Американцы научились бесконтактно бурить суперпрочные породы

Американская компания Petra сообщила о завершении проходки тоннеля в прочных породах бесконтактным термическим способом. Это первая горизонтальная проходка тоннеля, выполненная в высокопрочном кварците.

Горные породы обладают разной крепостью, от которой зависит способность массива поддаваться механическому воздействию и разрушению. Коэффициент крепости пород зависит от прочности породы на одноосное сжатие: чем выше прочность породы, тем крепче массив. Мягкие породы имеют коэффициент крепости равный единице, к ним относятся, например, плотная глина или мягкий каменный уголь. Высокопрочные скальные породы имеют коэффициент крепости равный 20, например, базальты и кварциты. Они практически не поддаются бурению, поэтому их разрабатывают открытым способом с применением взрывчатых веществ — тротила или аммонита. Подземные проходки высокопрочных пород до сих пор оставались недоступными из-за низкой эффективности и высокой стоимости традиционного бурения.

Американская компания Petra, которая занимается строительством подземных инженерных коммуникаций, успешно испытала установку полуавтоматического бурения высокопрочных пород. Они завершили первую демонстрационную проходку через кварцит с прочностью на одноосное сжатие 150–330 мегапаскаль, проложив тоннель длиной 6,1 метра со скоростью 2,54 сантиметра в минуту.

Порода разрушается методом термического бесконтактного бурения Swifty, для этого используется направленный поток открытого высокотемпературного пламени. Установка способна создавать тоннели диаметром от 0,51 до 1,52 метра.

Технический директор Petra Ян Райт (Ian Wright) отметил, что это совершенно новый способ проходки, который дает возможность быстро и экономично бурить инженерные тоннели в ранее непроходимых условиях. Petra может бурить самые прочные породы, такие как базальт, диабаз, гранит, доломит, кварцит, габбро, диорит и гнейс. При этом скорость проходки для самого крепкого базальта с прочностью на одноосное сжатие 100-300 мегапаскаль, по данным лаборатории Petra, составит 3,05 метра в час.

Новая бесконтактная технология бурения поможет прокладывать подземные инженерные тоннели в ранее недоступных местах, например, через массивы скальных пород и в прибрежных районах со сложной геологией. Petra также поможет в районах, где произошли стихийные бедствия, пробурив новые тоннели для восстановления коммуникаций. Одной из первых компания Petra планирует решить задачу прокладки подземных линий электропередач, поскольку наземные линии часто становятся причиной лесных пожаров.

Больше узнать о бурении можно в нашем партнерском материале «Пять стихий: земля».

Марина Ключникова