Kaevude puurimine: tehnoloogia ja töö nüansid

Üks kõige produktiivsemaid ja ökonoomsemaid meetodeid kaevandustööde moodustamiseks on südamikupuurimine. Seda kasutatakse maavarade uurimisel ja insenerigeoloogias.Lisaks on see lihtsaim ja kiireim viis veevarustuse korraldamiseks põhjaveele juurdepääsu saamiseks.

Meie pakutud artiklist saate teada kõike südamikupuurimise eripärade, selle rakendamiseks vajalike tööriistade ja rakendusfunktsioonide kohta.

Südamikpuurimise rakendusala

Südamikpuurimine on meetod, mis võimaldab suurima täpsusega määrata pinnasekihtide katuse ja aluse sügavust ning põhjaveetaseme sügavust.

Südamikupuurimise tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt järgmistes tööstusharudes:

• Veevarustus tööstus- ja erasfääris. Eraveevarustuse puurkaevude puurimine, tervete külade või linnakvartalite veevõtu korraldamine toimub tõhusalt südamikupuurimise teel tänu sellele, et puur tungib kergesti suurde sügavusse. Südamiktööriist on võimeline tõstma peaaegu kõiki hävinud kivimeid, välja arvatud veega küllastunud ja lahtised, mittesiduvad pinnased (liiv, kruus, veeris);
• Geoloogiline uurimine mäetööstuses. Kui kivi läbib, tekib maapinnale punktiefekt piki pöörlemisraadiust. Teisisõnu, ehituselt toru meenutava mürsuga puuritakse välja tahke kivimite mass, ilma et see häiriks nende struktuuri ja seisundit.
• Ehitus. Geotehniliste uuringute läbiviimine pinnase füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste ning kivimite seisundi uurimiseks. Põhitehnoloogia võimaldab täpselt tuvastada põhjavett ja võtta veeproove, et uurida selle agressiivsust betooni suhtes.

Südamikpuurimise käigus ekstraheeritakse südamik – mullasammas või külgnevad mullakihid. Südamikku iseloomustab kindel looduslik struktuur, mis tagab uuritava kivimi tervikliku analüüsi. Südamikuga puurimine võimaldab kõrgeima täpsusega määrata kivimi sügavust õppeotstarbel.

Südamiku puurimine tagab väljavõetud südamiku terviklikkuse, mis aitab kaasa kivimi kvaliteetsele uurimisele. Samal ajal teostatakse kõige kvaliteetsem näopuhastus hävinud kivimitest

Südamikpuuri kasutamine ehituses hõlbustab ja kiirendab oluliselt protsesse. Südamikuga ettevalmistatud auku lüüakse lihtsalt vaia või paigaldatakse valmis raudbetoonkonstruktsioon. Südamiku puurimine võimaldab teil luua silindrilisi auke tellis- ja betoonkonstruktsioonides.

Töötehnoloogia ja seadmed

Südamiktrelli kasutamiseks on teada kaks meetodit: töötamine vedeliku etteandega alumisse auku või töötamine kuivalt, st ilma puurimisvedelikuta.

Puurimist ilma puurimisvedelikku kasutamata kasutatakse juhul, kui mittesiduv pinnas on küllastunud loodusliku niiskusega piisavas koguses läbitungimiseks ja väljatõmbamiseks. Kaevešahti ei juhita vett ka vedelplastist, pehmeplastist ja tulekindlast liivsavi/savi, kõva ja plastilise liivsavi läbimisel.

Vedelikku tuleb kasutada kiviste ja poolkiviste kivimite puurimisel.Vee puudumisel toimub sel juhul süvenemine palju aeglasemalt. Lisaks suureneb oluliselt otsaku enneaegse rikke tõenäosus ja seetõttu peetakse kuivpuurimist kallimaks.

Loputamisega kaevu puurimise tehnoloogia võimaldab mitte ainult pikendada tööseadmete kasutusiga, vaid ka kõige kiirema ja kõige vähem töömahuka võimaluse puhastada nägu hävinud kivimitest.

Puurimisvedelikuga puurimisel suureneb süvenemise kiirus oluliselt. Kõige sagedamini kasutatakse seda meetodit märkimisväärse sügavusega kaevude puurimisel. See võimaldab töö lõpule viia võimalikult lühikese aja jooksul minimaalse võra kahjustamise ohuga.

Kõrge rõhu all olev vesi juhitakse põhja ka kaevu arendamise ajal lahtises, mittesiduvas pinnases, kui südamiku proovide võtmine ei ole probleemiks. Sel juhul pestakse nägu lihtsalt veejoaga, vabastades kaevanduse võlli hävitatud pinnasest.

Põhitehnika põhimõte

Südamikupuurimise põhielemendiks on südamiku toru alusele paigaldatud destruktiivse lõikeosa. Nad kutsuvad seda krooniks. Kivide kaevamiseks kasutatakse spetsiaalseid teemantlõikuritega varustatud kroone.

Kroonid on vahetatavad lõikeelemendid, mis kruvitakse südamikutoru alumise serva külge. Puurimise ajal tuleb neid mitu korda vahetada.

See on teemantotsak, mis tagab veehaarde lubjakivisse ajamisel puuri peaaegu takistamatu liikumise suurde sügavusse. Ehk siis aluspõhja kivimitesse mattunud kaevude arendamisel, mille pragudesse tekkisid sajanditepikkuse kondensatsiooni tulemusena puhtaima maa-aluse vee varud.

Puuriotsikuid vahetatakse kõige lihtsamal viisil – eemaldage kulunud osa ja keerake uus otsik südamiku toru külge

Kivi lõikamiseks kasutatakse suurel kiirusel pöörlevat bitti. Külviku pöörlemiskiirust saab reguleerida sõltuvalt arendatava pinnase tihedusest. Kroon “lõikab” pinnast ainult mööda mingi silindri serva, mille keskosa surutakse südamikutorusse.

Südamiku väljavõtmiseks tõstetakse puur pinnale. Selle kinnipüütud pinnas puhutakse toru ülemisse ossa juhitava õhuvooluga sõna otseses mõttes südamikupuurist välja. Puhumisprotsessi kiirendab mürsu koputamine haamriga.

Südamikpuurimise käigus surutakse puuritud koonusekujuline kivisegment südamiku torusse. Selle eemaldamiseks eemaldatakse südamiku tööriist tünnist, võttes lahti puurvarda nööri. Südamik puhutakse välja ja lüüakse torust välja

Kõvade kivimite läbimisel on südamiktrellidel suurem tootlikkus kui maatriks- ja rullikutel. See on tingitud külviku suurest pöörlemiskiirusest, mis vähendab vajalikku arendustööd.

Lisaks hävitavad tükid täielikult kivi, mis tuleb kastiga “välja kühveldada” või näo pesemiseks tuleb vett survestada. Tegelikult peate sama jaotise läbima kaks või isegi kolm korda: kõigepealt hävitage see, seejärel tühjendage. Põhitehnoloogia võimaldab teil nägu ühe liigutusega läbi teha ja puhastada.

Tööpingid ja puurseadmed

Masina või puurimisseadme valiku määrab kaevu otstarve ja selle läbimõõt. Südamikpuurimismeetodi populaarsus määrab puurplatvormide ja -masinate tootmise üle kogu maailma. Uurimispuurimiseks mõeldud platvormidele sobivad raskeveokite traktorid, veoautod ja maastikusõidukid.

Raskete roomiktraktorite kasutamine võimaldab puurkaevude puurimist läbimatute teede, soostunud ja ebastabiilse maastikuga piirkondades

Kõige sagedamini paigaldatakse puurimisseadmed klassikalistele MAZ, KAMAZ ja Ural kaubamärkide autodele. Küll aga on paigaldusvõimalusi kergematele seadmetele, mida kasutatakse eraehituses veekaevude puurimisel.

Kell käsitsi pöörlev puurimine Südamiku toru asendatakse selle ajaloolise eelkäija - klaasiga. See mürsk on südamikutoru lühendatud versioon, mille tallal on terav serv. Klaas kruvitakse käsitsi või mootortrelli abil maasse ja kõik, mis sinna sisse pakitakse, eemaldatakse pinnale.

Bensiini ja elektrimootoreid kasutatakse madalate kaevude käsitsi puurimise mehhaniseerimiseks ning aukude moodustamiseks piirdeaedade ja elektriliinide tugede paigaldamiseks. Need annavad teole või südamikutorule pöörlevad liigutused

Seadmed puurimiseks ja kaevude korrastamiseks

Südamikpuurimise rakendamisel vajate seadmeid, mis võimaldavad töötada sügavuti, arendada ja kaevandada väga erinevaid kivimitüüpe. Töö käigus tuleb tagada mürsu poolt hävitatud materjali perioodiline tõstmine pinnale.

Standardne puuriistade komplekt

Kvaliteetse töö tegemiseks vajate:

• Südamiku kestad. Neid kasutatakse nii horisontaalseks puurimiseks kui ka vertikaalseks kaevamiseks. Kasutades tavalisi südamikutorusid, on võimalik puurida kuni 45 kraadise nurga all. Õhukeseseinalisi südamikpuure saab kasutada eranditult horisontaalseks kaevikuta puurimiseks kommunikatsioonide paigaldamisel.
• Kroonid. See on kivide purustamise tööriist, mis on paigaldatud südamiku torule, et hõlbustada kivisüdamike väljalõikamist. Messingotsikuid kasutatakse settelise sidusa ja mittesiduva pinnase puurimiseks. Teemantlõikuritega karbiidiotsikuid toodetakse kivide puurimiseks ja aukude moodustamiseks betooni, asfaldi ja tellisseintesse.
• Terasest korpusega torud. Vajalik kaeve ümbristamiseks - puuraugu moodustamiseks, teostatakse samaaegselt selle süvendamisega. Nende läbimõõt on võrdne kaevu läbimõõduga. Veevõtu korpus valitakse eelnevalt, keskendudes südamiku toru läbimõõdule ja pumbale, mida kavatsetakse kaevus kasutada.
• Kangid. Need on kokku keeratud kitsad torud. Kasutatakse puurnööri pikendamiseks. Lihtsamalt öeldes kruvitakse need vaheldumisi südamiku toru ülaosa külge, nii et pöörlevat liikumist saab sellele edastada mürsu kõrgusest suuremal sügavusel. Südamiku toru kõrgus + puurvarda kõrgus = kaevesügavus.
• Tõlkijad. Vajalik puurvarraste erineva läbimõõduga keermestatud ühenduste ühendamise tagamiseks, rotaatorid, loputustihendid ja muud komponendid.
• Loputuskorgid ja tihendid. Nende abiga on võimalik hävitatud pinnas pinnale tõsta, kui pole vaja tervet südamikku võtta. Sel juhul antakse vett näole, pestes hävitatud pinnase surve all päevapinnale.
• Meislid. Neid kasutatakse auku süvendamiseks kõige raskemates kohtades, kus südamikpuuri läbistav on. Pisut kasutades lülituvad nad vahel pöördpuurimiselt kaablilöökpuurimisele.

Esitatud tööriist on põhitehnoloogia abil puurimise standardkomplekt.Mõnel juhul võib olenevalt arenduse keerukusest vaja minna täiendavaid tööriistu ja seadmeid.

Kaeve süvendamisel kruvitakse puurvarraste sammas järjestikku südamiku toru otsa. Südamikmürsu väljatõmbamiseks samba pinnale keeratakse varda taga olev varras lahti

Südamiku torude konstruktsiooni omadused

Disaini funktsioon mürsk südamikupuurimise ajal on see tingitud südamiku terviklikkuse maksimaalsest säilimisest ja koosneb rõngakujulisest paigutusest vaba läbipääsu ümber. Üks olulisemaid omadusi on koefitsient südamiku proovide võtmine See on määratletud kui südamiku läbimõõdu ja tööriista välisläbimõõdu suhe.

Südamikpuurimistööriist on standardiseeritud, erineb peamiselt ainult läbimõõdult. Struktuuriomaduste põhjal jaotatakse südamikutorud ühe- ja kahekordseteks. Tavalistes geoloogilistes tingimustes töötamiseks mõeldud üksikmürsud sobivad suurepäraselt veekaevude arendamiseks.

Mittepöörleva sisekummiga topelttööriista kasutatakse ainult geoloogilises uuringus. Seda on vaja mitmesuguste tegurite mõjul kergesti hävivate kivimiproovide ekstraheerimiseks. See võimaldab teil võtta proovi selle looduslikus koostises, milles on looduslik protsent mineraale ja jääkkivi.

Ühesoonelist toru kasutatakse proovide võtmisel geotehnilistes uuringutes, geoloogilistes uuringutes ja aukude puurimisel elektriliinide tugede paigaldamiseks.

Kõik südamikutorud on mõeldud puhumiseks, puurimisvedeliku põhja viimiseks ja kaevu puhastamiseks. Nende ülaosa on varustatud tehnoloogilise auguga, mille kaudu süstitakse vett või õhuvoolu.

Mürsu lõikeosa eripära

Igasugune kroon on rõnga kujul, mille peal on keerme, mis on vajalik südamiku külge kruvimiseks, ja lõikurid, mis asuvad alumises otsas. Lõikurid võivad olla valatud või keevitatud selle lõikava metallosa külge.

Südamiku puurimiseks kasutatakse järgmisi otsikuid:

• Karbiid – peenike lõikehammas, soonik.
• Teemant – immutatud ja väike teemant.

Karbiidist lõikeelemendid on mõeldud “pehme” pinnase puurimiseks. Nende abiga puuritakse igat tüüpi mis tahes konsistentsiga savikive, poolkiviseid kivimeid, madala niiskusega ja niiskeid tiheda ja keskmise tihedusega liiva. Liivakivide ja merglite läbipuurimiseks kasutatakse volfram-koobalti lõikuritega kroone.

Peen lõikehammas otsikud on mõeldud väikeste keskmise kõvadusega kivimite puurimiseks abrasiivsus. Need on varustatud kaheksanurksete või ruudukujuliste lõikuritega. Kui lõikurid on paigutatud erinevatele kõrgustele, saavutatakse ka astmeline nägu, mille eeliseid kirjeldati eespool.

Ribitud otsikute abil parandatakse loputusvedeliku tsirkulatsiooni, suurendades kaevu läbimõõtu

Sooniline otsikud on mõeldud keskmise raskusega kivimite puurimiseks abrasiivsus. Selliste kroonide lõikurid koosnevad silindrilisest või prismakujulisest terasest peakorter karbiidist sisetükiga. Samal ajal, isegi kui kroon kulub, ei vähene selle jõudlus.

Teemantlõikuritega kroonid on mõeldud kõrgete kiviste ja poolkiviste kivide puurimiseks abrasiivsus.

Tugevuse suurendamiseks ja abrasiivsete omaduste parandamiseks pressitakse tööstuslikud teemandid tootmisprotsessi käigus selle valatud massi. Viimasel ajal asendatakse looduslikud kristallid sageli kunstlikult kasvatatud kristallidega.

Ribide arvu määrab võra kujundus ja selle läbimõõt - neid võib olla kolm kuni kuus. Kivimite hävitamise protsessi saab kiirendada, nihutades ribi võra otsa suhtes ülespoole. See tagab astmelise põhjaava ja hõlbustab pesuvedeliku läbipääsu.

Kaevude korpuse torud

Nii südamiku kui ka korpuse terastorud toodetakse vastavalt standardile GOST 51682-2000. Geoloogilises uurimistöös ja insenergeoloogias kasutatakse neid pinnase varisemise vältimiseks, mis ei võimaldaks aru saada, millisel sügavusel üks geoloogiline kiht teisega asendub.

IN veevõtu töökorraldus manteltorud moodustavad kaevu seinad. Nendest kokkupandud korpusesse on sukeldatud teine, tootmis-, torunöör. Tänapäeval on see kõige sagedamini kokku pandud plastikust. Tootmiskolonn on varustatud filtriga, mis hoiab pumpamise ajal liivaterad ja peent kruusa.

Levinumad on nippelühendustega manteltorud. Sellisel juhul on torudel ühel küljel sisekeere ja vastasküljel väliskeere. Kaevešahti monteeritakse keermestatud torudest äärmiselt lihtsalt ja kiiresti.

Nii südamiku- kui ka ümbristorud on varustatud keermetega, mille ühest otsast on välimine ja teisest otsast sisemine. See võimaldab korpust kiiresti ja lihtsalt kokku panna. Keerme suurused on ühtsed – südamikuna võib toimida iga korpuse toru, piisab, kui kruvida kroon ja ülaosa selle külge

Seal on keevisliidete jaoks mõeldud korpuse torud. Erasektoris neid ei kasutata töömahuka kolonni monteerimisprotsessi tõttu.

Nii korpuse kui ka südamiku torud on valmistatud klassi 45 terasest tugevusgrupiga “K”.Pinna kulumiskindluse suurendamiseks on torude otsad karastatud. Olenevalt kasutatavast puurimisseadmest ja läbimõõdust sukelpump eraveevõtu töökohtade ehitamisel kasutatakse torusid läbimõõduga 100 kuni 200 mm.

Südamiku puurimise etapid

Enne töö alustamist peate tutvuma katastriplaaniga ja valmistama ette tööpinna. Puurimiskohale on vaja tagada takistusteta juurdepääs nii puurimisseadmele endale kui ka masinale koos loputusvedelikuga.

Järgmine samm on kaevata auk, mille maht on vähemalt 2 kuupmeetrit - see väldib täiendava paagi kasutamise vajadust. Kaev on ette nähtud põhjavee ja kasutatud loputusvedeliku ärajuhtimiseks. Pagasiruumi põhiosa paigaldamiseks on vaja mulda mulgustada.

Järgmisena ühendatakse valitud otsik puursüdamiku toruga ja valitakse korpuse torud, mis suureneb nende süvenedes. Paigaldus peab olema kindlalt kinnitatud, pärast mida käivitatakse puurimisseade.

Põhitehnoloogia koos näo veega loputamisega võimaldab kaevanduse šahti kõige lihtsamal ja kiireimal viisil hävitatud kivist vabastada

Kui südamikpuur süveneb ja täitub, tõstetakse see perioodiliselt pinnale ja puhastatakse puurimisel tööriista poolt kinnijäänud pinnasest. Pärast seda saab südamikust vabastatud puuri uuesti puurimise jätkamiseks kaevu auku kasta.

Üles tõstmiseks võetakse lahti puurtoru, mis koosneb südamikust ja vardadest. See tähendab, et nad eraldavad varda järjestikku pärast varda, kuni südamikutoru tünnist eemaldatakse.

Eraomanikele mõeldud kaevu arendamiseks peetakse parimaks võimaluseks südamiku puurimist, millega kaasneb loputus. Sel juhul ei ole vaja proove võtta. Peaasi on tünn kiiresti vormida ja settest puhastada. tööde ettevalmistamine eelseisvaks kasutamiseks.

Pesemiseks võite kasutada mis tahes vett, lähedal asuva tiigi või jõe vesi on üsna sobiv. Puurida võib ka kuivalt, kui liiva jaoks tehakse kaevu. Tavaliselt piisab sellisel juhul paarist ämbrist veest puurimisvedelikuna lihtsalt põhjas oleva mürsu jahutamiseks.

Põhitehnoloogia abil puuritakse augud betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonidesse, vundamentidesse ja tellisseintesse.

Lahtises vähese niiskusega liivas töötamisel on soovitatav lisada töölahusele vedelat klaasi või savimassi, et tugevdada augu seinu. Igal juhul, kui puur läbib ebastabiilse konstruktsiooniga horisondi, oleks põhjendatud kaevu seinte tugevdamine manteltorudega.

Protsessi tehnoloogilised omadused

Süvendamise käigus on võimalik reguleerida külviku pöörlemiskiirust. Tuleb märkida, et puur suudab madalal kiirusel kergesti ületada settekivimite kihte. Kuid aluspõhja kivimite läbimisel on vaja pöörlemiskiirust suurendada. Südamikpuurimise meetodiga on võimalik läbistada erineva koostisega ja mis tahes kõvadusega kihte.

Tuleb arvestada asjaolu, et puurseade peab asuma ettevalmistatud, tasandatud horisontaalsel kohal. Läbistusnurka saab reguleerida, kui arendatava kaevu läbimõõt ei ületa 1 meetrit. Seejärel säilitab ümbris kaeve vertikaalsuse.

Manteltorusid saab uuesti kasutada, kui need eemaldatakse kaevekohast kohe pärast kaevamist. Südamikutoru on korduvkasutatav mürsk, mida kroonide kohta öelda ei saa. Settehorisondis puurimiseks on vaja vähemalt kahte või isegi rohkem. Paekivile kaevu rajamisel ei ole võimalik täpselt ennustada kulunud kroonide arvu.

Teemantotsiku eluea pikendamiseks pärast selle paigaldamist või vahetamist tuleb kaevu põhja töödelda peitliga. See meede suurendab oluliselt hõlvamise määra

Puurseadet saab paigaldada suure võimsusega sõidukitele või roomiksõidukitele erivarustus rasketes maastikutingimustes töötamise korral. Südamikumeetodil veekaevude puurimisel saab kasutada kergemaid mobiilseid seadmeid.

Põhimeetodi eelised ja puudused

Tänu võra punktilisele toimele piki selle raadiust on tagatud täpne lõikamine ja tahke südamiku pinnale toomine. Tehnoloogia on rakendatav kivimite puurimiseks kuni XII kategooriates saate töötada nii risti kui ka nurga all.

Tuummeetodi üks olulisemaid näitajaid on kõrge tootlikkus ja puurimiskiirus.

Lisaks sellele saab esile tõsta järgmisi eeliseid:

• Loputusvedeliku või protsessivee kasutamise korral on puurimismaht 85%;
• Aktiivsete emulsioonide lisamine töölahusesse võimaldab säilitada kaevu seinad nende algses olekus;
• Tänu aksiaalsete koormuste vähenemisele, mis tuleneb asjaolust, et kivimit ei hävitata pidevalt, saavutatakse energiakulude vähenemine.
• Meetod võimaldab teil töötada mis tahes kividega, sealhulgas basaldi ja graniidiga.
• Kokkupandava liikurmasina kasutamisel on võimalik teostada töid raskesti ligipääsetavates kohtades.

Lisaks eelistele on südamikupuurimisel ka puudused:

• Murdunud kivimites töötamisel esineb sageli südamiku kinnikiilumist, mis toob kaasa vajaduse toru väljalöömiseks eemaldada.
• Kõvade kivide läbimisel muutub otsak ülekuumenemise ja kleepumise tõttu kiiresti tuhmiks. Selle vältimiseks on vaja kasutada jahutusvedelikku ja vähendada voolukiirust. Selle tulemusena puurimiskiirus väheneb.
• Puurimise väike ristlõige (kuni 200 mm) ei võimalda kasutada võimsat sukeldatavad pumbad.

Veekaevude arendamisel, kui kihistu avamisel kasutatakse savilahust, on suur tõenäosus põhjaveekihi settimiseks.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Video 1. Põhimeetodil kaevu puurimise algetapp:

Video 2. Graniitkivisse kaevu puurimine:

Kaevu südamiku puurimise alustamisele peab eelnema majandusarvestus. Seadmete ohutusstandardite ja kasutusreeglite järgimine minimeerib seadmete rikkeohtu, tagades sellega kõrge tööefektiivsuse, puurimiskiiruse ja väiksemad majanduskulud.

Kas soovite jagada ainult teile teadaolevaid kolonnitehnoloogia peensusi? Kas teil on artikli teema kohta kasulikku teavet? Kirjutage kommentaarid allolevasse plokkvormi, esitage küsimusi ja postitage artikli teemal fotosid.