RU2801886C1 - Well stemming method - Google Patents
Well stemming method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801886C1 RU2801886C1 RU2023104875A RU2023104875A RU2801886C1 RU 2801886 C1 RU2801886 C1 RU 2801886C1 RU 2023104875 A RU2023104875 A RU 2023104875A RU 2023104875 A RU2023104875 A RU 2023104875A RU 2801886 C1 RU2801886 C1 RU 2801886C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- stemming
- diameter
- depth
- design
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, к области буровзрывных работ в горных породах и может быть использовано в различных отраслях, применяющих взрывные работы в массивах горных пород, в частности при разработке полезных ископаемых открытым способом.The invention relates to mining, to the field of drilling and blasting in rocks and can be used in various industries that use blasting in rock masses, in particular in the development of minerals in an open way.
Известно устройство подвесная скважинная забойка, применяемая для забойки скважин, выполненная в виде цилиндра, прикрепленного веревкой к перекладине, расположенной над устьем скважины (патент РФ №2459178, МПК F42D 1/08(2006/01), опубликовано 20.08.2012, бюл. №23).A suspension downhole stemming device is known, used for stemming wells, made in the form of a cylinder attached with a rope to a crossbar located above the wellhead (RF patent No. 2459178, IPC F42D 1/08 (2006/01), published 20.08. 23).
Наиболее близким известным техническим решением к заявляемому способу является способ забойки скважин, принятый за прототип, включающий опускание в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью забойки, с помощью прикрепленных к забойке устройств для опускания ее в скважину (патент РФ №2435132, МПК F42D 1/08 (2006.01), опубликовано 27.11.2011,бюл. №33).The closest known technical solution to the claimed method is the method of stemming wells, taken as a prototype, including lowering into the well to the depth of an array with intense fracturing of the stemming, using devices attached to the stemming to lower it into the well (RF patent No. 2435132, IPC F42D 1/ 08 (2006.01), published on November 27, 2011, Bull. No. 33).
Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является низкая эффективность дробления горной породы в связи с ненадежностью и нестабильностью установки забойки в скважине.The disadvantage of the known technical solution adopted as a prototype is the low efficiency of rock crushing due to the unreliability and instability of the stemming installation in the well.
Данный недостаток обусловлен тем, что для установки забойки в скважине в массиве с интенсивной трещиноватостью требуется создать расширение на расстоянии 1-2,5 м от дневной поверхности путем дополнительного разбуривания скважины, в ходе которого оказывается внешнее вибрационное воздействие бурильного инструмента на стенки скважины, что приводит к увеличению микротрещин и образованию новых трещин в области расширения, в результате чего происходит разупрочнение стенок скважины и вызывает их обрушение, что делает установку забойки в расширение ненадежной и нестабильной, а при крупных обрушениях технически неосуществимой, так как согласно известному способу забойка фиксируется на нижних стенках расширения, при обрушении которых ее размещение на них невозможно.This drawback is due to the fact that to install a stemming in a well in an array with intense fracturing, it is required to create an extension at a distance of 1-2.5 m from the day surface by additional drilling of the well, during which an external vibrational effect of the drilling tool on the walls of the well occurs, which leads to to an increase in microcracks and the formation of new cracks in the expansion area, resulting in weakening of the walls of the well and causing them to collapse, which makes the installation of the stemming into the expansion unreliable and unstable, and in case of large collapses technically unfeasible, since according to the known method, the stemming is fixed on the lower walls extensions, in the event of the collapse of which its placement on them is impossible.
Отметим, что ненадежность и нестабильность установки забойки в скважине снижает способность сопротивления забойки восходящему движению расширяющихся газообразных продуктов детонации и в момент взрыва увеличивает вероятность преждевременного выброса забойки и значительных объемов расширяющихся газообразных продуктов детонации из скважины до полного разрушения горной породы, таким образом, снижая эффективность дробления горной породы.It should be noted that the unreliability and instability of the stemming installation in the well reduces the ability of the stemming to resist the upward movement of expanding gaseous detonation products and at the time of the explosion increases the likelihood of premature ejection of the stemming and significant volumes of expanding gaseous detonation products from the well until the rock is completely destroyed, thus reducing the crushing efficiency. mountain breed.
Техническим результатом заявляемого способа забойки скважин является повышение эффективности дробления горной породы за счет увеличения надежности установки забойки в скважине и повышения способности сопротивления забойки восходящему движению расширяющихся газообразных продуктов детонации.The technical result of the proposed method of well stemming is to increase the efficiency of rock crushing by increasing the reliability of the stemming installation in the well and increasing the capacity of stemming resistance to the upward movement of expanding gaseous detonation products.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе забойки скважины, включающем опускание в скважину на глубину массива с интенсивной трещиноватостью забойки, с помощью прикрепленных к ней устройств для опускания отличающийся тем, что изначально бурят скважину диаметром на 10-25% меньше проектного диаметра скважины, после чего на глубине 1,5-3,0 метра от дневной поверхности диаметр скважины расширяют до проектного диаметра скважины и разбуривают скважину на оставшуюся глубину, затем осуществляют заряжание скважины взрывчатым веществом, монтаж взрывной сети и установку забойки в скважине, для чего в скважину опускают забойку, при помощи гибких соединительных элементов, одним концом закрепленных на поперечных краях забойки, торцы которых выполнены закругленными, с радиусом кривизны соразмерным проектному радиусу скважины, после чего забойку фиксируют на опорной конструкции, размещенной над устьем скважины.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of stemming a well, including lowering into the well to the depth of an array with intense fracturing of the stemming, with the help of lowering devices attached to it, characterized in that initially a well is drilled with a diameter of 10-25% less than the design diameter of the well, after which, at a depth of 1.5-3.0 meters from the day surface, the diameter of the well is expanded to the design diameter of the well and the well is drilled to the remaining depth, then the well is loaded with explosive, the explosive network is installed and the stemming is installed in the well, for which the stemming, with the help of flexible connecting elements, one end fixed on the transverse edges of the stemming, the ends of which are rounded, with a radius of curvature commensurate with the design radius of the well, after which the stemming is fixed on a supporting structure placed above the wellhead.
Заявляемый способ забойки скважин поясняется чертежами, где на фиг. 1 - схема бурения скважины, с расширением диаметра скважины, где А-А направление расширения диаметра скважины, фиг. 2 - забойка в момент опускания в скважину, фиг. 3 - размещение забойки в скважине в рабочем положении.The inventive method of stemming wells is illustrated by drawings, where in Fig. 1 is a diagram of drilling a well, with the expansion of the diameter of the well, where A-A is the direction of expansion of the diameter of the well, fig. 2 - stemming at the time of lowering into the well, fig. 3 - placement of stemming in the well in working position.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is carried out as follows.
Для забойки скважин по заявляемому способу изначально бурят скважину диаметром d на 10-25% меньше проектного диаметра скважины Dпр.For stemming wells according to the claimed method, a well with a diameter d is initially drilled 10-25% less than the design diameter of the well D CR .
Затем на глубине Н = 1,5-3,0 метра от дневной поверхности (устья скважины) диаметр скважины расширяют до проектного диаметра скважины и разбуривают скважину на оставшуюся глубину, при этом на глубине 1,5-3,0 метра образуется переход с меньшего диаметра скважины d на проектный диаметр скважины Dпр (участок перепада диаметров скважины), после чего проводят заряжание скважины взрывчатым веществом 1 и монтаж взрывной сети.Then, at a depth of H = 1.5-3.0 meters from the day surface (wellhead), the well diameter is expanded to the design diameter of the well and the well is drilled to the remaining depth, while at a depth of 1.5-3.0 meters a transition from a smaller diameter of the well d to the design diameter of the well D CR (section of the difference in diameters of the well), after which the well is loaded with explosive 1 and the explosive network is installed.
После заряжания скважины взрывчатым веществом 1 и монтажа взрывной сети осуществляют установку забойки в скважину, для чего в скважину опускают забойку 2 поперечным краем вниз, при помощи гибких соединительных элементов 3, одним концом закрепленных на ее поперечных краях, торцы которых выполнены закругленными, с радиусом кривизны соразмерным проектному радиусу скважины Rпр (Dпр/2) и шириной меньше диаметра устья скважины (d), при этом другие свободные концы гибких соединительных элементов 3 находятся в руках оператора.After charging the well with explosive 1 and mounting the explosive network, the stemming is installed in the borehole, for which the stemming 2 is lowered into the borehole with the transverse edge down, using flexible connecting elements 3, one end fixed to its transverse edges, the ends of which are rounded, with a radius of curvature commensurate with the design radius of the well R CR (D PR /2) and a width less than the diameter of the wellhead (d), while the other free ends of the flexible connecting elements 3 are in the hands of the operator.
После прохождения участка перепада диаметров скважины и достижения необходимой глубины Н забойку 2 разворачивают перпендикулярно стенкам скважины и подтягивают за свободные концы гибких соединительных элементов 3 по направлению к устью скважины до упора в участок перепада диаметров скважины, после чего фиксируют, закрепляя свободные концы гибких соединительных элементов 3 на опорной конструкции 4, размещенной над устьем скважины.After passing through the section of difference in well diameters and reaching the required depth H, the stemming 2 is turned perpendicular to the walls of the well and pulled by the free ends of the flexible connecting elements 3 towards the wellhead until it stops in the area of the difference in diameters of the well, after which it is fixed by fixing the free ends of the flexible connecting elements 3 on the support structure 4 placed above the wellhead.
Следует отметить, что способ бурения, описанный выше, ведет к созданию участка перепада диаметров скважины с их оптимальным соотношением, расположенного на глубине 1,5-3,0 м от дневной поверхности (устья скважины), требуемого для конкретного положения забойки 2 в скважине, что определяет достижение технического результата, при котором забойка 2 упираясь в участок перепада диаметров скважины, перекрывает поперечное сечение верхней части скважины, а закругленные торцы поперечных краев забойки, с радиусом кривизны, соразмерным проектному радиусу скважины Rпр (Dпр/2), повторяя контуры стенок скважины, способствуют плотному контакту с ними, что позволяет полностью исключить смещение забойки в поперечном сечении скважины относительно ее оси, и увеличить надежность установки забойки в скважине.It should be noted that the drilling method described above leads to the creation of a section of the well diameter difference with their optimal ratio, located at a depth of 1.5-3.0 m from the day surface (wellhead), required for a specific position of stemming 2 in the well, which determines the achievement of the technical result, in which the stemming 2, resting against the area of difference in diameters of the well, overlaps the cross section of the upper part of the well, and the rounded ends of the transverse edges of the stemming, with a radius of curvature commensurate with the design radius of the well R pr (D pr /2), repeating the contours walls of the well, contribute to close contact with them, which allows you to completely eliminate the displacement of the stemming in the cross section of the well relative to its axis, and increase the reliability of the stemming installation in the well.
Также, данный способ размещения забойки в скважине, является существенным признаком заявляемого изобретения и необходим для увеличения способности сопротивления забойки расширяющимся газообразным продуктам детонации и увеличения эффективности дробления горной породы, поскольку в момент взрыва забойка под действием давления восходящих расширяющихся газообразных продуктов детонации внедряется в горную породу на участке перепада диаметров скважины, уплотняет ее, образуя устойчивое препятствие на пути восходящих расширяющихся газообразных продуктов детонации, оказывая им сопротивление, в результате чего энергия взрыва не теряется, а задерживается в зарядной полости скважины, осуществляя полезную работу, воздействуя на массив до полного его разрушения.Also, this method of placing a stem in a well is an essential feature of the claimed invention and is necessary to increase the capacity of stemming resistance to expanding gaseous detonation products and increase the efficiency of rock crushing, since at the time of the explosion, the stemming under the pressure of ascending expanding gaseous detonation products is introduced into the rock by section of the difference in the diameters of the well, compacts it, forming a stable obstacle to the ascending expanding gaseous detonation products, resisting them, as a result of which the explosion energy is not lost, but is retained in the charging cavity of the well, carrying out useful work, acting on the array until it is completely destroyed.
Пример конкретного выполнения способа. Зарядка скважин производилась на участке горных работ №1 филиала АО «УК «Кузбассразрезуголь» «Кедровский угольный разрез» при взрыве горных пород, состоящих из песчаника крепостью f=6 по шкале проф. Протодьяконова М.М.An example of a specific implementation of the method. Charging of wells was carried out at the mining site No. 1 of the branch of JSC “MC “Kuzbassrazrezugol” “Kedrovsky coal mine” during the explosion of rocks consisting of sandstone with a strength of f = 6 on the scale of prof. Protodyakonova M.M.
Изначально блок был забурен буровым станком DML 8528 с сеткой скважин 6 м × 6 м. Скважины были пробурены вертикально в количестве 20 штук с диаметром скважины d=215,9 мм на проектную глубину 16 м и перебуром 4 м.Initially, the block was drilled with a DML 8528 drilling rig with a well pattern of 6 m × 6 m. 20 wells were drilled vertically with a hole diameter of d = 215.9 mm to a design depth of 16 m and a re-drill of 4 m.
После этого на глубине Н=3,0 метра от дневной поверхности (устья скважины) диаметр скважины был увеличен до проектного диаметра скважины Dпр=260,3 мм расширителем для бурения Weatherford Rip Tide Rathole Killer 8500 на глубину 16 метров, заполнив перебур породой, которая не выносилась на дневную поверхность, а поступала в скважину.After that, at a depth of H = 3.0 meters from the daylight surface (wellhead), the well diameter was increased to the design well diameter D pr = 260.3 mm using a Weatherford Rip Tide Rathole Killer 8500 drilling reamer to a depth of 16 meters, filling the drill with rock, which was not brought to the surface, but entered the well.
После чего произвели зарядку скважин и монтаж взрывной сети следующим способом. Для этого в скважину поместили шашку ТТ-П 850, произвели зарядку скважины РПГМ-100 в объеме от 370 до 400 кг и осуществили монтаж взрывной сети.After that, the wells were charged and the explosive network was installed in the following way. To do this, a TT-P 850 block was placed in the well, the RPGM-100 well was charged in a volume of 370 to 400 kg, and an explosive network was installed.
Далее в устье скважины закругленным торцом вниз была опущена забойка, в виде деревянного бруска, при помощи гибкого соединительного элемента 3, шпагата, закрепленного на ее поперечных краях, длина которого соответствует длине необходимой для размещения забойки в рабочем положении на глубине Н после прохождения участка перепада диаметров скважины.Further, at the wellhead, with a rounded end, a stemming was lowered down, in the form of a wooden block, using a flexible connecting element 3, a twine fixed on its transverse edges, the length of which corresponds to the length required to place the stemming in the working position at a depth H after passing through the section of the difference in diameters wells.
При достижении необходимой глубины Н забойку подтянули по направлению к устью скважины за свободные концы шпагата до упора в участок перепада диаметров скважины, после чего свободные концы шпагата зафиксировали на опорной конструкции 4 (деревянный стержень), размещенной над устьем скважины, а пространство между забойкой и дневной поверхностью заполнили буровой мелочью, вес которой также увеличивает способность сопротивления забойки восходящим расширяющимся газообразным продуктам детонации, Данное положение забойки принимается за рабочее положение.When the required depth H was reached, the stemming was pulled towards the wellhead by the free ends of the twine until it stopped in the area of difference in the diameters of the well, after which the free ends of the twine were fixed on the support structure 4 (wooden rod) placed above the wellhead, and the space between the stemming and the daylight the surface was filled with drilling fines, the weight of which also increases the ability of the stem to resist the ascending expanding gaseous detonation products. This stem position is taken as the working position.
Результаты проведенного эксперимента продемонстрировали создание эффективного конструктивного и технологического решения - заявляемого способа забойки скважин, при применении которого повышается эффективность дробления горной породы за счет увеличения надежности установки забойки в скважине и повышения способности сопротивления забойки восходящему движению расширяющихся газообразных продуктов детонации.The results of the experiment demonstrated the creation of an effective design and technological solution - the proposed method of well stemming, which, when applied, increases the efficiency of rock crushing by increasing the reliability of the stemming installation in the well and increasing the capacity of stemming resistance to the upward movement of expanding gaseous detonation products.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801886C1 true RU2801886C1 (en) | 2023-08-17 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2164690A (en) * | 1936-05-04 | 1939-07-04 | Josef Dvorak | Plug insert for bore holes for cushion blasting in gaseous mines |
| WO2006045144A1 (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Sanleo Holdings Pty Ltd | Platform and a method of locating an object in a borehole |
| RU54168U1 (en) * | 2005-12-21 | 2006-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Borehole for placement of borehole material |
| RU2401416C1 (en) * | 2009-07-22 | 2010-10-10 | Сергей Михайлович Федотенко | Suspended borehole tamping |
| RU2419063C1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-05-20 | Сергей Михайлович Федотенко | Suspended well stem |
| RU2435132C1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-27 | Виктор Сергеевич Федотенко | Well stemming method |
| RU2441197C1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-01-27 | Виктор Сергеевич Федотенко | Suspended well stem |
| RU2716628C1 (en) * | 2019-12-11 | 2020-03-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Borehole spreader |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2164690A (en) * | 1936-05-04 | 1939-07-04 | Josef Dvorak | Plug insert for bore holes for cushion blasting in gaseous mines |
| WO2006045144A1 (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Sanleo Holdings Pty Ltd | Platform and a method of locating an object in a borehole |
| RU54168U1 (en) * | 2005-12-21 | 2006-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Borehole for placement of borehole material |
| RU2401416C1 (en) * | 2009-07-22 | 2010-10-10 | Сергей Михайлович Федотенко | Suspended borehole tamping |
| RU2419063C1 (en) * | 2009-11-23 | 2011-05-20 | Сергей Михайлович Федотенко | Suspended well stem |
| RU2435132C1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-27 | Виктор Сергеевич Федотенко | Well stemming method |
| RU2441197C1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-01-27 | Виктор Сергеевич Федотенко | Suspended well stem |
| RU2716628C1 (en) * | 2019-12-11 | 2020-03-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Borehole spreader |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109779633B (en) | Hydraulic directional fracturing weakening method for hard roof of coal mine | |
| US9062545B2 (en) | High strain rate method of producing optimized fracture networks in reservoirs | |
| CA1123726A (en) | Explosive fracturing of deep rock | |
| US4018293A (en) | Method and apparatus for controlled fracturing of subterranean formations | |
| EP1644671B1 (en) | A method of constructing a geothermal heat exchanger | |
| US4398769A (en) | Method for fragmenting underground formations by hydraulic pressure | |
| NO822917L (en) | PROCEDURE FOR AA PREVENT FLUID DUMMING FLOWS | |
| CN103411493A (en) | Drilling and powder charging method for goaf-penetrating deep hole presplitting blasting | |
| US3771600A (en) | Method of explosively fracturing from drain holes using reflective fractures | |
| WO2014168699A2 (en) | Controlling pressure during perforating operations | |
| CN115749713A (en) | Rock stratum frequency conversion pulse fracture network fracturing method and equipment | |
| RU2699102C1 (en) | Suspended well stem | |
| US20240110478A1 (en) | Underground mining methods via boreholes and multilateral blast-holes | |
| RU2801886C1 (en) | Well stemming method | |
| US4118071A (en) | In situ oil shale retort with a horizontal sill pillar | |
| US4146272A (en) | Explosive placement for explosive expansion toward spaced apart voids | |
| NO762410L (en) | ||
| US3630283A (en) | Method of producing particles of rock in a subterranean situs | |
| US3533471A (en) | Method of exploding using reflective fractures | |
| RU148326U1 (en) | DEVICE FOR CREATION OF FREE CAVITIES IN EXPLOSIONS OF EXPLOSIVE WELLS | |
| US3999803A (en) | In situ leaching of explosively fractured ore bodies | |
| US4239286A (en) | In situ leaching of ore bodies | |
| RU2804926C1 (en) | Method for installing stopper in well | |
| RU166771U1 (en) | SUSPENDED BORE HOLE | |
| RU2078927C1 (en) | Method of relief of working marginal rock mass and shaped charge for formation of initial fissures |