§ 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.

Сменную производительность бурового станка определяют по шор муле

(II.7)

техническая производительность бурового станка, м/мин;

продолжительность рабочей смены, мин;

коэффициент ис­пользования станка во времени.

Техническую производительность бурового станка можно опре­делить из выражения

(11,8)

Где L —длина скважины, м; Ть — время на бурение данной сква­жины, мин; t_a — время на передвижку и установку станка для бурения новой скважины (обычно t_a=10÷20 мин). Время на бурение одной скважины

(П.9)

где 1ь — время собственного бурения, мин; t„.₃ — время на подго­товительно-заключительные операции, связанные с бурением дан­ной скважины (установка обсадной трубы, забуривание скважин И т.п.); обычно /п.3=15-f-30 мин; t_B — 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 г_в = 20÷40 мин).

Время собственно бурения определяется длиной скважины и скоростью бурения:

(11.10)

где V6 — скорость бурения, м/мин.

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

(11.11)

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

Скорость бурения v₆ зависит от свойств буримой породы, спо­соба бурения, бурового инструмента, диаметра скважины и других условий бурения. В теории разрушения горных пород известны ма­тематические выражения, позволяющие рассчитать скорость буре­ния в зависимости от этих условий. Однако из-за сложности учета

большого 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, П.5, II.7.

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

(11.12)

где t_p — время регламентированных перерывов в работе (прием в» сдача смены, осмотр и смазка станка и т.п.); обычно /_Р = 5(Н--т-70 мин.

После соответствующих подстановок и преобразований получим

(11.13)

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

(11.14)

где Q — производительность карьера по скальной горной массе» т/год; k_v — коэффициент, учитывающий необходимый резерв стан­ков (Л_р= 1,2÷1,25); у — плотность буримых горных пород, т/м³; л_См — число смен работы станков в сутки; л_сут — число рабочих дней в году; V — выход горной массы с 1 м 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.