Калиниченко О.И., Зыбинский П.В., Хохуля А.В.

ОСНОВЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Рекомендовано научно-издательским советом Донецкого национального технического университета в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению «Горное дело» специальности «Бурение»

Донецк 2012

УДК [550.8: 622. 3.05: 622.279.24: 622.143 (075.8)]

Калиниченко О.И., Зыбинский П.В., Хохуля А.В.

Основы горного производства: Учебное пособие для вузов. – Донецк:

Норд-Прес, 2012. – 309 с.

Рецензенты:

Левит В.В. – докт. техн. наук, профессор, генеральный директор

ООО «Шахтостроительная компания «Донецкшахтопроходка» Краснощек А.А. – заместитель генерального директора ГХК «Спец-

шахтобурение».

В учебном пособии, с возможностью получения первоначальных знаний для дальнейшего углубленного изучения специальных курсов, с разной формой детальности изложены общетехнические понятия и наиболее существенные технологические системы (горная, буровая и горно-буровая), применяющиеся при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых.

При написании учебного пособия использованы труды известных отечественных и зарубежных ученых, которыми решен ряд важнейших проблем в области проходки подземных горных и горно-разведочных выработок; бурения стволов и скважин; подземной и открытой разработки месторождений полезных ископаемых; создания современной техники, а также в области подготовки специалистов для горной и буровой отраслей горного производства. К ним относятся Агошков М.И., Багдасаров Ш.В., Борисов С.С., Брылов С.А., Бурчаков А.С., Вадецкий Ю.В., Воздвиженский Б.И., Власюк В.И., Волков А.С., Грабчак Л.Г., Егоров П.В., Кадзаев Ю.В., Калинин А.Г., Кантович Л.И., Качан В.Г., Козлов А.В., Ксенофонтова А.И., Лукьянов В.Г., Малевич Н.А., Мельников Н.В., Миндели Э.О., Несмотряев В.И., Неудачин Г.И., Пальянов П.Ф., Пилипец В.И., Плаксин И.Н., Покровский Н.М., Протодьяконов М.М., Ржевский В.В., Стоев И.С., Сулакшин С.А., Сыркин П.С., Хореев В.А., Ткачев В.А., Шамшев Ф.А., Шехурдин В.К., Юшков А.С. и многие другие.

Учебное пособие подготовлено на кафедре технологии и техники геологоразведочных работ Донецкого национального технического университета, в соответствии с программой курса «Основы горного производства» и предназначено для студентов специальности «Бурение».

СОДЕРЖАНИЕ

		стр.
ПРЕДИСЛОВИЕ. . . . .	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	5
КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		7
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ПОЛЕЗНЫХ
ИСКОПАЕМЫХ . . . . .	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
1 ОСНОВЫ МЕХАНИКИ И ВИДЫ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ
ПОРОД . . . . . . . . .	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	22

1.1.Горные породы и их основные физико-механические

	свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		. 22
1.2	Классификации горных пород . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		. 32
1.3	Виды разрушения горных пород . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		35
2 ОСНОВЫ ГОРНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ . . . . . .			36
2.1.	Классификация горных выработок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		36
2.2.	Элементы и параметры горных выработок . . . . . . . . . . . . .		44
2.3.	Горные предприятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		45
2.4. Процессы при проведении горных выработок . . . . . . . . . . .			47
2.5.	Разрушение горного массива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		47
2.6.	Уборка породы в горных выработках . . . . . . . . . . . . . . . . . .		80
2.7.	Крепление горных выработок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		112
2.8.	Вентиляция горных выработок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		144
2.9.	Водоотлив при проходке горных выработок . . . . . . . . . . . .		158
2.10.	Освещение горных выработок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		163
2.11.	Общая характеристика подземного способа разработки
	месторождений полезных ископаемых . . . . . . . . . . . . . . . . .		167
2.12. Основы открытой разработки полезных ископаемых . . . . .			169
	Вопросы и темы модульного контроля знаний. Литерату-
	ра для самоподготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		176
3 БУРОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА . . . . . . . . . . . . . . .			181
3.1. Основные сведения о буровых скважинах . . . . . . . . . . . . . .			181
3.2. Бурение нефтяных и газовых скважин . . . . . . . . . . . . . . . . .			187
	3.2.1. Способы бурения скважин на нефть и газ . . . . . . . .		190
	3.2.2.	Буровые установки. Оборудование и инструмент
		для бурения скважин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	192
	3.2.3.	Промывка скважин и очистка обработанного	в
		скважине бурового раствора . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .	220
	3.2.4.	Производственный цикл строительства скважины. .	223

3.3.Краткая характеристика промыслового освоения нефтя-

ных и газовых месторождений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

225

3.4.Особенности освоения морских углеводородных место-

рождений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 3.5. Бурение геологоразведочных скважин . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

3.5.1. Буровые установки, оборудование и инструмент. . .	243
3.5.2. Промывка скважин . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	267
3.5.3. Технологические операции и режимы бурения
скважин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	271
3.6. Бурение скважин из подземных горных выработок . . . . . .	273
3.7. Бурение стволов и восстающих горных выработок. . . . . . .	285
4 ГОРНО-БУРОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА . . . . . . . .	301
Вопросы и темы модульного контроля знаний. Литерату-
ра для самоподготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	305