Практические. Определение физикомеханических свойств горных пород и горнотехнических условий изучаемого объекта
 Скачать 2.12 Mb.
|
|
Тема: Расчет производства цементирования скважин для конкретных геологических условий Цель работы : научиться определять потребное количество цементного раствора. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • размечать контуры выработок; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Постоянное тампонирование цементным раствором применяется при бурении глубоких скважин на нефть, газ, рассолы и воду. Тампонирование цементным раствором производится путем плотного заполнения кольцевого зазора между обсадными трубами и стенками скважины цементным раствором, который хорошо схватывается с породами и обсадными трубами и быстро затвердевает. Для цементирования применяется тампонажный цемент марок 400, 500 и 600.С помощью цементировочных агрегатов в скважину закачивается цементный раствор, глинистый раствор, а также производятся промывочные, продавочные и опрессовочные работы. Необходимое количество тампонажного цемента и давление для его продавливания определяют расчетом. Расчеты цементирования скважин 1. Потребное количество цементного раствора определяется по формуле: Vц.р=0,785((D 2 - d 2 н )хН 2 х k + d 2 в хh)) где Vц.р – потребное количество цементного раствора, м 3 ; – диаметр скважины, м; d н – наружный диаметр обсадных труб, м; Н– высота подъема цементного раствора за колонной, м; k – коэффициент учитывающий возможное увеличение объема цементного раствора на заполнение расширений, каверн; его принимают равным 1,2 – 1,3; d в – внутренний диаметр обсадных труб, м; h – высота цементной пробки в колонне, м. 2. Удельный вес цементного раствора определяется по формуле: .р = х (I+m)/ + m где .р – удельный вес цементного раствора, кН/м 3 (т/м 3) ; – удельный вес цемента, кН/м 3 (т/м 3) ; – удельный вес воды, кН/м 3 (т/м 3) ; – водоцементный фактор, обычно принимаемый равным 0,5. 3. Количество сухого цемента (т) для приготовления 1м 3 цементного раствора определяется по формуле: где – количество сухого цемента, т;, кН/м 3 (т/м 3) ; – удельный вес цемента, кН/м 3 (т/м 3) ; – удельный вес воды, кН/м 3 (т/м 3) ; – водоцементный фактор. 4. Общее количество сухого цемента для цементирования можно определить по формуле: = х Vц.рХ где – количество сухого цемента, т; – количество сухого цемента в т на 1м 3 цементного раствора; Vц.р– потребное количество цементного раствора, м 3 ; – коэффициент на потери цемента при затворении, принимаемый равным 1,1-1,5 или по формуле =0,785(( D 2 - d 2 н )хН 1 хk+ d 2 в хh))х х 5. Количество воды (V, м 3 ), необходимое для приготовления цементного раствора, определяется по формуле где – количество сухого цемента, т; – водоцементный фактор. 6. Количество жидкости для продавки цементного раствора определяется по формуле где – необходимое количество глинистого раствора или воды для продавливания цементного раствора в затрубное пространство, м 3 ; d в – внутренний диаметр обсадных труб, м; – длина колонны обсадных труб, м; h – высота цементной пробки в колонне, м; k – коэффициент учитывающий сжатие жидкости, принимается для глинистого раствора 1,05 и для воды 1,0. 7. Давление на головке колонны в момент схождения цементировочных пробок определяется по формуле р=р1+р2 где р1 – давление на преодоление разности удельных весов жидкости в трубах и за трубами кПа (кгс/см 2 ); р2 – гидростатическое сопротивление в конце промывки скважины кПа (кгс/см 2 ). Р 1 =(Н 1 - h)х( .р- ) где Н 1 – высота подъема цементного раствора за трубами, м; h – высота установки стоп-кольца от башмака, м; .р – удельный вес цементного раствора, кН/м 3 (т/м 3) ; – удельный вес глинистого раствора, кН/м 3 (т/м 3) ; р2=0,01L+8 где – глубина скважины, м. Отсюда Р= (Н 1 - h)х( .р- )/10+0, 01L+8 Задания для практической работы: 1. По таблице № 1 определить номер задания своего варианта. 2. По приложению 1 произвести согласно выше описанному расчету цементирование скважины. 3. Ответить на контрольные вопросы. Таблица № 1 АБВГД ЕЖЗИК ЛМНОП РСТУФ ПРОЧИЕ № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 Инструкция по выполнению практической работы 1. Сделать расчет в черновике и проконсультироваться с преподавателем. 2. Оформить тетрадь согласно задания. 3. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Какие виды тампонирования скважин вам известны. 2. С какой целью проводят постоянное тампонирование. 3. Для чего необходимо временное тампонирование. 4. С какой целью в башмак нижней колонны забивается деревянная пробка. Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической работы и его выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод Задание № 1. Рассчитать цементирование колонны труб наружным диаметром 245 мм. Задание № 2. Рассчитать цементирование колонны труб наружным диаметром 273 мм. Задание № 3. Рассчитать цементирование колонны труб наружным диаметром 299 мм. Задание № 4. Рассчитать цементирование колонны труб наружным диаметром 324 мм. Задание № 5. Рассчитать цементирование колонны труб наружным диаметром 340 мм. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.18 Тема: Определение горных выработок по плакатам и макетам Цель работы: Научиться распознавать горные выработки по разрезам и макетам. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • размечать контуры выработок; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Под горной выработкой понимают сооружение в недрах земли или на ее поверхности, создание в результате ведения горных работ и представляют собой полость в массиве горных пород. Горные выработки, пройденные в недрах земли, называются подземными. В зависимости от народнохозяйственного значения различают горные выработки разведочные и эксплуатационные. Ознакомиться с горными выработками (Ткачев В.А., Кочетов Е.В.. Проведение и крепление горных выработок) с. 6-7 Ознакомиться с подземными горными выработками (Ткачев В.А., Кочетов Е.В.. Проведение и крепление горных выработок) с. 7-12. Задания для практической работы: 1.По карточке (приложение 1) выполнить рисунок и определить на разрезе горные выработки. 2.Дать им характеристику 3.Ответить на контрольные вопросы Инструкция по выполнению практической работы 1.Рисунки делать простым карандашом. 2.Оформить тетрадь согласно задания. 3.Ответить на контрольные вопросы письменно. Контрольные вопросы: 1.Что такое горная выработка? 2. Элементы горной выработки. 3.Горнопроходческий цикл. 4.Чем отличаются горно-разведочные выработки от эксплуатационных? Содержание отчета по практической работе 1.Наименование работы 2.Цель работы 3.Оборудование (оснащение) работы 4.Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5.Письменные ответы на контрольные вопросы 6.Вывод Приложение 1 Вариант V 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант VI 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант I 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант II 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант III 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант IV 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. 1 2 20 м 1 2 2 1 100 м 1 2 1 2 12 0 м 2 1 Вариант VII 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант VIII 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант V 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант VI 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант VII 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант VIII 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант IX 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант Х 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. 1 2 12 0 м 2 1 1 2 3 20 м 2 1 1 2 3 1 2 3 1 2 3 20 м 2 1 Вариант XI 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. Вариант ХII 1. Определить горные выработки и дать им характеристику. 3 2 1 3 1 2 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.19* Тема: Ознакомление с техническими условиями промышленных ВВ Цель работы: Научиться рассчитывать величину заряда в каждом шпуре, общее количество заряда, фактическое количество заряда. Выбирать патроны и составлять схему заряжания. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • проходить выработки буровзрывным способом; Краткие теоретические и учебно-методические материалы БРВ должны выполняться в строгом соответствии с паспортом, являющимся основным документом для ведения буровзрывных работ. В паспорте приводятся условия взрывания, схема расположения шпуров, основные расчетные данные и показания по ожидаемым результатам взрыва. 1. Выбор типа ВВ см. практическое занятие № 52. 2. Определить комплект шпуров на плоскости забоя, которое зависит от физико-химических свойств пород, свойств ВВ, диаметра шпура и др. N = 2,7 e S f ; шп. где: е – относительный коэффициент работоспособности см. (Володин) с. 205 табл. III.6; f - коэффициент крепости пород по шкале профессора Протодъяконова М.М.; S – площадь забоя выработки в проходке, м 2 ; 3. Определить тип вруба ( Горноразведочные работы / Л.Г. Грабчак, Ш.Б. Багдасаров, С.В. Шляхин и др ) стр. 243 4. Описать тип вруба (Володин) стр. 287 5. Выбрав тип вруба, по данному соотношению между группами шпуров (см. ( Горноразведочные работы / Л.Г. Грабчак, Ш.Б. Багдасаров, С.В. Шляхин и др ) стр. 243), определяют количество шпуров по группам: n вр. : n всп. : n ок Число врубовых шпуров: N ВР. = ОК ВСП ВР ВР п n n n N + + ; Число вспомогательных шпуров: N ВСП. = ОК ВСП ВР ВСП п n n n N + + ; Число оконтуривающих шпуров: N ОК. = ОК ВСП ВР ОК п n n n N + + ; 6. Определить длину комплекта шпуров – глубину вруба, образованную наклонными шпурами. Для горизонтальных и наклонных до 60 о выработок: l К = (0,4 0,9) В, м; где: В – средняя линия трапеции (площади сечения выработки), м; Для вертикальных выработок глубину вруба (l k ) определим по формуле А.Ф. Суханова: l k = 2 4 tg В , м В - длинная сторона площади прямоугольного сечения вертикальной выработки, м; - угол при вершине конуса вруба в зависимости от категории пород по шкале профессора М.М. Протодъяконова, см. [Боровков Ю.А., Дробаденко В.П., Ребриков Н.Д. Основы горного дела] с.29, таблица 54.1. Таблица 54.1 Категории пород по Протодъяконову I-II III-IV V-VII о 60 50 40 7. Определить длину врубовых шпуров: l вр. = sin k l , м где: - угол наклона шпуров к плоскости забоев. В зависимости от типа вруба см. [Володин] с.287 8. Определить длину оконтуривающих и вспомогательных шпуров. l ok, всп. = 15 , 1 ВР l , м 9. Определить величину общего заряда ВВ на заходку: Q ВВ = q S l К η, кг где: q – удельный заряд выбранного ВВ. q = 1,6 e S f , кг/м 3 η – коэффициент использования шпура (КИШ), см [Башлык С.М., Загибайло Г.Т. Бурение скважин] с. 426 10. Определить величину среднего заряда ВВ на один шпур: q ср = N Q BB , кг где: Q вв – общий заряд ВВ на заходку, кг N – количество шпуров в комплекте. 11. Определить величину заряда во врубовом и оконтуривающем, вспомогательных шпурах: q вр = 1,2 q ср , кг q ок , вс = q ср , кг 12. Определить фактический расход ВВ на заходку: Q ср = N вр q вр + N всп q всп + N ок q ок , кг 13. Построить схему заряжания шпуров, выбрав патроны по [Ларин К.Л. Геологоразведочное дело] с. 151 Схема заряжания шпура: М 1 : 10 l п - длина патрона, мм l зар - длина заряжания , мм l заб – длина забойки, мм l шп – длина шпура, мм Ø п – диаметр патрона, мм Ø шп – диаметр шпура, мм Таблица № 54.2 АБВГД ЕЖЗИК ЛМНОПР СТУФХЦ ПРОЧИЕ S, м 2 5,8 5,1 4 6,4 2 Тип выработки горизонтал ьная наклонная вертикаль- ная горизонтал ьная вертикальн ая Тип ВВ Аммонит 6ЖВ Аммонит скальный №1 Аммонит ПЖВ-20 Динамон АМ-8 Аммонит 6ЖВ Диаметр коронки, мм 42 46 42 56 40 f 18 4 8 9 5 Тип вруба централь- ный горизонталь- но клиновой клиновой призматиче ский клиновой Категория пород XVIII X XII XIII XI Размеры выработки [4], с. 225 [4], с. 227 [3], с. 216 [4], с. 225 [3], с. 216 Задания для практической работы 1. Переписать методичку выполнения практического задания № 26 в тетрадь. 2. Согласно таблицы № 2 выбрать свой вариант задания. 3. Сделать расчет паспорта БВР. 4. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Оформить расчет паспорта БВР в тетради. 2. Сделать все необходимые схемы и чертежи по методике выполнения. 3. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. От чего зависит выбор типа вруба ? 2. Как выбрать диаметр коронки или резца? 3. Почему форма сечения горизонтальной выработки чаще всего трапециевидная? 4. Чем отличаются типы врубов друг от друга? 5. Чем отличаются врубовые шпуры от вспомогательных и оконтуривающих? 6. Какой способ взрывания применяется в зависимости от типа выработки? Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.20* Тема: Изучение СВ: КД, ЭД,ОШ, ДШ, взрывных машинок Цель работы: Знать устройство СВ. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • проходить выработки буровзрывным способом; Обеспеченность занятия: 3. Лабораторное оборудование и инструменты: • Макеты патронов ВВ; • Макеты ЭД, КД, ОШ и ДШ. 4. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы Для того чтобы обеспечить начало взрывчатого превращения, необходимо к заряду ВВ приложить извне некоторое количество энергии (начальный импульс). Средства, при помощи которых передается начальный импульс заряду ВВ и возбуждение их взрыва (детонации), называются средствами инициирования. Процесс возбуждения взрыва ВВ называется инициированием, а взрывчатые вещества, предназначенные для возбуждения взрыва, называются инициирующими ВВ. Сами инициирующие ВВ обладают способностью легко взрываться от искры, пламени или удара. Взрыв заряда промышленного ВВ обычно производится специальными средствами взрывания (капсюль-детонатор, электродетонатор, детонирующий шнур). Способы инициирования зарядов классифицируются в зависимости от применяемых средств, величины интервала между взрывами отдельных зарядов в серии, особенностей расположения зарядов. В зависимости от применяемых средств выделяют: огневое инициирование зарядов, когда детонатор взрывается от луча огня огнепроводного шнура; электрическое, когда он взрывается от горящего электровоспламенителя; электроогневое, когда детонатор взрывается от пламени огнепроводного шнура, подожженного электровоспламенителем; взрывание детонирующим шнуром, когда инициирование заряда ВВ осуществляется начальным импульсом, возбужденным в детонирующем шнуре на некотором расстоянии от заряда и переданным последнему по линии детонирующего шнура. Таблица № 52.1 АБВГ ДЕЖЗИ КЛМНОП РСТУФ прочие ЭД Мгновенного действия Мгновенного действия в Сu Короткозамедленного действия в Al Замедленного действия в Сu Мгновенного действия в бумажной оболочке ДШ Устройство - Устройство - Устройство КД В Al В Cu В бумажной В Cu В Al Задание для практической работы: 1. Зарисовать устройство СВ согласно варианта таблицы 1 2. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Изучить СВ (наклеив ксерокопии) [ Горноразведочные работы / Л.Г. Грабчак, Ш.Б. Багдасаров, С.В. Шляхин и др ] с. 111 2. Зарисовать устройство СВ. 3. Ответить письменно на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 2. Условия применения способов взрывания. 3. Классификация СВ. 4. Изготовление ЗТ. 5. Что необходимо взять для производства способов взрывания: - огневого; - электрического; - электроогневого; - взрыванием ДШ. Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.21* |