пр.к. перемещается на один шаг вперед.In the upper part, the melt fills the expanded part of the drain cylinder and forms a central rod in this part of the cylinder with a small gap from the inner surface of the well in accordance with the dimensions of the drain cylinder. At the same time, the supporting sections are alternately moved forward, sequentially compressing and expanding the sliding mechanisms. Melting the rock layer and sequentially moving sections I, II, III, IV in the direction of movement, Pr. moves one step forward.

Таким образом весь Пр.к. шаговыми движениями перемещается внутри тоннеля с одной позиции на другую.Thus, the whole Pr. moves with steps in the tunnel from one position to another.

ПолезностьUtility

В предлагаемом способе проходки скважин или горной породы при строительстве тоннелей выплавляется относительно тонкий слой породы по контуру извлекаемого объема породы, не разрушая большую часть удаляемой массы породы, как при известных способах проходки, а оставляя ее целой. На ее разрушение не требуется затраты энергии, труда и времени. Тем самым достигается высокая скорость проходки и экономия энергии, необходимой для полного разрушения этой породы. Диаметр скважин в предлагаемом способе получают значительно больших размеров и глубин. Твердость породы практически не влияет на скорость проходки. Процесс проходки осуществляется непрерывно, одновременно с процессом удаления стержня из скважины, он менее опасен, менее вреден и может быть полностью автоматизирован. Он отличается от традиционного способа бурения отсутствием дорогостоящего инструмента и большого количества специальных труб, длительного процесса их сборки и разборки, подъема и спуска в процессе бурения скважин.In the proposed method for drilling wells or rock during the construction of tunnels, a relatively thin layer of rock is smelted along the contour of the extracted rock volume, without destroying most of the removed rock mass, as with the known methods of drilling, and leaving it whole. Its destruction does not require energy, labor and time. This achieves a high penetration rate and saves the energy needed to completely destroy this rock. The diameter of the wells in the proposed method receive significantly larger sizes and depths. Hardness of the rock practically does not affect the rate of penetration. The sinking process is carried out continuously, simultaneously with the process of removing the rod from the well, it is less dangerous, less harmful and can be fully automated. It differs from the traditional method of drilling in the absence of an expensive tool and a large number of special pipes, a long process of assembly and disassembly, ascent and descent during the drilling of wells.

Полученные в результате проходки тоннеля стержни из горной породы различной заданной формы могут быть использованы в качестве строительного материала или для других хозяйственных нужд. То есть сам процесс проходки горных пород предложенным способом может быть практически безотходным, что еще более снижает затраты на проходку скважин и тоннелей. Этим же способом можно осуществлять проходку скважин и туннелей в толще льда.The rods of rock of various predetermined shapes resulting from tunneling can be used as building material or for other household needs. That is, the process of rock sinking by the proposed method can be practically waste-free, which further reduces the cost of sinking wells and tunnels. In the same way, it is possible to drill holes and tunnels in the thickness of ice.

Claims (2)

1. Способ проходки твердых пород при прокладке скважин и туннелей методом выплавления породы, состоящий в последовательном выплавлении слоя породы или льда по внешнему контуру стержня газовыми горелками из двух полуколец плавильной секции проходческого комплекса, выдавливании расплавленной породы из зоны плавления по отводным трубам расплава движением этой секции вперед и последовательным перемещением опорных секций под усилием механизмов перемещения в общем направлении проходки при закреплении проходческого комплекса своими раздвижными механизмами за поверхность скважины или туннеля, отделении стержня породы от массива поворачивающимися вокруг своих осей навстречу друг другу до полного сближения полукольцами, удалении отделенного стержня породы из скважины или туннеля одним из способов:
а) удаление отделенного стержня породы из зоны проходки тросом за якорь, залитым затвердевшим расплавом, перемещенным по отводным трубам в сливной цилиндр, закрепленный на плавильной секции внутри опорных секций проходческого комплекса,
б) путем выталкивания отделенного от массива породы центрального стержня сжатыми отработанными газами в зоне плавления при включении газовых горелок и перекрытии газоотводных труб возрастающим внутренним давлением отработанных газов, выталкивающих отделенный центральный стержень из скважины или туннеля.
1. The method of penetration of solid rocks during the construction of wells and tunnels by the method of rock melting, which consists in sequentially melting a layer of rock or ice along the outer contour of the rod with gas burners from two half rings of the melting section of the tunnel complex, extruding molten rock from the melting zone through the molten outflow pipes by moving this section forward and sequential movement of the support sections under the force of the movement mechanisms in the general direction of penetration when securing the tunnel complex with their sections by moving mechanisms beyond the surface of the well or tunnel, separating the rock core from the array turning around its axes towards each other until they are completely semicircular, removing the separated rock from the well or tunnel in one of the following ways:
a) removal of the separated rock core from the penetration zone with a cable anchored in it, filled with hardened melt, displaced through outflow pipes into a drain cylinder, mounted on the melting section inside the supporting sections of the tunnel complex,
b) by pushing the central rod separated from the rock mass by compressed exhaust gases in the melting zone when the gas burners are turned on and the exhaust pipes are blocked by increasing internal pressure of the exhaust gases pushing the separated central rod out of the well or tunnel.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при проходке скважин или туннелей в толще льда путем выплавления центрального стержня льда по контуру отделяют его от массива с непрерывным откачиванием талой воды из зоны плавления по отводным трубам расплава в сливной цилиндр, замораживают ее вместе с якорем на стержне, отделяют центральный стержень и удаляют его из скважины тросом за якорь. 2. The method according to claim 1, characterized in that when driving wells or tunnels in the ice thickness by melting the central ice rod along the contour, it is separated from the array with continuous pumping of melt water from the melting zone through the melt outflow pipes into the drain cylinder, and it is frozen together with the anchor on the rod, separate the central rod and remove it from the well with a rope for the anchor.
RU2011111803/03A 2011-03-30 2011-03-30 Method for passing solid rocks at wells and tunnels drilling by rock melting method RU2481454C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111803/03A RU2481454C2 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method for passing solid rocks at wells and tunnels drilling by rock melting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111803/03A RU2481454C2 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method for passing solid rocks at wells and tunnels drilling by rock melting method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011111803A RU2011111803A (en) 2012-10-10
RU2481454C2 true RU2481454C2 (en) 2013-05-10

Family

ID=47078996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011111803/03A RU2481454C2 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method for passing solid rocks at wells and tunnels drilling by rock melting method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2481454C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106295011A (en) * 2016-08-12 2017-01-04 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 A kind of method determining large underground hole surrounding rock supporting intensity
CN110344827A (en) * 2019-06-13 2019-10-18 太原理工大学 The method and apparatus that plasma weakens the strong mine pressure of seam mining thick and hard roof that underlies

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU153727A1 (en) *
SU40914A1 (en) * 1933-12-01 1935-01-31 С.Э. Рексин Device for drilling boreholes
SU581228A2 (en) * 1976-06-14 1977-11-25 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Ice-drilling device
SU750038A1 (en) * 1978-04-24 1980-07-23 Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина Apparatus for thermal drilling of holes in ice
WO1988005491A1 (en) * 1987-01-22 1988-07-28 Werner Foppe Fusion-drilling process

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU153727A1 (en) *
SU337486A1 (en) * А. П. Дмитриев, А. А. Капустин, Л. С. Дербенев, Г. А. Янченко , С. А. Гончаров DEVICE FOR DRILLING ICE
SU40914A1 (en) * 1933-12-01 1935-01-31 С.Э. Рексин Device for drilling boreholes
SU581228A2 (en) * 1976-06-14 1977-11-25 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Ice-drilling device
SU750038A1 (en) * 1978-04-24 1980-07-23 Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина Apparatus for thermal drilling of holes in ice
WO1988005491A1 (en) * 1987-01-22 1988-07-28 Werner Foppe Fusion-drilling process
US5107936A (en) * 1987-01-22 1992-04-28 Technologies Transfer Est. Rock melting excavation process

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОПЫЛОВ В.Е. Бурение?... Интересно! - М.: Недра, 1981, с.45-48, 130-140. *
МАКСИМОВ В.И. и др. Новые способы бурения скважин. - М.: Экспериментальная полиграфическая лаборатория ВИЭМС, 1971, с.14-32. *
МАКСИМОВ В.И. и др. Новые способы бурения скважин. - М.: Экспериментальная полиграфическая лаборатория ВИЭМС, 1971, с.14-32. КОПЫЛОВ В.Е. Бурение?… Интересно! - М.: Недра, 1981, с.45-48, 130-140. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106295011A (en) * 2016-08-12 2017-01-04 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 A kind of method determining large underground hole surrounding rock supporting intensity
CN106295011B (en) * 2016-08-12 2020-02-04 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 Method for determining support strength of surrounding rock of large underground cavern
CN110344827A (en) * 2019-06-13 2019-10-18 太原理工大学 The method and apparatus that plasma weakens the strong mine pressure of seam mining thick and hard roof that underlies
CN110344827B (en) * 2019-06-13 2021-01-15 太原理工大学 Method and device for exploiting thick hard roof strong mine pressure by plasma weakening underlying coal seam

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011111803A (en) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6868747B2 (en) How to release water and coal layer gas together
CA2357680C (en) Blasting apparatus for forming horizontal underground cavities and blasting method using the same
RO134703A2 (en) Swellable metal for swell packers
CN102536187A (en) Switchable hydraulic jet fracturing underground device with combined slide sleeves
CN105840163A (en) Ball seat assembly and ball-pitching sliding sleeve type fracturing device
RU2481454C2 (en) Method for passing solid rocks at wells and tunnels drilling by rock melting method
NO337162B1 (en) Method, system and application for plugging a well
CN1387603A (en) Method for processing production layer in bottom hole area, packer therefor and method for securing packer inside bottom of hole
CN104564003A (en) Drilling-plug-free pumping-in hydraulic bridge plug staged fracturing method
CN209067186U (en) Fracturing string
CN106121689A (en) A kind of excavation method of non-coal mine underground large stable chamber
CA3065272A1 (en) Rescue dart for pre-set frac plug and related methods
CN203441401U (en) Ceramic slip composite bridge plug
CN101994493B (en) Compound perforation dynamic depressurization device for oil gas well
CN106593387A (en) Sectional multi-cluster fracturing method of horizontal well
RU2498078C1 (en) Method of hydraulic fill
RU2433246C1 (en) Method of well trouble isolation by profile shutters
CN115182713A (en) Shale reservoir three-dimensional horizontal well blasting close-cutting three-dimensional development method
CN106437580B (en) Perforating gun release device
RU163640U1 (en) CASING REPAIR DEVICE
CN107461177B (en) Pressure-controlled screen pipe device
RU2473788C1 (en) Method of borehole perforation
CN101994494B (en) Split dynamic depressurization device for oil gas well
CN115142821A (en) Multi-layer gravel packing isolation well completion string, system and method
CN1717533B (en) Thermal rock fragmentation application in narrow vein extraction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130331

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150820

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170331