Контрольні завдання

Використовуючи дані, наведені у таблиці 2.4:

1. Розрахуйте основні параметри верстата пневмоударного буріння.

2. Розрахуйте продуктивність верстата пневмоударного буріння.

Таблиця 2.4. Вихідні дані та варіанти завдання

№ за/п	Найменування вихідних параметрів	Варіанти завдання
		1	2	3	4	5
1.	Діаметр бурового долота – Д, м	0,105	0,125	0,160	0,105	0,125
2.	Кількість різців долота - Z	4	2	3	3	3
3.	Частота обертання бурового ставу - nи, хв-1	100	80	80	80	100
4.	Діаметр бурової штанги - , м	0,083	0,089	0,128	0,083	0,089
5.	Усереднений розмір частин бурового дріб’язку - , м	0,001	0,0012	0,0012	0,0012	0,0012
6.	Показник буримості порід - Пб	10	12	14	15	16
7.	Діаметр циліндра пневмоударника – d, м	0,065	0,076	0,100	0,065	0,076
8.	Тиск повітря у мережі - Р°, МПа	0,5	0,6	0,5	0,6	0,5
9.	Маса поршня – mn, кг	1,8	3,3	5,5	1,8	3,3
10	Хід поршня – S, м	0,11	0,07	0,06	0,11	0,07
11	Система розподілення стисненого повітря	Безкл	Клап.	Клап.	Безкл	Клап.
12	Щільність породи -	2500	3000	2500	3000		2500

2.1.3 Бурові верстати обертального буріння ріжучими коронками

Призначення і технічна характеристика верстатів обертального буріння ріжучими коронками

Верстати обертального буріння ріжучими коронками призначені для буріння вертикальних і похилих (до 60⁰) свердловин діаметром до 200 мм і завглибшки до 30 м у породах і вугіллі з коефіцієнтом міцності f 6 – 8 (П 6). Найбільш широке поширення верстати обертального буріння набули на вугільних розрізах. Основними верстатами цього типу є такі: 2СБР-125-30, СВБ-2М і СБР -160А-24.

При бурінні свердловин верстатами 2СБР-125-30 у залежності від типу порід, які буряться, можна використовувати різний буровий інструмент, а саме: ріжучі коронки зі шнековою або шнеково-повітряною видачею бурового дріб’язку при бурінні вугілля і порід з f 6; шарошкові долота з повітряною продувкою при бурінні по породах з f 10; ріжучо-ударні долота з повітряною продувкою при бурінні по породах з f 8 [21].

При бурінні шарошковим або пневмоударним інструментом використовують штанги у вигляді труби без спіралі. Джерелом пневмоенергії у такому випадку є пересувна компресорна станція, від якої стиснене повітря по шлангу передається до верстата.

Бурові верстати СВБ-2М і СБР-160А-24 призначені для буріння лише неміцних порід з f 6. Видавання бурового дріб’язку в них здійснюється за допомогою шнеків. Основні показники верстатів обертального буріння ріжучими коронками наведені у табл. 2.5.

Таблиця 2.5 Технічна характеристика верстатів обертального буріння ріжучими коронками

№ за/п	Найменування показників	Тип верстата
		2СБР-125 -30	2СВБ- 2М	СБР-160А -24
1	2	3	4	5
1.	Діаметр свердловини, мм	115; 125	160	160; 200
2.	Глибина буріння, м	30	25	24
3.	Частота обертання інструмента, с-1	4,2	2; 3,3	1,7; 2,3; 3,3
4.	Момент крутіння, кН м	1,8	10	12
5.	Швидкість подавання, м/с	0-0,025	0-0,16	0-0,5
6.	Сила подавання, кН, не більше	40	50	65
7.	Довжина штанги, м	1,85	1,85	8,25
8.	Діаметр шнекової/гладкої штанги, мм.	107/57	155/76	155/70
9.	Швидкість пересування верстата, км/год.	1,3	1,36	0,9
10.	Тиск на ґрунт, МПа	0,07	0,05	0,06
11.	Потужність двигунів, кВт: - встановлена	98	61	105
	- обертача	40	40	36/40/50
	- механізму подавання	н. д.	від ходу	3,2/30
	- ходового обладнання	26	14	2 14,5
12.	Основні розміри верстата у робочому положенні, мм: - довжина, мм	5200	4300	7080
	- ширина, мм	3250	2850	3400
	- висота, мм	7200	3070	12925
13.	Маса, т	10	9,25	25

Конструкція верстата 2СБР-125-30

Робочий орган верстата складається зі щогли 1, уздовж направляючих 2 якої проходять дворядні втулково-роликові ланцюги 3 і переміщується обертально-подавальний механізм 4 (рис. 2.15).

Верхні та нижні кільця ланцюга прикріплені до основи щогли через пружинні амортизатори. Ведучі зірочки обертально-подавального механізму при обертанні переміщують його уздовж щогли. Усередині щогли розташована касета 6 на шість штанг.

У нижній частині щогли змонтовані люнет, ключ і механізм очистки шнеків. На платформі розташовується кабіна машиніста 7, установка сухого пиловловлення 5. Робочий орган з допомогою гідроциліндрів може бути встановленим під кутом до 10° до горизонту. Під час буріння верстат опирається на три гідродомкрата. Привод гусениць – індивідуальний від дволопатевих гідродвигунів ВЛГ – 400 через ланцюгову передачу на ведучу зірочку.

Гідравлічна система живиться від трьох шестеренних насосів НШ -10 і включає в себе гідродвигуни обертача, подачі, ходу і вентилятора, а також гідроциліндри підйому робочого органу, подавання касети, відгвинчування штанг і домкрати горизонтування верстата. Верстатом можна керувати як з кабіни машиніста, так і з виносного пульта.

Обертально-подавальний механізм верстата 2СБР-125-30 шпиндельного типу з ланцюговим подаванням (рис. 2.16). На стальній рамі 1 змонтовані механізм обертання і два механізми подавання. На нерухомих осях на рамі встановлені ролики 2, за допомогою яких рама обертально-подавального механізму може переміщатися по направляючих щогли 3. Вал гідродвигуна М1 через планетарний редуктор 4 і муфту 5 передає момент обертання на шпиндель 6 бурового ставу.

У середній частині рами 1 змонтовані два механізми подавання, осі яких перпендикулярні осі шпинделя. На горизонтальних валах 7 механізму подавання встановлені ведучі зірочки 8, які зчеплені з втулково-роликовими ланцюгами 9, закріпленими на щоглі. Зверху і знизу кожної із ведучих зірочок встановлені притискні зірочки 10, які забезпечують постійне зчеплення ведучих зірочок з ланцюгами. Привод механізму подавання здійснюється від гідродвигунів М2 через планетарні редуктори 11. Натягування ланцюга регулюють гвинтом 12.

Рис. 2.15. Верстат 2СБР-125-30

Робочий орган створює осьове зусилля до 40 кН, частоту обертання 0 – 4,2 при швидкості подавання 0,15 м/хв.

Рис. 2.16. Кінематична схема обертально-подавального механізму верстата 2СБР-125-30

Особливості конструкції верстата СБР-160А-24

Верстат СБР-160А-24 складається з таких вузлів: гусеничного ходу, рами з кузовом, щогли з робочим органом, який, у свою чергу, складається з обертача, касети, механізму захвату центратора, а також механізму подавання, привод якого розташований поза щоглою, гідро- і електросистем. Кінематична схема верстата СБР-160А-24 наведена на рис. 2.17.

Обертач верстата складається із тришвидкісного електродвигуна М1, частота обертання якого регулюється перемиканням кількості пар полюсів, двоступінчатого редуктора 2, у патрон якого вставляється хвостовик бурового ставу 1. Обертач переміщується по направляючих уздовж щогли.

Механізм подавання канатний у вигляді однобарабанної лебідки з двома приводами: один регулюється – для подавання при бурінні і другий не регулюється – для маневрових переміщень обертача.

Рис. 2.17. Кінематична схема верстата СБР-160А-24

Маневрове подавання бурового ставу на вибій і його підіймання здійснюється канатно-поліспастною системою, яка приводиться у дію через барабан 4 і редуктор 5 від асинхронного двигуна М2 потужністю 30 кВт, а примусове робоче подавання – від гідромотора М3 потужністю 3,2 кВт. Черговість роботи приводів регулюється за допомогою електромагнітної муфти 6.

На верхній обв’язі щогли розташовані блоки 7 підіймання обертача, а на нижній – вилка 8 гідроциліндра, що забезпечує фіксацію та утримання бурового ставу при його складанні й розбиранні, а також центратор 9. У касеті 10 розміщені дві штанги. Захват і звільнення верхніх кінців штанг здійснюється гідрозатискачами 11 обертача.

Центратор утримує нижній кінець верхнього шнеку під час складання і розбирання ставу при похилому бурінні. Шнекоочищувач з приводом від електродвигуна змонтований під вилкою.

На верстаті використаний ходовий візок від екскаватора Е-303 з індивідуальним приводом гусениць 12 від електродвигунів М4 через триступінчаті редуктори 13. При буксируванні верстата привод гусениць від’єднується за допомогою дискових муфт.

Гідросистема верстата живиться від лопатевого насосу ( 25 л./хв., р = 12,5 МПа) та обслуговує гідродомкрати горизонтування верстата і гідроциліндри 14 підіймання і опускання щогли, а також гідроциліндри механізмів переміщення штанг, їх захвату й утримання під час складання і розбирання бурового ставу. До верстата може бути приєднана компресорна станція 15.

Кузов верстата складається зі зварної рами, каркаса і кабіни машиніста, в якій знаходиться апаратура керування верстатом і робоче місце машиніста та його помічника.

Основні правила експлуатації верстатів і правила безпеки під час роботи на них

Перед початком роботи машиніст бурового верстата повинен ретельно оглянути верстат і переконатися у непошкодженості усіх його вузлів. При цьому треба послідовно виконати такі операції:

1. Перевірити роботу редуктора обертача, барабана підйомної лебідки, гальма барабана і роботу системи блокування.

2. Перевірити роботу ходового механізму і можливість встановлення щогли верстата у похиле і транспортне положення.

3. Перевірити і підтягти болтові з’єднання, проконтролювати рівень мастила у корпусах редукторів і змастити інші вузли і деталі.

Забурювання і буріння свердловини виконується у такій послідовності:

1. Першу бурову штангу з коронкою закріплюють у шпинделі обертача і підіймають обертач до крайнього верхнього положення.

2. Обертач із приєднаною до нього штангою опускають униз так, щоб кінець штанги з коронкою пройшов крізь направляючу втулку і торкнувся ґрунту.

3. Включають двигун обертача, а потім механізм подавання і починається буріння.

4. Коли обертач опуститься до свого нижнього положення, подавання штанги на вибій припиняється, а свердловина очищається від бурового дріб’язку короткочасним обертанням штанги без подачі. В іншому випадку при збільшенні глибини свердловини потужність електродвигуна може бути недостатньою для обертання бурового ставу.

5. Після очищення свердловини штангу від’єднують від шпинделя, обертач підіймають і до нього приєднують нову штангу, яку з’єднують зі штангою, що знаходиться у свердловині. Потім процес буріння продовжується.

6. Після того як свердловина буде пробурена на повну глибину, подача ставу припиняється, але електродвигун обертача не виключається протягом 3-4 хвилин, щоб краще очистити свердловину від бурового дріб’язку. Не вийнятий зі свердловини дріб’язок зазвичай заповнює 10-15% висоти свердловини і змушує виконувати буріння з перебуром. Збільшенню кількості вийнятого дріб’язку сприяє збільшення частоти обертання бурового ставу. Тому очищення свердловин потрібно виконувати при максимальній частоті обертання ставу.

7. Для витягання бурового ставу з свердловини і його розбирання обертач разом зі ставом підіймають у крайнє положення, а на спіраль штанги одягають вилку. Потім обертач опускають доти, доки став не зависне на вилці. Після цього верхню штангу від’єднують від ставу, встановлюють у касету і від’єднують від шпинделя обертача. Далі обертач опускають і його шпиндель приєднують до чергової штанги ставу, який утримується у висячому положенні у свердловині, і ввесь цикл повторюється. Так продовжується до витягання останньої штанги з коронкою.

При роботі бурових верстатів обертального буріння ріжучим інструментом потрібно виконувати практично ті ж самі правила безпеки, що й для верстатів пневмоударного і шарошкового буріння. Крім цього, потрібно виконувати наступне:

1. При роботі верстатів особливу увагу слід приділяти нагляду за роботою лебідки (верстати СБР-160А-24).

2. Категорично забороняється опускати і нахиляти щоглу, коли обертач знаходиться у верхньому положенні.

3. Коли потрібно, щоб обертач знаходився у верхньому або трохи піднятому положенні без приєднаної до нього штанги, він повинен бути зафіксованим у цьому положенні за допомогою спеціальних пристроїв. Знаходитися під піднятим і не зафіксованим обертасом заборонено.

4. Заборонено працювати при зношених або з’єднаних вузлом канатах.

5. Заборонено залишати буровий інструмент у свердловині під час перерви при бурінні.