9.3. Станки ударно–канатного бурения.

Принцип ударно–канатного бурения заключается в сбрасывании бурового снаряда, подвешенного к канату, на дно скважины и разрушении таким образом грунта. Для равномерного разрушения грунта и придания забою круглой формы при обратном ходе буровой инструмент поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол.

Станки ударно–канатного бурения предназначены для бурения вертикальных скважин глубиной до 500 м и диаметром до 900 мм в грунтах разной крепости.

Рис. 9.4 Станок ударно-контактного бурения.

Станки ударно–канатного бурения обычно выпускают прицепными и самоходными. Первые устраивают на колесах и передвигаются с помощью тягача. Самоходный станок (рис. 9.4) имеет свой гусеничный механизм 19 передвижения. На несущей раме 17 устанавливается складывающаяся мачта 7 и двухбарабанная лебедка с двигателем 16. В вертикальном положении мачта удерживается раскосами 8. Канат 6, закрепленный одним концом на барабане 15, обогнув блоки 11, 9 и 5 вторым концом соединяются посредством замка 3 с буровой штангой 2, которая на нижнем конце снабжена долотом 1. Блоки 11 и 5 установлены на неподвижных осях. Блок 9, будучи связан посредством шатуна 12 с зубчатым колесом 13 через кривошип и с осью блока 11 через раму 10, совершает качательные движения занимая крайние положение положения І и ІІ (рис. 9.4 б). При этом штанга 2 соответственно поднимается и падает в забой, разрушая его. В зависимости от высоты подъема штанги число ударов ее меняется в пределах 45-60 в минуту.

После проходки скважины на глубину 0,5 – 0,7 м образовавшийся в ней шлам смешивается с поданной в забой водой и удаляется с помощью желонки. Желонка представляет собой обечайку 6 (рис. 9.5 г) цилиндрической формы, к которой прикреплена сверху вилка 5 для соединения с канатом, а снизу режущий башмак 8 с плоским или полусферическим клапаном 7.

Рис. 9.5 Рабочий инструмент для ударного бурения.

Подъем и опускание желонки осуществляется канатом 4, наматываемым на барабан 13, который приводится от двигателя посредством шестерни 14.

При бурении станок опирается на грунт четырьмя домкратами 18.

Рабочий инструмент (долото) для ударного бурения (рис. 9.5, а, б) состоит из головки 1, тела 2 и конического хвостовика 4 с винтовой нарезкой для соединения долота со штангой (рис. 9.5, в). Для захвата ключом при навинчивании долото имеет лыски 3.

По форме головки различают долота зубильные (рис. 9.5, а), крестовые (рис. 9.5, б) и фасонные.

Зубильными долотами бурят однородные породы; они обеспечивают наибольшую производительность, однако в трещиноватых породах часто заклиниваются или искривляют скважину. Крестовые и фасонные долота используют для бурения абразивных пород средней и высокой крепости.

10. Машины для разработки мерзлых грунтов.

10.1. Предварительная подготовка забоя.

В связи со значительной прочностью мерзлых грунтов разрабатывать их обычными землеройными машинами невозможно без предварительной подготовки забоя или замены рабочих органов. Предварительная подготовка забоя заключается в предохранении грунта от промерзания укрытием, оттаивании, нарезании щелей, взрыве и механическом рыхлении, а также физическом или химическом способах разупрочнения грунта. Если грунт надежно предохранен от промерзания, его можно разрабатывать в зимнее время обычными землеройными машинами. Стоимость укрытия теплоизоляционными материалами (шлаком, торфом, соломой, опилками, снегом, пенопластом и т.п.) незначительна, трудоемкость также не велика. Недостаточно широко этот метод применяют из-за сложности соответствующего планирования и организации работ на строительной площадке, а также трудности предохранить слои утеплителя от случайного разрушения.

Оттаивание мерзлых грунтов (паром, огнем, горячей водой, поверхностными и глубинными электродами) целесообразно применять для небольших объемов работ, или при выполнении их в стесненных условиях. Для оттаивания грунта расходуется много энергии и при сравнительно небольшой трудоемкости оно имеет высокую стоимость.

Подготовка мерзлых грунтов к экскавации и их разработка чаще всего осуществляется механическим способом разрушения грунтов с использованием специальных машин, условно подразделяемых на две группы: машины для подготовки (предварительного рыхления, нарезания на блоки) мерзлых грунтов с последующей окончательной разработкой взаимодействующими с ними в комплексе землеройными машинами общего назначения (бульдозерами, скреперами, одноковшовыми экскаваторами); машины самостоятельно выполняющие весь комплекс разработки до заданной отметки и эвакуации мерзлого грунта.

К первой группе относятся рыхлители статического действия, рыхлители динамического действия, машины для отрыва грунта от массива, машины для нарезания щелей в мерзлых грунтах; ко второй – землеройно–фрезерные машины и траншейные цепные и роторные экскаваторы, рабочие органы и скоростные режимы которых приспособлены для разработки мерзлых грунтов с промерзанием на всю глубину траншеи.