§ 6. Выбор типа бурового станка и расчет его производительности

Применяемое на карьерах буровое оборудование должно обеспечивать высокую экономичность буровых работ, их безопасность, соответствовать условиям данного производства.

Решающее влияние при выборе бурового оборудования оказывают свойства буримых пород.

Ориентировочно установленная (в зависимости от крепости и других свойств горных пород) рациональная область применения различных типов буровых станков приведена ниже.

Станки	Коэффициент крепости породы по М. М. Протодьяконову
Вращательного (шнекового) бурения	f<6
Шарошечного бурения: легкого типа среднего и тяжелого типа	f =6÷10 f =10÷18
Огневого бурения	f>16 (имеющие кварцевую основу)
Ударно-вращательного бурения с погружными пневмоударниками	f>16 (трудно буримые огневым способом)

Сменную производительность бурового станка определяют по формуле

, м,(II.7)

где Р_Т- техническая производительность бурового станка, м/мин; Т -продолжительность рабочей смены, мин; η- коэффициент использования станка во времени.

Техническую производительность бурового станка можно определить из выражения

, м, (II.8)

где L-длина скважины, м; Т_б- время на бурение данной скважины, мин;t_n-время на передвижку и установку станка для бурения новой скважины (обычно t_n=10÷20 мин).

Время на бурение одной скважины

,мин,(II.9)

где t_б- время собственного бурения, мин; t_п.з.- время на подготовительно-заключительные операции, связанные с бурением данной скважины (установка обсадной трубы, забуривание скважин и т.п.); обычно t_п.з = 15÷30 мин; t_в- время на вспомогательные операции (наращивание и разборка става штанг, смена изношенного инструмента, чистка скважины и т.п.), устанавливаемое для каждых конкретных условий на основании данных хронометражных наблюдений или опыта использования такого же станка в аналогичных условиях (ориентировочно t_в = 20÷40мин).

Время собственно бурения определяется длиной скважины и скоростью бурения:

,мин,(II.10)

где υ₆- скорость бурения, м/мин.

При огневом бурении, когда вначале бурят скважину минимального диаметра на полную глубину, а затем разбуривают нижнюю часть скважины,

, мин,(II.11)

где L_H- длина разбуриваемой нижней части скважины, м; υ_p- скорость разбуривания, м/мин; t_BP- время на образование вруба при разбуривании скважины (обычно t_BP = 5÷10 мин).

Скорость бурения υ₆зависит от свойств буримой породы, способа бурения, бурового инструмента, диаметра ск важины и других условий бурения. В теории разрушения горных поро д известны математические выражения, позволяющие рассчитать скорость бурения в зависимости от этих условий. Однако из-за сложности учетабольшого количества влияющих факторов возможны большие расхождения расчетной скорости с фактически достигнутой. Поэтому более надежным является экспериментальное определение скорости бурения в конкретных условиях. При ориентировочных расчетах можно воспользоваться данными, приведенными в табл.II.3, II.5, II.7.

Коэффициент использования станка во времени показывает, какую часть смены станок работает с учетом времени на переезды от скважины к скважине:

, (II.12)

где t_р- время регламентированных перерывов в работе (прием и сдача смены, осмотр и смазка станка и т.п.); обычно t_р = 50÷70 мин.

После соответствующих подстановок и преобразований получим

(II.13)

При планировании работы буровых станков на карьерах производительность станков обычно определяют на основании отчетных данных в виде средней величины.

Необходимое количество буровых станков в карьере определяется по выражению

(II.14)

где Q- производительность карьера по скальной горной массе, т/год; k_p- коэффициент, учитывающий необходимый резерв станков (k_p = l,2÷l,25); γ- плотность буримых горных пород, т/м³;. n_см- число смен работы станков в сутки; n_сут - число рабочих дней в году; V- выход горной массы с 1м скважины, м³.

При разработке пород средней и выше средней крепости для обеспечения нормальной работы одного экскаватора с ковшом емкостью 4÷4,6 ,м³ обычно необходимо один-два буровых станка.