РУЧНОЕ БУРЕНИЕ
Ручное бурение ‑ это тип бурение, осуществляемого с использованием физической силы человека. Данный тип бурения используется в целях геологического исследования территории и ее последующего картирования. Ручное бурение также применяется для самостоятельного поиска воды и ее извлечения для хозяйственных нуждах человека.
Инструмент, используемый для ручного бурения, называется ручным буром, рис. 4.1; рис. 4.2. Рассмотрим составные части ручного бура и буровые инструменты.
Рисунок 4.1 Ручной бур [3]
Рисунок 4.2 Ручной бур и его комплектующие [3]
Устройство ручного бура и буровых инструментов
Бур обыкновенный состоит из железных звеньев (штанг) с наконечником, наваренным сталью. Нижняя часть бура, длиной около 1 метра, есть собственно наконечник, который производит выработку горных пород, в результате чего формируется скважина, а верхняя часть – стержень круглого или квадратного сечения, от 2 до 3 сантиметров в диаметре и длиной от 2 до 3 метров. Такие части стержня называются штангами; они имеют на одном конце винт, а на другом гайку с винтовой нарезкой, которыми штанги свинчиваются и образуют стержень бура нужной длины. На верх стрежня навинчивается голова со стременем, сквозь которое проделывается цепь или канат, которыми можно подымать бур. Буровые наконечники бывают разных форм в зависимости от грунта, в котором производится работа. Выделяют 3 вида режущего инструмента: ложка, винтовое напорье, сверло или долото.
Ложка (см рис. 4.2) – это цилиндр из листового железа с шаровым дном и с боковой продольной скважиной сверху донизу, коей один край заострен; иной раз на конце ее делают винтовое напорье или же придают форму винта с острыми лопастями. Образцы грунта входят внутрь цилиндра и вместе с ним подымаются наверх.
Винтовые напорья делаются из железа и служат для разрыхления грунта, который затем вынимается ложкой.
Сверло или долото бывает стальное и разной формы: с плоским, прямым и уширенным острием, с несколькими пирамидальными остриями и т.д.; на верхнем конце нарезан винт для ввинчивания в штангу или прикреплено ухо для зацепления веревки.
Буровые наконечники представлены на рисунке 4.3 обозначенные цифрами 9, 1, 4, соответственно.
Рисунок 4.3 Ручной бур и буровые инструменты [3]
Штанги бывают железные и деревянные. Железные имеют утолщения, под которые подкладываются вилки и ключ (рис. 4.4, цифра 13) при их подъеме. Толщина их зависит от размера бурового инструмента. Делаются они реже из круглого и чаще из квадратного железа с винтовыми нарезами изнутри и снаружи для взаимного соединения.
Рисунок 4.4 Буровые инструменты [3]
Буровые инструменты, используемые с ручным буром, крайне разнообразны, а именно черпак, желонка, ножницы, штанговые ключи, вилки, клещи, ручки, уравнительный винт, долото, расширитель и др.
Применение ручного бура для исследования территории
Целью учебной буровой практики является ознакомление с различными типами и видами бурения, ручное бурение не является исключением. В ходе буровой практики нами был выбран полигон «Птичь», на котором производилось ручное бурение (рис. 4.5). Помимо ознакомления с процессом ручного бурения, также мы знакомились с геологическим строением территории долины реки Птичь.
Рисунок 4.5 Полигон «Птичь»
В ходе изучения было пробурено 7 скважин ручным буром и изучены геологические колонки этих скважин. Расстояние между каждой скважиной составляет примерно 10 м.
Скважина 1. Координаты: 53°47'29.36" с.ш.; 27°24'44.1" в.д. (рис. 4.6)
Рисунок 4.6 Расположение скважины 1
Описание скважины:
0 – 25 см /25 см – почвенно-растительный слой;
25 – 70 см /45 см – суглинок темно-коричневый, с включениями остатков растений, прослоями песка;
70 – 120 см /50 см – суглинок черный, сильно оторфованный, с богатой микрофауной моллюсков, растительными остатками;
120 – 140 см /20 см – суглинок темно-коричневый, водонасыщенный, с растительными остатками;
140 – 163 см /23 см – суглинок черный, водонасыщенный, оторфованный, с включением остатков растений, далее переходит в песок с гравием.
На рисунке 4.7 представлена горная порода, извлеченная при помощи ручного бура.
Рисунок 4.7 Образец горной породы
Скважина 2. Координаты: 53°47'29.50" с.ш.; 27°24'43.7" в.д. (рис. 4.8)
Рисунок 4.8 Расположение скважины 2
Описание скважины:
0 – 32 см /32 см – почвенно-растительный слой;
32 – 69 см /37 см – суглинок темно-серый, со следами ожелезнения и карбонатизации;
69 – 134 см /65 см – суглинок темно-серый, сильно оторфованный, с остатками растений и раковинами моллюсков.
Скважина 3. Координаты: 53°47'29.64" с.ш.; 27°24'43.3" в.д. (рис. 4.9)
Рисунок 4.9 Расположение скважины 3
Описание скважины:
0 – 24 см /24 см – почвенно-растительный слой;
24 – 138 см /114 см – суглинок темно-коричневый, влажный, с включениями темно-серой супеси и среднезернистого песка с мелким гравием, со следами ожелезнения и карбонатизации, с включениями корней растений и черной переработанной органики, с 66 см появляется вода в скважине;
138 – 195 см /57 см – светло-темно-коричневый суглинок, оторфованный, с включением остатков древесины, корней растений, слой богат микрофауной моллюсков;
195 – 200 см /5 см – супесь светло-коричневая с включением микрофауны моллюсков, корней растений и остатков древесины, а также черной органики с запахом H2S.
Скважина 4. Координаты: 53°47'30.24" с.ш.; 27°24'42.33" в.д. (рис. 4.10)
Рисунок 4.10 Расположение скважины 4
Описание скважины:
0 – 31 см /31 см – почвенно-растительный слой;
31 – 98 см /67 см – суглинок темно-коричневый, влажный, с прослоями светло-серого суглинка, со следами ожелезнения и карбонатизации, с включениями корней растений;
98 – 130 см /32 см – светло-коричневый суглинок, водонасыщенный, со следами ожелезнения и карбонатизации, с прослоями светло-серого мелко-, среднезернистого песка с гравием, с включением корней растений;
130 – 156 см /26 см – черный суглинок, оторфованный, с включением корней и стеблей растений и микрофауны моллюсков, а также черной органики с запахом H2S;
156 – 190 см /34 см – супесь светло-коричневая с прослоями (2 мм) черной переработанной органики с запахом H2S, с обильными включениями микрофауны моллюсков и корней растений.
Скважина 5. Координаты: 53°47'30.47" с.ш.; 27°24'41.82" в.д. (рис. 4.11)
Рисунок 4.11 Расположение скважины 5
Описание скважины:
0 – 24 см /24 см – почвенно-растительный слой;
24 – 49 см /25 см – светло-серый, светло-коричневый суглинок со следами ожелезнения;
49 – 91 см /42 см – суглинок темно-коричневый с прослоями песка, со следами ожелезнения, с остатками корней растений;
91 – 101 см /10 см – чёрный суглинок, с прослоями светло-коричневого песка, с остатками растений, а также черной органики с запахом H2S.
101 – 128 см /27 см – суглинок темно-коричневый, водонасыщенный, с линзами светло-серой супеси с гравием, с остатками растений и микрофауны моллюсков, вода в скважине появляется на глубине 101 см;
128 – 143 см /15 см – суглинок черный, темно-коричневый, оторфованный, с прослоями светло-коричневой супеси, с остатками корней растений и веток деревьев.
Скважина 6. Координаты: 53°47'30.81" с.ш.; 27°24'41.03" в.д. (рис. 4.12)
Рисунок 4.12 Расположение скважины 6
Описание скважины:
0 – 35 см /35 см – почвенно-растительный слой;
35 – 71 см /36 см – супесь черно-коричневая, с прослоями светло-серой супеси, с остатками листиков и веток растений, древесины, раковин моллюсков;
71 – 116 см /45 см – супесь черная, темно-коричневая, с остатками растений и раковин моллюсков, с включениями черной переработанной органики, вода в скважине появляется на глубине 104 см;
116 – 133 см /17 см – суглинок коричневый, с обильными остатками растений и отдельными включениями древесины;
133 – 155 см /22 см – глина темно-серая, с включениями оранжево-коричневых железистых конкреций округлой формы и прослоями светло-коричневого мелкозернистого песка.
Скважина 7. Координаты: 53°47'31" с.ш.; 27°24'40" в.д. (рис. 4.13)
Рисунок 4.13 Расположение скважины 7
Описание скважины:
0 – 15 см /15 см – почвенно-растительный слой;
15 – 30 см /15 см – песок светло-коричневый средне- и крупнозернистый с включениями гравия;
30 – 66 см /36 см – светло-коричневая супесь со следами ожелезнения и карбонатизации, встречаются включения песка и гравия (известковый туф?);
66 – 100 см /34 см – суглинок черный, темно-коричневый, оторфованный, с включениями светлого среднезернистого песка с гравием;
100 – 108 см /8 см – темно-серая глина, влажная, с прослоями темно-коричневого песка с гравием;
108 – 140 см /32 см – светло-серая глина, плотная, с прослоями светло-коричневого песка и обильными железистыми конкрециями. Вода появляется с 131 см.
В результате работы с ручным буром был построен геологический разрез данного полигона (рис. 4.14).
Рисунок 4.14 Геологический разрез