Контрольні завдання

Використовуючи дані, наведені в таблиці 2.2:

1. Розрахуйте основні параметри верстата шарошкового буріння.

2. Розрахуйте продуктивність верстата шарошкового буріння.

Таблиця 2.2. Вихідні дані та варіанти завдання

№ за/п	Найменування вихідних параметрів	Варіанти завдання
		1	2	3	4	5
1.	Міцність гірничої породи - f	10	12	14	16	18
2.	Щільність породи - , кг/м	2000	2500	3000	3500	4000
3.	Усереднений діаметр частин бурового дріб’язку , м	0,002	0,003	0,004	0,0035	0,0045
4.	Діаметр долота –Д, м	0,269	0,243	0, 214	0,269	0,243
5.	Діаметр шарошки – d1, см	14,5	13,0	11,5	14,5	13,0
6.	Діаметр бурової штанги – dш, м	0,219	0,194	0,180	0,219	0,194
7.	Частота обертання бурового – n, хв-1	140	120	100	100	100

2. Бурові верстати пневмоударного буріння

Призначення і технічна характеристика верстатів пневмоударного буріння

Верстати пневмоударного буріння призначені для буріння вертикальних і похилих свердловин діаметром 105…125 мм і завглибшки до 35 м у породах з коефіцієнтом міцності f = 8…20. .

Верстати цього типу використовуються при селективному вийманні міцних порід в умовах відкритої розробки корисних копалин, а також у дорожньому і гідротехнічному будівництві та на кар’єрах з видобутку будівельних матеріалів.

Головною перевагою верстатів пневмоударного буріння є невеликі зусилля на буровий інструмент і невеликий момент обертання бурового ставу. Ці обставини дозволяють значно знизити масу, габарити і вартість верстатів та підвищити їх продуктивність і мобільність.

Основними типами верстатів пневмоударного буріння є такі: СБУ-100-35 і СБУ-125-24.

Верстат СБУ-100-35 виготовляється у трьох модифікаціях з індексами: Г-гусеничний, П-пневмоколісний, Н-несамохідний.

Таблиця 2.3 Технічна характеристика верстатів пневмоударного буріння

№ за/п	Найменування показників	Тип верстата
		СБУ- 100Н-35	СБУ- 100Г-35 (СБУ-100П-35)	СБУ-125- 24
1	2	3	4	5
1.	Діаметр свердловини, мм	105; 125	105; 125	125
2.	Глибина буріння, м	35	35	24
3.	Напрямок буріння до вертикалі, град.	0; 15; 30	0; 15; 30	0; 15; 30
4.	Діаметр штанги, мм	83	83	89
5.	Довжина штанги, мм	950	950	2930
6.	Маса штанги, кг	10	10	32,5
7.	Маса долота, кг	4	5,9	5,9
8.	Тип пневмоударника	П-105К; П-125К;	П-125К	П-125К
9.	Встановлена потужність, кВт	4	24	42
10	Потужність обертача, кВт	4	4	3,8/6,2
11	Частота обертання, с-1	0,77	0,77	0,37; 0,75
12	Момент обертання на долоті, кНм	0,83	0,83	1,67; 1,36
13	Зусилля подавання на вибій, кН
14	Хід подавання, м	1,05	1,05	3,7
15.	Швидкість подавання, м/с	0,25	0,25	0,17
16.	Потужність двигунів ходу, кВт	-	2 5,5	2 10
17.	Швидкість пересування, км/год.	-	0,83(1,0)	1,0
18	Основні розміри ходу: - колія, мм	1200	1880(1860)	1600
1	2	3	4	5
	- ширина, мм	1150	2180	1868
	- довжина (база по осях), мм	-	1520(1320)	1775
	- ширина гусениці, мм	-	300(-)	268
19	Тиск на ґрунт, МПа		0,05(-)	0,09
20	Основні розміри верстата: - довжина, мм	2175	4000	4250
	- ширина, мм	1000	2210	3000
	- висота, мм	2730	3730(3760)	7160
21	Маса верстата, т	0,71	5(4)	8,5

Конструкція верстатів СБУ - 100 - 35

Буровий верстат складається з таких частин: рами, робочого пристрою і ходового обладнання . Верстати СБУ-100Г-35, СБУ-100Н-35 і СБУ-100П-35 мають однаковий робочий орган. Їх основна відмінність полягає у використанні різних механізмів пересування і систем уловлювання бурового дріб’язку та знищення пилу: повітряно-водяної суміші для верстатів СБУ-100Н-35 і сухого пиловловлювання з рукавним фільтром для верстатів СБУ-100Г-35 і СБУ-100П-35 .

Привод основних механізмів верстатів - електричний. Механізм подавання і пневмоударники приводяться в дію стисненим повітрям, яке подається до верстата від пересувної компресорної станції або від повітряної кар’єрної мережі.

Основними вузлами бурового верстата СБУ-100Г-35 (рис. 2.11) є такі: рама, робочий орган, гусеничне ходове обладнання та установка сухого пиловловлення.

Рама верстата є основною, на ній кріпляться головні вузли і механізми верстата, які захищаються від зовнішнього середовища кузовом 7. У задній частині кузова встановлена шафа з електроапаратурою. У центрі знаходиться пиловловлювач 3, а попереду - пульт керування 4. Щогла 1 встановлена на двох опорах на передню частину рами верстата. Горизонтування верстата виконується гідродомкратами 6, а пересування - ходовим механізмом 5 гусеничного типу. Для змащення пневмоударника на рамі верстата встановлена автомаслянка.

Робочий орган шарнірно кріпиться до передньої частини верстата. До нього належать щогла, обертач, механізм подавання і буровий став, який складається з комплекту бурових штанг, пневмоударника і коронки.

Обертач забезпечує обертання бурового ставу, а податчик поршневого типу механізує спуско-підйомні операції при бурінні. Встановлення штанг на вісь свердловини під час нарощування бурового ставу виконується вручну, а їх скручування і розкручування за допомогою обертача.

Механізмом подачі верстата є нерухомий циліндр 1 діаметром 160 мм, відносно якого переміщується поршень зі штоком 2 на величину ходу 1050 мм із зусиллям униз 6 кН і вверх до 9 кН (рис. 2.12). Обертач 3, зв’язаний зі штоком 2 поршня, переміщується по трубчатих направляючих щогли і складається з асинхронного електродвигуна М1 і двоступінчатого планетарного редуктора, на шпиндель якого накручується буровий став 4.

Для буріння під кутом 15 і 30 щогла верстата разом з обертально-подаючим механізмом повертається навколо шарніру 5 за допомогою гідроциліндра 6. Перед початком буріння верстат горизонтується за допомогою трьох гідродомкратів 7, два з яких знаходяться у передній частині і один у задній частині рами верстата.

Гусеничне ходове обладнання 8 має привод від індивідуальних двигунів М2 потужністю 5,5 кВт кожний через черв’ячний редуктор 10. На платформі верстата встановлені маслостанція 9, установка для пиловловлювання з рукавними фільтрами 12 і вентилятор 11.

Установка сухого пиловловлення (рис. 2.13) діє таким чином. Повітряно-пиловий потік, який виходить зі свердловини, спрямовується далі в камеру 1, де через різку втрату швидкості звільняється від крупних частин бурового дріб’язку. Далі потік по повітропроводу 2 подається вентилятором 7 у циклони 3, потім у рукавний фільтр тонкого очищення 4, а з нього - в атмосферу.

Рис. 2.11. Верстат пневмоударного буріння СБУ-100Г–35

1 – щогла; 2 – обертач; 3 – установка пиловловлення; 4 – пульт керування верстатом; 5 – гусеничний хід; 6 – гідродомкрати горизонтування; 7 – кузов

Рис. 2.12. Кінематична схема верстата пневмоударного буріння СБУ-100Г-35

Фільтр зроблено у вигляді чотирьох паралельно встановлених тканинних рукавів 5, уздовж яких переміщується продувальна каретка 6, що виконує їх періодичне очищення струменем стисненого повітря. Виділення пилу досягає 99,9%.

Буровий верстат СБУ-100П-35 є модифікацією бурового верстата СБУ-100Г-35 на пневмоколісному ходу. Ходова частина – зварна рама, два борти і четверо ведучих коліс з пневматичними шинами. Привод кожного борту ходу – через черв’ячний редуктор і зубчасту пару.

Рис. 2.13. Установка сухого пиловловлення верстата СБУ-100Г-35

Буровий верстат СБУ-100Н-35 несамохідний. Він має робочий орган такий самий, як і у СБУ-100Г-35, що встановлений на стійках, закріплених на візках. Зміна положення робочого органу (з транспортного у робоче) виконується за допомогою механізму повороту з ручним приводом, а фіксація у заданому положенні – за допомогою пальця. Для стійкості верстата протягом буріння на візки кладуть вагу. Роботою верстата керують з дистанційного пульта керування.

Конструкція верстата СБУ-125-24

Вузли верстата змонтовані на рамі гусеничного ходу. Кожна гусениця має індивідуальний електропривод. Керування ходом – від переносного пульта.

Основні вузли: робочий орган, касета, гідросистема, пневмосистема, установка для пиловловлювання, електрообладнання і кабіна.

Обертач складається з двошвидкісного електродвигуна і планетарного редуктора.

Обертально-подаючий механізм шпиндельного типу з ланцюговою подачею (рис. 2.14).

Обертання бурового ставу 1 з пневмоударником 2 передається від двошвидкісного асинхронного двигуна М1 через планетарний редуктор 3. Подаючий механізм обслуговує робочі й маневрові операції і має два тягових ланцюга 4, кінці яких закріплені до коромисла обертача. Привод ланцюга здійснюється зірочкою 5 від пневмодвигуна 6 через двоступінчатий редуктор, котрий складається з зубчатої 7 і черв’ячної 8 передач. Верхня зірочка 9 закріплена на щоглі.

Буровий став переміщується уздовж щогли по направляючих 10. Регулювання швидкості й зусилля подавання, а також реверсування напрямку пересування бурового ставу здійснюється шляхом зміни подавання повітря до пневмодвигуна від пересувного компресора або кар’єрної пневмомережі.

Щогла зварена зі швелерів, внутрішні поверхні яких виконують роль направляючих для каретки обертача. Піднімання й опускання щогли виконується гідроциліндрами. У нижній частині щогли на люнеті встановлений гідрозатискач, який служить для утримання у висячому положенні бурового ставу під час спуско-підіймальних операцій. Тут же знаходиться ключ із гідропатроном для розбирання бурового ставу.

Касета верстата – барабанного типу, вміщує вісім штанг по 3 м.

Верстат обладнаний триступінчатою системою сухого пиловловлення, принцип дії якої аналогічний установці верстата СБУ-100Г-35.

Гідросистема використовується для виконання таких операцій: горизонтування верстата гідродомкратами, піднімання та опускання щогли, скручування і розкручування бурового ставу, подавання касети і пересування каретки рукавних фільтрів установки для пиловловлювання.

Пневмосистема верстата забезпечує роботу механізму подавання, пневмоударника та інших допоміжних механізмів.

Апаратура керування верстата розміщена у трьох пультах з ланцюговою подачею бурового верстата СБУ-125-24 пультах. Керування гусеничним ходом – з виносного пульта.

Рис. 2.14. Кінематична схема обертально-подаючого механізму

Забурювання свердловини виконується також із виносного пульта, який дублює основний, що дозволяє вести візуальний контроль за процесом забурювання.

Основні правила експлуатації верстата

1. Перед складанням і підготовкою верстата до роботи потрібно старанно оглянути всі його вузли з метою знаходження можливих дефектів, які могли виникнути під час транспортування верстата.

2. Після монтажу машину потрібно заземлити і під’єднати кабель живлення, а потім приєднують повітряні шланги пневмосистеми.

3. Перед перевіркою вузлів машини всі перемикачі на пультах керування повинні бути встановлені у нейтральне положення. Спочатку натиском на кнопки керування перевіряють правильність під’єднання двигуна обертача. Потім запускають маслонасос і послідовно перевіряють роботу гідродомкратів, можливість піднімання й опускання обертача, правильність під’єднання двигунів вентилятора пиловловлювання і механізму ходу.

4. Перед початком буріння обертач встановлюють над віссю свердловини і горизонтують раму верстата. При цьому важливо, щоб відрив гусениць від грунту був мінімальним для забезпечення кращої стійкості верстата під час буріння.

5. Перед початком забурювання перевіряють і регулюють подавання мастила у пневмоударник. Для полегшення скручування і розкручування штанг різьбу періодично змащують солідолом.

Правила безпеки при роботі на верстаті

При експлуатації верстата необхідно дотримуватися норм і правил щодо виконання буровибухових робіт на кар’єрах. Крім цього, потрібно дотримуватися також і ряду спеціальних вимог, а саме:

1. До керування верстатом і його обслуговування допускаються особи, які закінчили курс навчання і здали іспит, пройшли стажування на робочому місці та отримали відповідне посвідчення.

2. Машиністи та їх помічники повинні знати правила експлуатації компресорів і посудин, які встановлені на верстаті і працюють під тиском.

3. При заміні бурового долота і пневмоударника забороняється підтримувати їх руками над устям свердловини. У цьому випадку свердловину потрібно перекрити, щоб запобігти падінню в неї бурового долота або пневмоударника. При заміні долота потрібно підтримувати його тільки за бокові виступи, щоб на випадок несподіваного руху бурового ставу вниз або вверх пальці рук залишалися б неушкодженими.

4. Надійно заземлити електродвигуни та все електрообладнання і кожну зміну перевіряти ланцюг заземлення шляхом зовнішнього огляду. Працювати при перевірках у гумових рукавицях.

5. На місці роботи верстата повинна знаходитись інструкція з дотримання протипожежних вимог, а також з охорони праці відповідно до місцевих умов.

6. Забороняється:

- стороннім особам знаходитися біля працюючого верстата або в безпосередній близькості від нього;

- ремонтувати і змазувати верстат без від’єднання його від електричної мережі;

- знаходитися під щоглою під час її піднімання або опускання.