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

Подождите немного. Документ загружается.

121

частота ударов (40 - 50 мин

-1

) , ограничивающая их

производительность. Увеличить же частоту ударов

невозможно, так как продолжительность падения бурового

снаряда зависит от высоты подъема, ускорения свободного

падения и сопротивления шламовой смеси.

Станок ударно - канатного бурения (рис.4.6) имеет

тяжелый буровой инструмент 1 (массой 2 - 3 т и

диаметром до 300 мм), который поднимается на канате 2,

огибающем головной блок 3 мачты станка, оттяжной 4 и

направляющий блоки и барабан 6 лебедки подъема.

Оттяжной блок 4 установлен на балансире 7, который

под действием кривошипно-шатунного механизма 8, 9,

приводимого в действие от главного вала через шестерню

10, может совершать колебания вокруг оси направ-

ляющего блока 5. При ходе балансира вниз (положение I)

буровой снаряд падает с высоты 0,6—1,0 м и, ударяя по

породе, разрушает ее. По мере углубления скважины

растормаживают барабан 6 и сматывают канат, давая

возможность буровому снаряду опускаться ниже.

Во время бурения в скважину подливают воду.

Разрушенная порода переходит во взвешенное состояние,

образуя с водой шлам, периодически удаляемый из

скважины желонкой, представляющей собой отрезок

122

трубы со скобой для крепления подъемного каната сверху и

с хвостовиком, имеющим клапан, открывающийся при

опускании па грунт. Скорость подъема оттяжного блока 4 в

положение II должна быть достаточной, чтобы не

препятствовать свободному падению бурового снаряда,

но и не слишком высокой, чтобы блок не наминал

опускаться вниз прежде, чем снаряд ударит по породе;

падение бурового снаряда происходит под действием его

собственного веса.

Рисунок 4.6. – Схема ударно-канатного бурения

123

Длина каната, на котором подвешен буровой

снаряд, должна быть такой, чтобы свободно висящий

снаряд лезвием долота в нижнем положении на несколько

миллиметров не доходил до породы. Во время бурения

внедрение долота в породу будет сопровождаться

сжатием амортизатора 11, на котором установлен блок 3.

При этом в момент остановки бурового снаряда канат

будет натянут и снаряд под действием усилия

амортизатора и опускающегося оттяжного блока 4 начнет

плавно подниматься вверх. Если канат будет короче, чем

необходимо, то значительная часть энергии удара

через амортизатор передастся станку, скорость бурения

снизится, а станок будет испытывать большие

динамические нагрузки. Излишняя длина каната также

нежелательна, так как дает ему слабину: оттяжной блок

сначала опускается, не поднимая бурового снаряда, а

затем резко дергает канат, что приводит к

динамическим ударам па станке.

Станок ударно-канатного бурения БС-1М имеет

мощность приводного двигателя 55 или 75 кВт, габариты

(длина×ширина×высота) с поднятой мачтой

7065×3430×15050 мм и массу 24 000 кг

124

Станки буровые шарошечные (СБШ)

Станки буровые шарошечные предназначены для

бурения наклонных и вертикальных скважин диаметром

160— 320 мм и глубиной до 32—60 м в породах с

коэффициентом крепости f = 6÷18.

Вместо выпускавшихся ранее станков первого

поколения 2СБШ-200Н, ЗСБШ-200Н, СБШ-250МН,

БАШ-320 и других начали выпускать станки второго

поколения: ЗСБШ-200-60, 2СБШ-200-40; СБШ-250МНА-

32, СБШ-250-20, СБШ-250-32, СБШ-250-55,

отличающиеся повышенной глубиной бурения, наличием

систем автоматического управления процессом бурения,

позволяющих интенсифицировать частоту вращения

инструмента и увеличить усилие его подачи,

снижением затрат времени на вспомогательные

операции, применением системы сухого бурения с

мокрым пылеподавлением на восходящем потоке, что

существенно повышает стойкость шарошечных долот и

механическую скорость бурения и др.

У станков второго поколения по ГОСТ 20078—74

принято в маркировке помимо диаметра скважины

обозначать и глубину бурения в метрах.

125

По массе т

(т) и развиваемому осевому

усилию Р

ос

(кН) станки шарошечного бурения

подразделяют на три класса:

- легкие (т

≤ 40 т, Р

с ≤ 200 кН, диаметр скважины

≤ 215,9 мм, рациональная область применения по

буримости П

=8 ÷ 10);

- средние (т

≤ 60 т, Р

с ≤ 350 кН, d

≤ 215,9 ÷ 269,9

мм, П

= 10 ÷ 14);

- тяжелые (т

>85т, Р

с > 350 кН, d

> 269,9 мм, П

14 ÷ 18).

К станкам легкого класса относят снятые с

производства, но еще эксплуатируемые на карьерах

станки БСШ-2М, к станкам среднего класса — станки

2СБШ-200Н, ЗСБШ-200Н, СБШ-250МН и их

модификации второго поколения, к станкам тяжелого

типа — станок СБШ-320-36. Намеченный к выпуску

станок СБШ-400 предназначен для бурения вскрышных

пород на угольных разрезах.

Станки буровые шарошечные имеют следующие

основные узлы: рабочий орган, ходовой механизм,

гидро- и пневмоси-стемы, пылеулавливающую

126

установку, машинное помещение, кабину машиниста с

пультом управления и электрооборудование.

Станки вращательного (шнекового)

бурения резцовыми коронками (СБР)

Станки вращательного (шнекового) бурения в

промышленности начали применяться при открытом

способе добычи полезного ископаемого сравнительно

недавно (1944 г.) и в настоящее время широко

используются для бурения скважин диаметром до 200 мм и

глубиной до 20 м по породам с f = 6 ÷8.

Основные преимущества станков вращательного

бурения: возможность бурения скважин под любым углом

к горизонту, конструктивная простота, высокая

производительность ( до 200 м скважин в смену),

надежность в работе, что определяет низкие затраты на

бурение и ремонтные работы. Станки обладают хорошей

маневренностью, которая положительно сказывается на

экономии времени при их перегонах.

В отличии от станков шарошечного бурения станки

шнекового бурения имеют принудительную подачу

бурового става на забой и его подъем осуществляется не

гидродомкратами, а канатно -полиспастной системой,

127

которая приводится в действие двухбарабанной лебедкой,

установленной на раме. Частота вращения бурового става

может быть постоянной или (в станках нового типа)

регулироваться в пределах от 0 до 4 с

-1

Дальнейшее совершенствование станков

вращательного бурения в целях расширения области их

применения идет по пути создания и внедрения новых

видов бурового инструмента и применение

комбинированного способа очистки скважин от буровой

мелочи с помощью шнеков и сжатого воздуха,

подаваемого в скважину. Повышение производительности

станков происходит за счет увеличения скорости бурения

и сокращения времени на вспомогательные операции.

Станки ударно - вращательного бурения

(СБУ)

Станки ударно - вращательного бурения

предназначены для проходки вертикальных и наклонных

(90 - 60°) скважин диаметром до 125 мм и глубиной до 35

м погруженным пневмоударником в крепких и весьма

крепких породах с f ≥ 18. В настоящее время в карьерах

128

применяют станки ударно - вращательного бурения СБУ-

100Н - 35, СБУ 100-П - 35, СБУ -100Г - 35, СБУ 125 - 24.

Основными узлами станков ударно - вращательного

бурения являются: рабочий орган с погружным

пневмоударником, ходовое оборудование, несущая рама с

гидродомкратами выравнивания, пульт управления, гидро

- и пневмосистемы, электрооборудование и система

пылеподавления.

Производительность и режимы бурения

Технология бурения определяет

последовательность выполнения операций,

обеспечивающих процесс образования скважин. При

обуривании части породного массива выполняются

следующие операции: установка станка па заданной

отметке, непосредственно бурение, наращивание

бурового става по мере углубления скважины, разборка

бурового става, замена изношенного инструмента,

перемещение станка к отметке следующей скважины.

Принятая технология бурения в значительной степени

определяет эксплуатационную сменную

производительность бурового станка.

129

Техническая скорость бурения, относящаяся к

чистому времени бурения отдельной скважины, зависит

от соответствия показателю трудности бурения горных

пород (крепости горной породы) выбранных конструкции

и типа бурового инструмента, нагрузки на буровой

инструмент и частоты его вращения, способа и условий

удаления буровой мелочи, а также организации

буровых работ. В свою очередь, от технической скорости

бурения зависит эксплуатационная часовая

производительность бурового станка.

Режим бурения определяется величиной

развиваемых на инструменте усилий или частотой

ударов, частотой вращения рабочего инструмента и

методом удаления буровой мелочи. Каждый вид

бурения характеризуется определенными параметрами

режима бурения. Наивыгоднейшие (оптимальные) ре-

жимы обеспечивают высокую производительность

буровых станков и минимальные затраты на бурение

скважин данного диаметра.

Современные буровые станки являются машинами

цикличного действия, что обусловлено технологией

ведения горных работ и их конструктивным

исполнением. В течение смены время Т

(мин)

130

расходуется как на бурение скважины, так и на

выполнение многочисленных вспомогательных

операций.

Сменная производительность бурового станка у

. с

(м) определяется по формуле

КТ

ис

вб

ис

с.б

−

(15.1)

где К

— коэффициент использования станка по

бурению в течение смены; t

и t

— удельные затраты

времени соответственно на бурение и выполнение

вспомогательных операций, мин/м; V

б.т.

— техническая

скорость, бурения, м/мин.

В свою очередь, величина t

может быть

представлена как сумма удельных затрат времени:

= t

где t

— на переезд от скважины к скважине с

учетом установки и снятия станка с домкратов ( t

= 0,384-

1,44 мин/м); t

— на замену долота, приходящееся на 1 м

скважины; t

— на подъем бурового става со скоростью v

(м/мин); t

— на перехват гидропатрона (для