Ведерников Н.И. Горные машины и комплексы для добычи и обогащения полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

111

Рисунок 4.3 – Манипулятор УТМ-5 бурильных

установок

112

На конце выдвижной части рукояти крепится

позиционер 5, соединяющий рукоять 4 с направляющей

рамой 6 податчика. На позиционере установлены цилиндры

поворота направляющей рамы в горизонтальной и вер-

тикальной плоскостях, а также механизм вращения для

поворота бурильной машины на 180° относительно оси

выработки, что обеспечивает бурение шпуров около почвы

с минимальным наклоном в горизонтальной плоскости.

Для проведения выработок большой площади

сечения (тоннелей, камер), а также для работы в

очистных забоях при камерно-столбовой системе

разработки применяется установка высокой энергово-

оруженности УБШ-532Д (УБШ-501). Она оснащена

тремя пневматическими бурильными головками и

тремя телескопными манипуляторами,

установленными на пневмошинном шасси с шарнирно-

сочлененной рамой и дизельным приводом хода

Шахтная бурильная установка УБШ-322ДГ (УБШ-

315) гидравлическая. Установка может

эксплуатироваться при температуре до -26°С. Она

имеет две гидравлические бурильные головки и два

манипулятора, которые установлены на

113

пневмошинном шасси, аналогичном но конструкции

шасси установки УБШ-532Д. Установка имеет две мас-

лостанции с электроприводом, для питания которого

служит кабельный барабан с запасом кабеля 100 м.

Зарубежными фирмами, производящими шахтные

бурильные .установки, являются: "Атлас Копко" и

"Линден Алимак" (Швеция),"Ингерсол Рэнд" и

"Гарднер Денвер" (США), "Тамрок" (Финляндия), ЗИГ

(Швейцария), "Болер" (Австрия), "Секома"

(Франция), "Фуракава" (Япония). Установки

гидрофицированы. В качестве бурильных головок

используют гидровращатели, пневматические и гидрав-

лические перфораторы, Ходовое оборудование может

быть пневмошинным, гусеничным и колесно-

рельсовым.

Все отечественные и зарубежные шахтные

бурильные установки, имеющие гшевмошинное,

гусеничное и колесно-рельсовое ходовое оборудование,

являются самоходными.

114

4.3 Эксплуатационные показатели

Наибольшую производительность при эксплуатации

шахтных бурильных установок можно получить при

тщательном соблюдении оптимальных параметров. При

вращательно-ударном бурении к ним относятся число

ударов на один оборот бура, частота вращения бура,

осевое усилие, энергия удара, интенсивность очистки

шпура.

Угол поворота (градус) между ударами (по О. Д.

Алимову и Л. Т. Дворникову) [4]

ω= 5 [А

/10)+1] — 0,7f,

где А

– энергия удара поршня ударника, Дж; f –

коэффициент крепости горных пород.

Число ударов за один оборот бура

т = 360⋅ ω.

Рациональная частота ударов бурильной машины

(Гц)

=33,3+5000 f /A

Частота вращения бура (с

-1

)

п=60 п

/ т

115

Крутящий момент на буре ( Н ⋅ м)

М = 500—25 f.

Осевое усилие выбирают по зависимости на рис.

14.4 .

Расход промывочной жидкости при диаметре

коронки 40— 42 мм равен 13—15 л/мин.

Механическая скорость бурения вращателыю-

ударной установкой (мм/мин)

=100 (20 – f ).

Сменная эксплуатационная производительность

(м ) определяется с учетом затрат времени на

организационные и технические простои, не

зависящие от конструкции машины.

Техническая скорость бурения вращателыю-

ударной установкой (м/ч)

Rkk60

зб

охм

0г

.тех

+++

⋅

Для расчетов приняты следующие обозначения: k

—

коэффициент готовности; R — число бурильных машин на

установке; k

— коэффициент одновременности; v

—

механическая скорость бурения шпуров, м/мин; v

ох

—

116

скорость обратного хода бурильной головки, м/мин; Т

—

время замены резца (коронки), мин; В — стойкость

резца(коронки) на одну заточку, м; Т

— время наведения

бурильной машины с одного шнура (скважины) на другой,

мин; T

зб

— время забуривания шпура (скважины), мин; m

— число шпуров в забое; L — глубина шпура, м.

Рисунок 4.4 -Зависимость скорости бурения от усилия

подачи N

Коэффициент готовности

ТТ

117

где Т—наработка на отказ; Т

— время

восстановления отказа.

Коэффициент одновременности &

=1; 0,8; 0,7 при

числе бурильных машин соответственно 1; 2; 3.

Данные о расходе материалов и сжатого воздуха

при враща-тельно-ударном бурении (на 1000 м шпуров)

приведены ниже.

Коэффициент

крепости пород

6-8 8-10 10-12 12-14

Буровые коронки,

шт

3 9 16 24

Буровые штанги, шт 1 3 6 11

Сжатый воздух, м

11000 17000 27000 34000

При ударно-вращательном бурении перфораторами

с независимым вращением бура оптимальная частота

вращения (с

-1

) бурового инструмента

n= 145/d,

где d — диаметр шпура, мм.

Формула справедлива при 35 < d < 80 мм.

Практика показывает, что пневматические

бурильные головки ударно-вращательного действия

целесообразно эксплуатировать на повышенном

118

давлении сжатого воздуха (0,6—0,7 МПа). Увеличение

давления на 0,1 МПа позволяет увеличить механическую

скорость бурения на 20 %.

Начальная механическая скорость бурения (мм/с) —

скорость бурения первого метра шпура или скважины

ударно-вращательными установками

пА50

⋅

где А – энергия удара перфоратора, Дж; п – частота

ударов, ГЦ; d – диаметр шпура, мм; f — коэффициент

крепости пород.

Теоретическая скорость бурения шпуров ударно-

вращательной установкой

е1(v60

аL

⋅

−⋅

−

Техническая скорость бурения (м/ч) шпуров

ТТ

)е1(v

Rkk60

збнз

ох

аL

0г

.тех

+++

−

⋅

где R — число бурильных машин на установке. Здесь

a — декремент затухания энергии силового импульса. Его

119

величина зависит от глубины шпура или скважины, типа

перфоратора. Для перфоратора с геликоидальной нарой

величина декремента а наибольшая.

Перфораторы с независимым вращением и

большой массой поршня имеют а наименьшие.

Тип

перфоратор

ПП5

4В

ВВС-

ПК60

ПК75

URД-

475

ГП-3

Декремент

затухания, α

0,24 0,062 0,05 0,04 0,03 0,02

Для облегчения расчетов скорости бурения шпуров

на рис. 4.5 показаны значения 1—e

для различных aL.

Эксплуатационная производительность (м/смену)

подсчитыва-ется исходя из длительности смены, затрат

времени на подготовительно-заключительные операции и

простои по организационным причинам:

)(

)1(

)(

mTTT

еv

аL

kRkТТТ

збнпз

ох

гоппзсм

⋅++

+++

−

⋅

−

где Тем — длительность смены, мин; Т

пз

— время на

подготовительно-заключительные операции, мин; Т

оп

—

время организационных простоев; Т

— время перегона

установки, мин.

120

Рисунок 4.5- График для определения величины 1—e

Машины и оборудование для открытой добычи

полезных ископаемых

4.5. Буровые станки

Станки ударно - контактного бурения (БС)

Станки ударно - контактного бурения предназначены

для бурения главным образом только вертикальных

разведочных или дренажных скважин по породам любой

крепости на глубину до 300 м. В настоящее время на

карьерах при бурении крепких пород их вытеснили станки

ударно - вращательного действия с погружными

пневмоударниками и шарошечные, а при бурении пород

ниже средней крепости - станки вращательного бурения.

Основной недостаток ударно - контактных станков - малая

0,4 0,8 1,2 1,6 2.0

2,0