2.2. Расчёт режимных параметров бурильных установок с буровыми машинами ударно-вращательного действия (перфораторами с независимым вращением бура)
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 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:
Vн = 50·A·n/d2·f
где А - энергия удара перфоратора, Дж; n - частота ударов, Гц; d - диаметр шпура, мм; f - коэффициент крепости пород.
Теоретическая производительность бурения шпуров ударно-вращательной установкой (м/ч):
Техническая производительность бурения (м/ч) шпуров:
,
где α – декремент затухания энергии силового импульса. Его величина зависит от глубины шпура или скважины и типа перфоратора. Для перфоратора с геликоидальной парой величина декремента α наибольшая.
Перфораторы с независимым вращением и большой массой поршня имеют α наименьшие.
Таблица 4
Величина декремента затухания α для различных типов перфораторов
Тип перфоратора |
ПП54В |
ВВС-53 |
ПК60А |
ПК75А |
URD-475 |
ГП-3 |
Декремент затухания α |
0,24 |
0,062 |
0,05 |
0,04 |
0,03 |
0,02 |
Таблица 5
Значения величины 1-е-α·L для различных αL
αL |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
2,4 |
1-е-α·L |
0,3 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
Эксплуатационная производительность (м/смену):
,
где Тсм - длительность смены, мин; Тпз - время на подготовительно-заключительные операции, мин; Топ - время организационных простоев, мин; Тп - время перегона установки, мин.
Расход коронок для пород различной крепости на 1000 м шпуров приведен в табл. 6.
Таблица 6
Расход коронок для пород различной крепости на 1000 м шпуров
Коэффициент крепости пород |
6-8 |
8-10 |
10-12
|
12-14
|
14-16
|
16-18
|
18-20
|
Число коронок при диаметре шпура: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 мм |
17 |
21 |
26 |
33 |
45 |
66 |
111 |
43 мм |
19 |
24 |
30 |
38 |
52 |
76 |
130 |
46 мм |
22 |
27 |
34 |
43 |
59 |
86 |
144 |
Затраты времени на отдельные операции приведены в таблице 7.
Таблица 7
Затраты времени на отдельные операции
Операции |
Обозначение
|
Затраты времени, мин
|
Подготовительно-заключительные |
Тпз |
40 |
Время организации простоев |
Топ |
30 |
Время замены резца (коронки) |
Тз |
2 |
Время перегона установки |
Тп |
30 |
Время наведения бурильной машины с одного шпура (скважины) на другой |
Тн |
2 |
Время забуривания шпура (скважины) |
Тзб |
1 |