Області використовування гірських порід

Основний метод термічних досліджень масивів - вимір температур як по глибині так і площі.

Використовування теплових властивостей гірських порід для вирішення раціональних гірничотехнічних задач.

Лекція № 8

В географічних дослідженнях використовуються природні температурні поля Землі і штучні, створювані в пробурених свердловинах нагнітанням в них гарячих пульп.

Із збільшенням глибини відбувається зростання температур.

Градієнт природних температур, визначений для масиву називається геотермічним.

В результаті термокаротажу свердловини можна:

1. встановити геотермічний градієнт.

2. розчленувати масив на породи з різними тепловими властивостями.

Термокаротаж використовується для дослідження свердловин, пройдених в областях розвитку багаторічної мерзлоти і встановлення меж мерзлих порід, зон відтавання, ступеня промерзання і т.д.

За допомогою термокаротажу свердловин визначають місця приток води в свердловини, оцінюють швидкості фільтрації води в масивах і знаходять корисні копалини.

1. Відтавання і ослаблення мерзлих порід здійснюють поверхневими (спалювання шару вугілля, обігрівши газами) і глибинними методами, обігрівши голками, що нагріваються електрикою, парою, гарячою водою, нагріваючи термохімічними патронами в пробурених шпурах.

Температура і глибина нагріву порід залежить від їх температуропровідності, а час обернено пропорційно до квадрата товщини h шару, що промерз.

- Один із способів термічного ослаблення мерзлих порід полягає в разбурення мерзлого шару порід термобурми, створення певної сітки шпурів, які значно ослабляють мерзлу кірку і дозволяють здійснювати її остаточне руйнування.

- Зміцнення гірських порід. При термічному способі руйнування гірських порід, все тепло, що поступає в гірську породу витрачається на нагрів її до температури, при яких термічні напруження досягають руйнуючих. При термічному способі буріння на породу впливає високотемпературний надзвуковий газовий струмінь, який інтенсивно розігріває тонкий поверхневий шар породи і викликає в ньому термічні напруження, що приводять до відколу від поверхні частинок.

Руйнуючі напруження в породі можуть бути досягнутий при температурі 300-600 гр.

Інтенсивні теплові потоки створюються спеціальними реактивними газовими пальниками, в робочій камері яких відбувається перемішування пального і окислювача і бурхливе їх згоряє.

У вітчизняних верстатах вогняного буріння, швидкість газового струменя 1600-2000 м./сек. Подальше вдосконалення термічного буріння йде у напрямі використовування пальників електродуг і плазмових.

- Використовують також нагрів порід знакозмінними температурними полями. При цьому забій свердловини по черзі обробляють потоками гарячого газу і охолодженого або рідкого азоту. В результаті різких температурних коливань відбувається значно швидше руйнування порід.

- Встановлений початок бурінню двохфазовими потоками, створюваними за рахунок подачі в газовий струмінь дрібних частинок, зруйнованої породи.

В результаті цього тверді частинки, ударяючись об породу, додатково руйнують її.

Дата добавления: 2014-01-07