Мета буріння - створення в породному масиві свердловин та шпурів. Буріння свердловин - трудомісткий і дорогий процес, особливо в скельних породах.
Ефективність буріння вибухових свердловин визначається швидкістю буріння. Буріння свердловин і шнурів на кар'єрах проводиться спеціальними породоруйнуючими (буровими) машинами, які розділяються на дві групи:
- механічного впливу на забій свердловини (ударне, обертальне та ударно-обертальне буріння);
- фізичного методу впливу на забій свердловини (термічне, гідравлічне, вибухове буріння і ін .).
Ударне буріння здійснюється верстатами ударно-канатного і шарошечні буріння. Верстати ударно-канатного буріння широко застосовували на кар'єрах для буріння вибухових свердловин діаметром 200 - 300 мм до початку 60-х років. В даний час вони повністю замінені більш продуктивними верстатами і застосовуються тільки для буріння водопонижуючих та інших технологічних свердловин діаметром 300-600 мм і глибиною 60 м і більше, а також для спеціального буріння при добуванні блоків каменю.
Пневматичні бурильні молотки (ручні та колонкові) застосовуються для буріння шпурів діаметром 32 - 40 і 50-75 мм в скельних породах. Ручні іноді, а колонкові завжди використовуються в поєднанні з пневмопідтримкою, колонками, самохідними каретками. Верстати шарошечного буріння в останні двадцять років одержали найбільше поширення при бурінні свердловин діаметром 160-320 мм і глибиною до 35 м породах з коефіцієнтом міцності за Протодьяконовим f = 8-14. Основні їхні достоїнства - висока продуктивність (20-150 м / зміну) безперервність процесу буріння, можливість його автоматизації; недоліки - велика маса верстатів і мала стійкість доліт в важкобуримих породах.
Обертальне буріння свердловин здійснюється верстатами шнекового і алмазного буріння. Буріння шпурів, в основному в негабаритних уламках порід, може проводитися електросвердлами. Верстати шнекового буріння широко застосовують для буріння вертикальних нахилених свердловин діаметром 125-160 мм глибиною до 25 м в породах з f = 4-6 Продуктивність їх 15-120 м / зміну. Верстати характеризуються простотою експлуатації, при їх роботі забезпечуються сприятливі санітарні та екологічні умови. Ударно-обертальний буріння верстатами з зануреними пневмоударниками застосовується для буріння свердловин діаметром 100-200 мм і глибиною до 30 м при розробці будівельних гірських порід з f = 8-20, в гідротехнізації будівництві, на рудних кар'єрах виробничою потужністю до 4 млн. м3 / рік, а також при допоміжних роботах на великих рудних кар'єрах (заоткостка бортів, вирівнювання підошви уступів і ін) Ці верстати доцільно застосовувати і при бурінні високоабразивних і виключно важкобуримих порід з f = 20. Продуктивність їх складає 10-35 м / зміну. Витрати на буріння 1 м3 породи в 1,5-2,5 рази вище, ніж при шарошечному бурінні порід при f <14. Бурові верстати конструктивно прості; можливе багатошпиндельне буріння. Основні їхні недоліки; мала стійкість бурових коронок, низька продуктивність і велике пилоутворення.
Термічне (вогняне) буріння внаслідок його вибірковості набуло поширення при бурінні свердловин діаметром 250-360 мм і глибиною до 17-22 м головним чином у важкобуримих кварцовмісних породах (f> 10). Воно може успішно застосовуватися в породах з f = 10-16. Процес руйнування порід відбувається в результаті нагрівання вибою свердловини надзвуковими розпеченими струменями і появи термічної напругиі, що перевищує межу міцності мінерального утворення. Можливість термічного розширення діаметру частини свердловин куди буде закладатися заряд (до 400-500 мм) дозволяє скоротити обсяг буріння в сильно потрісканих породах за рахунок збільшення відстані між свердловинами. Продуктивність в добре термобуримих породах досягає 12-15 м / г. У важко термобуримих породах цим способом ефективно розширювати свердловин, пробурені шарошечними верстатами.
Технологія буріння обумовлює послідовність виконання операцій для утворення свердловин. При буріння блоку породного масиву в загальному випадку виконуються наступні операції:
- установка верстата на заданій відмітці, безпосередньо буріння;
- нарощування бурового става в міру поглиблення свердловини;
- розбирання бурового става, заміна зношеного інструменту;
- переїзд верстата до позначки наступної свердловини.
Буріння свердловини є перериваним процесом і включає ряд повторюваних операцій. Технічна швидкість залежить від буримости гірської породи, конструкції і типу бурового інструменту, навантаження на буровий інструмент, частоти обертання його, способу та умов видалення бурової дрібниці. Режим буріння характеризується величиною зусиль, що розвиває верстат, частотою ударів і обертання робочого інструменту і видаленням бурової дрібниці. Кожен вид буріння характеризується своїми можливими параметрами режиму буріння.
