Загальні відомості

Бурова справа

Володимир Манюк

Курс лекцій з дисципліни

Геологорозвідувальна справа

Бурові і гірничі роботи

Дніпропетровськ

ВСТУП

Дисципліна «Геологорозвідувальна справа» є базовою нормативною дисципліною, яка об’єднує три великих змістових блока: бурову справу, гірничу справу і пошуки та розвідку корисних копалин. Кожен з блоків являє собою, фактично, самостійну дисципліну, тому цілком логічним кроком було виділення в 2010 р. принаймні останнього блоку у окрему дисципліну «Пошуки та розвідка родовищ корисних копалин».

Головною метою курсу є ознайомлення з методикою проведення бурових і гірничих робіт, особливостями організації виробничого процесу, буровими станками, буровим і гірничим обладнанням і інструментами. Особлива увага привертається до методів, які переважно використовуються при проведенні гідрогеологічних та інженерно-геологічних робіт.

До завдань курсу належить розгляд загальних даних про гірські породи, їх фізико-механічні властивості, які впливають на проведення бурових і гірничих робіт, гірничі виробки, методи розвідки родовищ корисних копалин з використанням бурових і гірничих робіт, основні виробничі процеси, які при цьому здійснюються, засоби механізації, підземної і відкритої розробки родовищ, буріння розвідувальних свердловин і організація геологорозвідувальної служби, методи документації гірничих виробок і керну бурових свердловин.

Предметом вивчення є надра Землі і бурова та гірнича справа, як головні системи у вивченні надр з метою геологічної зйомки, пошуків та розвідки корисних копалин.

Курс «Геологорозвідувальна справа» займає базове місце в структурно-логічній схемі за освітньо-кваліфікаційним рівнем «бакалавр геології», оскільки є дисципліною, що формує у студентів знання про геологічні умови, технічні засоби і методичні прийоми виконання геологорозвідувальних робіт. При вивченні дисципліни «Геологорозвідувальна справа» студентам необхідні знання з геології, мінералогії, фізики, хімії, екології тощо.

Бурінням свердловин називається сукупність робіт по проведенню у гірських породах виробок круглого перетину. Ці роботи виконуються спеціальними технічними засобами, тобто буровими установками та інструментами. Буріння свердловин як джерело знань поділяється на техніку та технологію буріння.

Техніка буріння – це джерело знань про технічні засоби буріння.

Технологія буріння – джерело знань про технологічні процеси внаслідок яких створюється свердловина.

Буровою свердловиною називається циліндрична виробка у земній корі з відносно малим діаметром порівняно з її довжиною. Головні елементи свердловини: устя, вибій, стовбур та стінки (рис. 1). Вибій може бути або с у ц і л ь н и м або к і л ь ц е в и м, залежно від призначення свердловини. Відповідно, залежно від способу розробки вибою (суцільним або кільцевим вибоєм), буріння поділяється на кернове та безкернове. При керновому бурінні отримують циліндричний стовпчик породи, який має назву к е р н. При безкерновому бурінні можна отримати тільки ш л а м, який являє собою здрібнені частинки порід, по яких проходиться свердловина, і надає лише часткову інформацію про ці породи (explaine). Глибина свердловин може бути від перших метрів до кількох кілометрів і навіть більше 10 кілометрів. Так, наприклад, найглибша в світі Кольська надглибока свердловина досягла глибини 12 262 м.Діаметр свердловин також змінюється у широких межах – від 16 до 1500 мм, а в окремих випадках сучасні технології дозволяють бурити отвори під стовбури шахт з діаметрами 1,5 – 8 м. Бурові свердловини за положенням у просторі бувають вертикальні і похилі, а при бурінні з гірничих виробок горизонтальні і навіть спрямовані під кутом знизу – вгору.

За призначенням свердловин виділяється три категорії: геологорозвідувальні, експлуатаційні та технічні.

1. Г е о л о г о р о з в і д у в а л ь н і с в е р д л о в и н изастосовуються при геолого-зйомочних та пошуково-розвідувальних роботах і поділяються на: 1. пошукові; 2. розвідувальні; 3. гідрогеологічні; 4. інженерно-геологічні; 5. структурні; 6. сейсмічні та деякі інші.

2. Е к с п л у а т а ц і й н і с в е р д л о в и н ипризначені для видобутку з надр води, газу, нафти та інш. Вони поділяються на: 1. водозабірні; 2. нафтові; 4. газові; 5. для видобутку розсолів солей; 6. підземної газифікації вугілля; 6. геотехнологічні, для видобутку деяких видів корисних копалин способом підземного вилуговування (напр. сірки).

3. Т е х н і ч н ізалежно від призначення поділяються на: 1. підривні (для вибухів у кар’єрах, при сейсмічних дослідженнях); 2. під стовбури шурфів і шахт; 3. для заморожування ґрунтів; 4. для закріплення ґрунтів ( при проведенні будівництва та під час інженерно-геологічних досліджень у свердловини нагнітається цемент, смола, скло для закріплення тріщинуватих порід); 5. дренажні свердловини; 6. нагнітальні; 7. спостережні.